Время динозавров. Новая история древних ящеров - Стив Брусатти

Лучше и не скажешь: завроподы, которые оставили следы в той древней шотландской лагуне, были поразительными существами. Поразительными в прямом смысле слова — впечатляющими, устрашающими, поражающими воображение. Если бы мне дали чистый лист бумаги и ручку и попросили придумать мифического зверя, мое воображение не смогло бы сравниться с тем, что эволюция создала в облике завропод. Но они существовали на самом деле: рождались, росли, двигались, ели и дышали, прятались от хищников, спали, оставляли следы и умирали. Сегодня нет абсолютно ничего похожего на них — нет животных с такими длинными шеями и гигантскими телами, и ни одно наземное существо даже близко не сравнится с ними по размеру.

Завроподы настолько поразительны, что, когда в 1820-х гг. были найдены первые кости, ученые оказались в тупике. Некоторых первых динозавров нашли примерно в то же время, например хищного мегалозавра и растительноядного игуанодона. Несомненно, это были большие животные, но только не по сравнению с гигантскими костями завропод. Поэтому ученые не провели аналогию с динозаврами. Вместо этого они решили, что кости принадлежат единственным животным, которые, по их мнению, могли быть настолько огромными, — китам. Эту ошибку исправили только через несколько десятилетий. Удивительно, но поздние открытия показали, что многие завроподы были даже крупнее большинства китов. Это самые крупные животные, которые когда-либо ходили по суше, они раздвигали пределы возможного для эволюции.

Тут мы приходим к вопросу, который больше века завораживает палеонтологов: как завроподы стали такими большими?

Это одна из величайших загадок палеонтологии. Но, прежде чем пытаться найти ответ, нужно решить более фундаментальную задачу: а насколько велики были завроподы? Насколько они были длинными, как высоко могли вытянуть шею, а главное, сколько они весили? Ответить на эти вопросы нелегко, особенно когда дело касается веса, ведь нельзя просто посадить динозавра на весы и посмотреть на шкалу. Открою профессиональный секрет палеонтологов: многие фантастические числа, которые вы видите в книжках или музеях (бронтозавр весил 100 т и был больше самолета!), по сути, просто выдуманы. Обоснованные предположения, а иногда и не очень обоснованные. Тем не менее в последнее время палеонтологи придумали два разных подхода, чтобы точнее вычислить вес динозавра по его костям.

Первый на самом деле довольно простой и опирается на элементарную физику: более тяжелым животным нужны более прочные кости для поддержания веса. Этот принцип отражается во всем устройстве животного. Ученые измерили кости конечностей у многих современных животных, и оказалось, что толщина основной кости в конечности, которая поддерживает животное, — бедренной кости у двуногих животных или бедренной плюс плечевой у четвероногих — хорошо коррелирует с весом животного. Другими словами, есть уравнение, которое работает почти для всех современных животных: если измерить толщину кости конечностей, то с небольшой, но известной погрешностью можно рассчитать массу тела — несложный подсчет, для которого достаточно простого калькулятора.

Второй метод более трудоемкий, но он гораздо интереснее. Ученые строят трехмерную цифровую модель скелета динозавра, в специальных программах добавляют к ней кожу, мышцы и внутренние органы, а затем компьютер рассчитывает массу тела. Этот метод впервые применили молодые британские палеонтологи Карл Бейтс, Шарлотта Брасси, Питер Фалкингем, Сьюзи Мэйдмент и их коллеги — начиная от биологов, специализирующихся на современных животных, до специалистов по информатике и программистов.

Несколько лет назад, когда я заканчивал кандидатскую, Карл и Питер пригласили меня поучаствовать в изучении размеров и пропорций тела завропод с использованием цифровых моделей. Задача была амбициозная: построить подробную компьютерную анимацию всех завропод с достаточно полными скелетами и выяснить, как велики были эти животные и как изменялось их тело, когда они вырастали до поистине титанических размеров. Меня позвали из чисто практических соображений: одни из лучших в мире скелетов завропод выставлены в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, где я в то время занимался, а им нужны были данные по одному из них — позднеюрскому барозавру. Меня проинструктировали, как собрать данные для построения модели. К моему удивлению, понадобились только обычная цифровая камера, штатив и линейка. Я сделал около сотни фотографий смонтированного скелета барозавра со всех сторон, установив камеру на штативе и убедившись, что на большинстве изображений есть линейка. Затем Карл и Питер ввели изображения в компьютерную программу, которая сопоставила эквивалентные точки на фотографиях, замерила расстояния между ними по линейке и в итоге из исходных двухмерных изображений построила трехмерную модель.

Этот метод называется фотограмметрией — настоящая революция в изучении динозавров. Сверхточные модели, которые при этом получаются, позволяют достигать очень точных данных. Кроме того, их можно загрузить в анимационное ПО и заставить бегать и прыгать, чтобы определить, на какие виды движений и какое поведение были способны динозавры. С их помощью можно даже анимировать фильмы или документальные передачи, гарантируя, что на экране появятся самые реалистичные существа. Эти модели буквально оживляют динозавров.

Бронтозавр в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке (рядом человеческий скелет для масштаба). Американский музей естественной истории

Цифровая компьютерная модель завропода жираффатитана, которая помогла ученым подсчитать вес животного. Предоставлена Питером Фалкингемом и Карлом Бейтсом

Наше цифровое моделирование, как и более традиционные исследования, основанные на измерениях конечностей, позволило прийти к одному и тому же выводу: завроподы были очень, очень большими. Примитивные протозавроподы вроде платеозаврадостигали относительно больших размеров еще в триасе, некоторые весили по 2–3 т. Это примерно как жираф или два. Но когда Пангея начала распадаться, вулканы — извергаться, а триасовый период сменился юрским, истинные завроподы стали куда крупнее. Следы в шотландской лагуне оставлены животными весом 10–15 т, а еще позже знаменитые создания — бронтозавр и брахиозавр — стали весить более 30 т. Но и это ерунда по сравнению с меловыми видами, такими как дредноут, патаготитан, аргентинозавр, входящими в подгруппу с очень точным названием «титанозавры», которые весили более 50 т — больше, чем «Боинг-737».

Сегодня самые большие и тяжелые наземные животные — это слоны. Они бывают разного размера, в зависимости от того, где живут и к каким видам относятся, но большинство весит по 5–6 т.

По-видимому, самый большой задокументированный слон весил около 11 т. Слоны — ничто против завропод. А значит, возвращаемся к вопросу на миллион: как эти динозавры сумели достичь размеров, настолько превосходящих все, что когда-либо порождала эволюция?