Время динозавров. Новая история древних ящеров - Стив Брусатти

Полость головного мозга (в верхнем правом углу) и пазухи внутри черепа тираннозавра, обнаруженные при сканировании. Предоставлено Ларри Уитмером

Это последний кусочек головоломки, последний компонент набора инструментов, который позволял Королю разгрызать кости на ужин. Толстые колья-зубы, огромные челюстные мышцы и прочная конструкция черепа — вот выигрышная комбинация. Без любого из этих признаков тираннозаврбыл бы обычным тероподом, аккуратно поедающим добычу, кусок за куском. Так поступали все прочие здоровяки — аллозавр, торвозавр и кархародонтозавры, ведь они не были достаточно оснащены, чтобы разгрызать кости. И здесь Король единственный.

Тираннозавр мог загрызть любого — хоть побаловать себя 12 метровым эдмонтозавром, хоть закусить какой-нибудь мелочью вроде тесцелозавраразмером с осла. Но как он ловил добычу?

Как выяснилось, не благодаря исключительной скорости. Тираннозаврбыл особенным во многих отношениях, но чего он не мог, так это быстро бегать. В «Парке юрского периода» есть знаменитая сцена, где кровожадный рекс, подгоняемый ненасытным аппетитом к человеческой плоти, гонится за джипом, который несется на полном ходу. Не верьте магии кино — реальный тираннозавр остался бы в пыли, едва джип перешел на третью передачу. Не то чтобы он был неуклюжим увальнем, который вразвалку брел сквозь чащу. Вовсе нет: рекс был подвижным и энергичным, он двигался целеустремленно, голова и хвост уравновешивали друг друга, когда он на цыпочках шел между деревьями, преследуя добычу. Но его максимальная скорость, вероятно, была в диапазоне от 15 до 40 км/ч. Это быстрее, чем бежит человек, но не так быстро, как скаковая лошадь, и, конечно же, не как автомобиль на трассе.

И опять-таки именно высокотехнологичное компьютерное моделирование позволило палеонтологам изучить, как тираннозавр двигался. Эту работу начал в 2000-х гг. Джон Хатчинсон, который переехал из Америки в Англию и теперь занимает должность профессора Королевского ветеринарного колледжа в Лондоне. Он проводит дни, работая с животными: следит за живностью в университетском кампусе, заставляет слонов бегать на весах, чтобы изучить их положение конечностей и локомоцию, и препарирует страусов, жирафов и других экзотических существ. Джон рассказывает о своих приключениях в популярном блоге с чудесным, но несколько тревожным названием «Что у Джона в морозилке?». Он также часто появляется в телевизионных документальных передачах, нередко в своей любимой фиолетовой рубашке, которая каким-то образом не засвечивает камеры. Как и Грег Эриксон, Джон — ученый, которым я давно восхищаюсь из-за его уникального подхода к изучению динозавров. Для Джона ключом к прошлому является настоящее: узнайте как можно больше об анатомии и поведении современных животных, и это поможет понять динозавров.

Если зайти к Джону в лабораторию, там и правда стоят морозильники с замороженными трупами животных всех форм и размеров со всего мира. Скорее всего, один или два из них будут таять на лабораторном столе, готовясь к вскрытию. Но у лаборатории Джона есть и более стерильная сторона: компьютеры, при помощи которых он создает цифровые модели динозавров вроде тех моделей из главы 3, которые помогли предсказать вес и положение конечностей длинношеих завропод. Он начинает с трехмерной модели скелета, которая создается с помощью томографа, лазерного сканирования поверхности или фотограмметрии, о которой мы уже говорили. Затем использует знания о современных животных, чтобы нарастить плоть: добавить мышцы (размеры и положение которых основаны на местах прикрепления, видимых на костях) и другие мягкие ткани, обернуть их кожей и поставить животное в реалистичную позу. Затем компьютер прогоняет модель через всевозможные упражнения и вычисляет, насколько быстро могло двигаться реальное животное. Моделирование Джона и дает нам диапазон от 15 до 40 км/ч, который я привел для скорости T. rex.

Еще компьютерные модели ясно показывают: чтобы бегать со скоростью скаковой лошади, рексу понадобились бы абсурдно большие мышцы ног: более 85 % общей массы тела должно быть сосредоточено в бедрах, а это, очевидно, невозможно. Тираннозавр был попросту слишком велик, чтобы бегать по-настоящему быстро. Сам его размер добавлял еще одно ограничение: Король-Тиран не мог быстро поворачивать, иначе он бы опрокинулся, как фура, слишком резко входящая в поворот. В общем, на самом деле Спилберг был не прав: тираннозавр не был спринтером, он бы скорее бросился на жертву из засады, чем преследовал ее, как гепард.

Для нападения из засады нужно много энергии — на время короткого рывка. К счастью, у рекса был еще один туз в рукаве, точнее в груди. Помните гиперэффективные легкие завропод, которые позволили им достичь огромных размеров?

У тираннозавра были такие же. Это легкие современных птиц: жесткие кузнечные меха, прикрепленные к позвоночнику, извлекающие кислород и на вдохе, и на выдохе. Они отличаются от наших легких, которые всасывают кислород только на вдохе, а на выдохе выделяют углекислый газ. Это потрясающее достижение биомеханики. Когда современные птицы — и тираннозавр — дышат, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие, как и следовало ожидать. Но часть вдыхаемого воздуха не проходит через легкие сразу, а запасается в системе воздушных мешочков, соединенных с легкими. Там воздух ждет выдоха и проходит через легкие, доставляя кислород даже во время удаления излишков углекислого газа. Птицы получают вдвое больше удовольствия за те же деньги, кислород поступает к ним без перерыва. Если вы когда-нибудь задумывались о том, как птицы могут летать на высоте в несколько километров, в разреженном воздухе, где нам тяжело дышать (спросите любого, кому приходилось пользоваться кислородными масками во время авиаперелета), то легкие — вот их секретное оружие.

Палеонтологи пока не нашли окаменевшее легкое T. rex и, скорее всего, никогда не найдут. Такие ткани слишком нежные, чтобы стать окаменелостью. Но мы знаем, что у рекса были птицеподобные ультраэффективные легкие, потому что такая дыхательная система оставляет следы на костях, которые отлично сохраняются. Все дело в воздушных мешках, отсеках для хранения воздуха, неотъемлемой части птицеподобного легкого. Эти мешочки похожи на воздушные шары: мягкие, тонкостенные, эластичные сумки, которые заполняются и опустошаются во время цикла дыхания. Множество их соединено с легкими и располагается между другими органами грудной клетки: трахеей, пищеводом, сердцем, желудком и кишечником. Иногда им становится тесно, и они пробираются в единственное свободное место — сами кости. В таких случаях они входят в кость через большие гладкостенные отверстия, а внутри разворачиваются в просторные камеры. Это хорошо видно по ископаемым. Видно это и на позвонках тираннозавра, и у многих других динозавров, в том числе, как мы уже знаем, у гигантских завропод. Такого нет у млекопитающих, ящериц, лягушек, рыб и других животных — только у современных птиц и вымерших динозавров, а также у некоторых их родичей, это отличительный признак их уникальных легких.

Загадка тираннозавровой засады постепенно проясняется. Легкие предоставляли энергию, которая затем переносилась в мышцы ног, благодаря чему рекс рывком набрасывался на ошеломленную жертву. А что было потом? Представьте тираннозавра как гигантскую сухопутную акулу. Как у большой белой акулы, его оружием была голова. Огромная башка и могучие челюсти помогали ему схватить добычу, убить ее и измельчить плоть, внутренности и кости перед глотанием. Тираннозавру приходилось полагаться на голову, ведь его ручки были совсем крошечными. Король произошел от более мелких тираннозавров, таких как гуаньлун и дилун, которые хватали добычу своими куда более длинными руками. Но в ходе эволюции тираннозавров голова увеличилась, руки уменьшились, и постепенно все охотничьи функции перешли к челюстям.