Что мы не знали о динозаврах. Отрывок из книги "Динозавры. Новый взгляд"

Недавно мы писали об издательстве "Бородатый Тамарин" , основателями которого являются украинский писатель Максим Кидрук и его жена Татьяна. Среди первых книг издательства – монументальная работа "Динозавры. Новый взгляд" ведущего мирового палеонтолога из Британии, профессора Бристольского университета Майкла Джеймса Бентона.

67-летний Бентон внес фундаментальный вклад в понимание истории жизни, понимание изменения биоразнообразия с течением времени. Ключевой темой его исследований является массовое вымирание всех времен, которое произошло более 250 миллионов лет назад.

Бентон является автором нескольких учебников палеонтологии (например Vertebrate Palaeontology) и детских книг на тему динозавров. Он также являлся консультантом при создании программы BBC "Прогулки с динозаврами", программ Paleoworld на Discovery Science. Также он участвовал в программе BBC 2002 года "День, когда Земля почти погибла".

В декабре 2010 года в честь Бентона была названа ринхозавра Bentonyx.

В своей книге ученый рассказал об истинной научной дисциплине по изучению динозавров. О новых технологиях, раскрывших секреты, скрыты в доисторических костях, которые раньше невозможно было предположить. Например, сейчас можно определить цвет динозавров, силу их укуса, максимальную скорость и даже то, заботились ли они о детенышах.

Рассказ Бентона доказывает, что динозавры, хоть и давно вымерли, все еще остаются частью нашего мира.

Майкл Джеймс Бентон (Michael James Benton), палеонтолог. Фото: The Royal Society

Из отрывка этой книги вы узнаете:

• Революционная точка зрения ведущего мирового палеонтолога, профессора Бристольского университета, Майкла Джеймса Бентонна, на модель происхождения динозавров
• Где спрятан дарвинизм (т.е. выживание) в сегодняшней эволюции животных
• Конкурентное преимущество динозавров (тоже революционный взгляд) над предшественниками
• Исследование размеров и манеры питания ринхозавров

Глава 1. Происхождение динозавров

Одно известно точно: динозавры возникли в триасовый период между 252 и 201 миллионами лет назад. Почти во всем остальном мы не уверены. К примеру, когда именно они появились, в раннем или позднем триасе? Каков был мир, когда они вышли на сцену? Прокладывали ли они путь к господству в глобальной экосистеме отчаянной борьбой с другими животными или же им просто удалось занять свое место? Все эти темы были актуальны в 1980-х, когда я начинал карьеру палеонтолога. Всю свою жизнь я посвятил поиску ответов на эти вопросы, однако не могу сказать, что нашел их все: всякий раз, когда решаешь одну проблему, возникают новые. Это рассказ о изменчивых представлениях об эволюции, новых окаменелости и новых исследованиях.

Учась в докторантуре, я пытался разработать экологическую модель происхождения динозавров. Тогдашняя "стандартная" модель представляла собой трехэтапный процесс.

• Сначала синапсиды, предки млекопитающих были господствующими всеядными.
• Затем синапсиды вытеснили ринхозавры как травоядные и ранние архозавры как мясоядные. К архозаврам относятся современные птицы и крокодилы, а также динозавры и их предки.
• Наконец, ринхозавры и ранние архозавры уступили динозаврам. Мы скоро встретимся со всеми этими животными и особое внимание обратим на ринхозавров и первых динозавров.

Фото: Иллюстрация из книги о динозаврах

Считалось, что эти этапы образовывали экологическую эстафету, в которой одна группа уступает другой, а в свою очередь уступает следующей. Эту модель происхождения динозавров предложили два выдающихся американских палеонтолога Эл Ромер и Нед Колберт, авторы всех стандартных учебников, поэтому их идеи были распространены и известны.

Важно, что эстафетная модель Ромера-Колберта предполагает конкуренцию между всеми этими животными, и что динозавры каким-то образом завоевали себе путь к господству. Как им это удалось? Возможно, потому, что они имели вертикальную осанку, поэтому могли бегать быстрее своих менее успешных соседей.

В более широком эволюционном понимании модель экологической эстафеты Ромера-Колберта твердо укладывалась в предположение, что масштабная эволюция была поступательной.

Я предложил совершенно противоположный взгляд в статье 1983 года, будучи тогда дерзким молодым научным сотрудником. Я утверждал, что динозавры вырвались на сцену примерно 230 миллионов лет назад не после продолжительной конкурентной борьбы, а после эпизода вымирания.

Ринхозавров и ранних архозавров убило изменение климата, что повлекло засушливые условия и распространение новых видов растений, в частности хвойных. Ринхозавры огорченно жевали жесткие иглы и шишки из хвойных деревьев, вставших на сухой почве; собственно, они привыкли питаться такими же жесткими, но более питательными растениями вроде семенных папоротников, но они нуждались в более влажном климате. Возможно, засушливый климат и распространение хвойных повлекли за собой скорую кончину семенных папоротников, а за ними и ринхозавров. Во время своего расцвета ринхозавры были очень многочисленны и составляли до 80 процентов всей ископаемой фауны. После их вымирания динозавры воспользовались случаем и распространились в пустом экопространстве — это, как я утверждал в 1983-м, скорее оппортунизм, чем прогресс.

Фото: Основные этапы происхождения динозавров триасового периода.

Эта моя идея наверняка очень раздражала признанных палеонтологов. Действительно, у меня состоялась горячая и неожиданная дискуссия с британским патриархом исследований триасовых динозавров, главой отдела динозавров Музея естественной истории Лондона, доктором Аланом Черигом. Он перехватил меня на конференции в Манчестере в 1985-м, и у нас было серьезное обсуждение в душе. (В те времена конференции обычно проводили в университетских общежитиях с общим душем.) Я пытался убедить Черига, что для решения больших проблем макроэволюции следует использовать числовые и филогенетические методы, но он не соглашался. Мы остались каждый на своем и разошлись мирно, хоть и немного подавленными.

Итак, это рассказ о масштабных эволюционных изменениях, который, впрочем, зависит от хорошего знания окаменелостей, пород и моделей, описывающих эту эволюцию. Нам нужно рассмотреть экологию триасовых зверей, затем ринхозавров (странную, но привлекательную группу триасовых животных, которые важны во многих аспектах), тогда вопрос самых первых динозавров, и наконец то, как составить вместе историю окаменевших находок, климатических изменений и массовых вымираний, чтобы узнать, каким образом динозавры воцарились на Земле.

Экология и происхождение динозавров

Почему Ромер, Колберт и Чериг утверждали, что динозавры вытеснили своих соперников в конкурентной борьбе? Частично из-за предположения о постепенности эволюции — динозавры заменили своих соперников-неудачников (синапсидов, ринхозавров и ранних архозавров), а их и себе 180 миллионов лет спустя заменили млекопитающие. Каждый этап на этом пути сопровождало определенное усовершенствование, благодаря которому животные становились более быстрыми, умными или, по крайней мере, лучшими соперниками.

В чем-то это чистый дарвинизм – выживание самого приспособленного, постоянное усовершенствование. Впрочем, с 1980-го мы узнали, что эволюция не является однонаправленной или непреклонной. Собственно, окружающая среда продолжает меняться — климат становится теплее или прохладнее, континенты двигаются, возникают горные кряжи, поднимается и падает уровень моря. В результате этих изменений растения и животные продолжают адаптироваться чисто дарвинистским способом, но так никогда и не достигают совершенства. Изменения окружающей среды непредсказуемы и случайны, так что виды в целом успешны, но никогда не идеальны.

В 1980-х ученые сосредотачивались на осанке животных. Современные рептилии, такие как черепахи, ящерицы и крокодилы, имеют латеральное положение конечностей. Это значит, что их передние и задние ноги немного выступают в сторону. При передвижении, если смотреть сверху, каждая нога описывает широкую дугу, а позвоночник изгибается из стороны в сторону. Рептилии с латеральным положением конечностей держат живот близко к земле и могут двигаться быстро только на коротких расстояниях. Млекопитающим присуща прямая походка, их руки и ноги словно подтолкнуты под тело. Во время ходьбы они используют их полную длину, чтобы сделать шаг, поэтому конечности или тело не отклоняются в сторону. Известно, что многие млекопитающие, в частности лошади или волки, могут быстро бежать на длинные расстояния, на что существа с латеральным положением конечностей в общем-то неспособны.

В триасовый период произошло заметное изменение в осанке рептилий. Синапсиды и ринхозавры преимущественно имели латеральное положение конечностей, в то время как динозавры были прямоходными, так что давало им конкурентное преимущество. Динозавры могли передвигаться быстрее своих предшественников и в итоге выиграли биологическую погоню вооружений, длившуюся все 50 миллионов лет триаса.

Теория казалась понятной и вроде бы объясняла данные. Однако меня она не удовлетворяла, потому что окаменелости и геологические породы рассказывали другую историю. Победа динозавров прошла быстро, а не постепенно, и не было доказательств непосредственного соперничества. Это следовало из моих диссертационных исследований ринхозавров — группы рептилий, царившей во всем мире как раз перед стремительным распространением динозавров.

Ринхозавры

Начав диссертационные исследования 1978 года, мой руководитель, Алик Д. Волкер из Ньюкаслского университета, поручил мне работать над Гиперодапедоном ( Hyperodapidon), ринхозавром позднего триасового периода. Моей задачей было осмотреть примерно двадцать экземпляров этой странной и неуклюжей четвероногой рептилии-травоида. Образцы происходили из желтых песчаников вокруг Елгина, привлекательного рыночного городка в северо-восточной Шотландии, где их собирали еще с 1850-х.

Гиперодапедон. Фото: изображение из книги "Динозавры. Новый взгляд"

С этими окаменелостями было невозможно работать, потому что они выглядели полостью в камне. В какой-то момент в 230-миллионной истории того уголка Шотландии геологические породы опустились глубже под землю, сжались, частично переплавились, а затем снова поднялись на поверхность. Костный материал до сих пор был там, но напоминал какую-то шпатлевку. В викторианскую эпоху музейные препараторы молотком и стамеской тщательно счищали мелкозернистый песчаник из открытых костей, но результаты в целом были неутешительны.

В 1950-х, начиная изучение фауны триасового периода у Элгина, Алик Волкер догадался удалить костную мелочь из образцов, а затем сделал высокоточные слепки. По каким-то причинам, о которых я так и не узнал, он взял за материал для слепков поливинилхлорид (ПВХ). Из него изготовляют резиновые перчатки: густую жидкость, способную сохранять цвет, заливают в форму, запекают до затвердевания и достают.

Чрезвычайная эластичность и прочность резиновой перчатки из ПВХ были именно в том, что мы нуждались, — после заливки и запекания ПВХ глубоко проникал в каждую полость и трещину в камне.

Иногда мне приходилось просить трех или четырех коллег-студентов, чтобы они помогли вытащить из камня ПВХ слепок кости ноги или черепа. Впрочем, оно того стоило, потому что песчаник хранил мельчайшие детали, показывая, например, слезный проток глаза, крупные кровяные сосуды и швы между костями черепа Гиперодапедона .

Следовательно, ринхозавры могли достигать полутора метров в длину и имели узнаваемый череп с крючковатым носом, похожим на улыбку, если смотреть со стороны, и немалым основанием. Эта основа была так широка, что между маленькой черепной коробкой и челюстями, на которых при жизни располагались несколько мощных челюстных мышц, возникал огромный промежуток.

Диаметр мышцы позволяет измерить его силу, и ринхозавры имели, несомненно, мощные челюсти. Это подтверждали несколько рядов зубов, которые размещались позади каждой челюстной кости. И зубной ряд расширялся по мере того, как животное росло. Ближе к переду зубы были плоскими из-за трения между челюстями.

Действительно, один из первых палеонтологов, описавший ринхозавров, знаменитый поклонник Дарвина Томас Генри Гаксли, сравнивал смыкание их челюстей с складыванием карманного ножа: нижняя челюсть — это лезвие, удобно укладываемое в углубления верхней. Это свидетельствует, что единственное челюстное действие, на которое были способны ринхозавры, - это разрезание пищи как парой портняжных ножниц. Это действие иногда называют «стрижением». Челюсти не могли двигаться в сторону, поэтому ринхозавры не могли пережевывать пищу.

Понять приспособление и мир ринхозавров было важно, потому что они властвовали среди травоядных, прежде чем на сцену взошли динозавры. Как быстро их заменили, и вытеснили ли их динозавры или ринхозавры умерли по другим причинам?

Когда пришло время заканчивать аспирантуру, я предстал перед дилеммой. Ринхозавры были очаровательны, по крайней мере, так мне казалось, с их счастливыми улыбками и стригущими челюстями, но все одинаковы. Палеонтологи откопали сотни скелетов ринхозавров, не только в Шотландии, но и в триасовых породах похожего возраста в Бразилии, Аргентине, Индии, Танзании, Зимбабве, Канаде и Соединенных Штатах. Сначала эти находки имели несколько разных названий, но я с другими учеными исследовали их повторно и не смогли выделить какие-либо отличия. Гиперодапедон был распространен во всем мире в поздний триасовый период, одновременно с древнейшими в мире динозаврами.

Фото: "Динозавры. Новый взгляд" книга

Отрывок из книги "Динозавры. Новый взгляд" предоставлен специально для Эспрессо издательством "Бородатый Тамарин". Адаптация материалов - Анна Айзенберг