«Им было просто некуда эволюционировать»: российский палеонтолог — о прогрессе научных представлений о динозаврах

— Недавно учёные подтвердили теорию о том, что спинозавр — динозавр, обитавший на территории современной Северной Африки, — обладал плотными костями, позволявшими ему нырять на большие глубины и охотиться на крупную рыбу. Что ещё известно о повадках, методах охоты и внешнем облике этого животного?

— Спинозавр известен палеонтологам только по найденным фрагментам скелетов. Всего в мире были обнаружены фрагменты останков 26 особей таких динозавров. Далее по этим фрагментам учёные складывали облик вымершего животного, как пазл. Однако реконструировать внешний вид можно различными способами, поэтому данные об этом динозавре сильно отличаются у разных исследователей.

Так, известно, что у спинозавра на спине были костяные выросты высотой более полутора метров. Одни исследователи считают, что эти выросты при жизни животного выглядели как шипы, а другие — как костяной «парус»: между шипами находилась кожаная перепонка, снабжённая кровеносными сосудами. Третьи учёные думают, что это был не парус, а горб. По мнению сторонников этой гипотезы, спинозавр обитал в среде, где в течение всего года не мог равномерно питаться. Поэтому в сезоны, когда пищи было много, он запасал жир впрок, как верблюд.

• Спинозавр — реконструкция
• globallookpress.com
• © Hauke-Christian Dittrich

Судя по строению зубов, спинозавр был всеядным хищником. Он мог как охотиться на крупные сухопутные организмы, так и вылавливать рыбу. 

— Ещё один крупный динозавр — тираннозавр рекс — мог быть намного крупнее, чем считалось прежде. К такому выводу пришли в 2022 году канадские учёные. По их оценкам, тирекс мог весить до 15 т. Согласны ли вы с этими выводами? Какие ещё гипотезы есть на этот счёт?

— Самые крупные когда-либо найденные останки тираннозавра — это кости самки тирекса по имени Сью. Её вес учёные оценивают в 8—9 т. Механические свойства костей динозавров позволяли скелету выдерживать такой вес животного, чтобы скелет не разрушался под массой собственного тела. Считается, что тираннозавры были существами достаточно подвижными, однако если бы их вес превышал 10 т, то, скорее всего, их двигательные функции были бы ограничены. 

Тут всё зависит от подхода к реконструкции облика, как и в случае со спинозавром. Биомеханика животного зависит во многом от его физиологии, а про физиологию динозавров мы знаем мало, поэтому остаётся перебирать разные варианты.

• Реконструкция облика тираннозавра
• globallookpress.com
• © IMAGO / Frederic Kern

— Почему в эпоху динозавров могли существовать такие колоссальные сухопутные хищники? И почему современные хищники, за исключением хищных китообразных, сильно уступают самым крупным динозаврам в размерах?

— Предполагается, что у динозавров был довольно медленный метаболизм и они были менее подвижны, чем современные сухопутные хищники. Если львица, например, может пробежать большое расстояние в поисках антилопы, то доисторический хищник, скорее всего, этого не делал. Поэтому хищный динозавр мог съесть много, но, поев, он оставался сытым очень долго. Если, например, волк должен есть примерно раз в сутки, то тираннозавр мог питаться раз в месяц.

— С какими проблемами чаще всего сталкиваются исследователи при изучении останков динозавров?

— Главная проблема — недостаток информации. Как правило, учёные находят отдельные кости динозавров, а то и фрагменты костей. Поэтому сложно установить, какому динозавру принадлежит та или иная кость и где она находилась в скелете. Подарком судьбы для учёных является находка более-менее полного скелета или хотя бы черепа как наиболее информативной части скелета.

— Как мы понимаем, у динозавров очень сложно определить пол. Известно всего несколько особей, у которых удалось установить половую принадлежность. Почему?

Также по теме

На нервах: как работали сенсоры в челюсти тираннозавра рекса

Японские учёные выяснили, что в нижней челюсти тираннозавра рекса были нервные окончания, позволяющие ему лучше распознавать части...

— У многих динозавров, безусловно, проявлялся половой диморфизм. Однако у современных животных он часто заключается в различной окраске самцов и самок и в их различном поведении. Понятно, что эти признаки в ископаемом состоянии мы определить не можем. Для многих современных животных характерны разные размеры самцов и самок. Но в одних случаях самцы больше и тяжелее самок, в других случаях — наоборот.

Но были случаи обнаружения самок. Их половая принадлежность была определена, так как их находили вместе со сформировавшимися, но неотложенными яйцами.

— Ранее российские учёные предполагали, что найденные в Монголии остатки миниатюрного динозавра-теропода альваресзавра принадлежали взрослому животному, а оказалось, что это была особь возрастом менее одного года. Почему у останков динозавров сложно определить возраст особи на момент гибели?

— Здесь мы сталкиваемся с той же проблемой нехватки данных. Однако тут всплывает ещё и проблема методики. Теоретически на костях животных образуются сезонные кольца, как, например, на дереве. Когда пищи много — кости растут быстро, когда мало — рост замедляется. Однако все эти характерные черты не всегда отражены на ископаемых останках динозавров, а современных аналогов, с которыми можно сравнить, просто нет.

• globallookpress.com
• © Marla Brose

— Когда вообще начали изучать динозавров и проводить полномасштабные исследования? Насколько менялся образ доисторических ящеров в связи с новыми данными? Точны ли их образы, отображённые в популярной культуре (фильмах, книгах)?

— Полномасштабные исследования по изучению останков динозавров начались в XIX веке. До этого учёные находили различные окаменелости, но не могли определить, каким организмам они принадлежали. В XIX веке стало понятно, что это остатки животных, отличных от современных, и подобные кости и фрагменты начали искать уже целенаправленно.

Что касается внешнего облика динозавров, то представления людей о нём со временем менялись и продолжают меняться. Например, образ одного из самых известных ящеров — игуанодона (названного так потому, что его зубы были схожи по форме с зубами современной игуаны) — на протяжении многих лет претерпевал значительные изменения. Сначала его изображали пресмыкающимся крокодилоподобным ящером, отталкиваясь от формы найденных фрагментов костей. В 1878 году в Бельгии было найдено несколько полных скелетов этого динозавра, и оказалось, что при попытке собрать скелет, напоминающий крокодилий, кости выходили из суставов. Учёные пришли к выводу, что игуанодон передвигался на двух ногах и опирался на хвост, как кенгуру. Но когда спустя полвека провели биомеханические исследования, то оказалось, что хвост динозавра имеет такое строение, что на него просто невозможно опереться. Сейчас игуанодон изображается передвигающимся на четырёх лапах, с приподнятым над землёй хвостом. Как было на самом деле — неизвестно, если человечество когда-нибудь изобретёт машину времени, тогда узнаем точно.

• Скелет игуанодона
• globallookpress.com
• © Bruno Levesque

— Известно, что останки динозавров находят по всему миру — в Китае и Монголии, в Европе, США и даже в Антарктиде. Однако о российских динозаврах информации очень мало. Обитали ли вообще на территории современной России доисторические ящеры? Если да, то какие и где чаще всего находят их окаменелости?

— В основном останки динозавров находят в пустынной, полупустынной и сильно расчленённой горной местности, где есть протяжённые геологические обнажения — выходы к поверхности горных пород. Большая часть территории России покрыта лесами. Поэтому найти в нашей стране кости динозавров — большая удача. Кроме того, наиболее густонаселённая европейская часть России во времена юрского и мелового периодов (от 200 до 60 млн лет назад), когда обитали динозавры, представляла собой мелководные моря с отдельными островами. Поэтому условия для сохранения останков доисторических ящеров были очень неблагоприятные.

Однако динозавры на территории России всё же обитали. Больше всего находок делают в районе южной Сибири. Когда на этой территории началась прокладка дорог и обустройство местности, появились искусственные обнажения, связанные с человеческой деятельностью, и было обнаружено довольно много останков динозавров. Фрагменты находят на Дальнем Востоке на берегах реки Амур в районе Хабаровска, где был найден первый российский динозавр — амурозавр.

• Реконструированный скелет пситтакозавра сибирского
• © Палеонтологический институт им. А.А.Борисяка РАН

Больше всего — около 40 экземпляров — было обнаружено костей пситтакозавра сибирского. Предположительно, представители этого вида весили до 29 кг, а длина их тела достигала 170—185 см. Также были обнаружены различные утконосые динозавры, виды из группы завроподов — гигантских четвероногих динозавров с небольшим по сравнению с общим размером черепом, массивным телом и длинной шеей. 

— Недавнее исследование показало, что динозавры и птерозавры имели высокую скорость метаболизма, что говорит о том, что они были теплокровными. Насколько это доказанная точка зрения или в научной среде сохраняются разногласия по этому вопросу? Почему динозавров долго относили к хладнокровным животным?

— Раньше считалось, что ближайшие родственники динозавров — это рептилии. Однако когда палеонтологи начали изучать не только кости, но и доисторические отпечатки нервов, кровеносных сосудов, то увидели поразительную картину — нервная система некоторых динозавров была сложнее, чем у рептилий, и напоминала нервную систему птиц.

При этом отверстия в костях для кровеносных сосудов у таких динозавров были заметно больше, чем требует физиология рептилии. Объяснить это можно было только тем, что часть доисторических животных были более подвижными и теплокровными. Физиологически они были ближе к птицам, чем к рептилиям.

Также по теме

Метаболизм и перья: почему динозавры не вымерли во время вулканических зим триасового периода

Учёные выяснили, как динозавры в конце триасового периода пережили вулканические зимы, приведшие к вымиранию многих видов животных. По...

Скорее всего, динозавры были сборной группой не очень родственных друг другу организмов. Среди них были и теплокровные, и хладнокровные, и виды с промежуточной физиологией — мезотермы.

— На вопрос о причинах массовой гибели огромного количества динозавров учёные ищут ответ не один десяток лет. Главная гипотеза — падение астероида. Однако есть и другие. Например, что динозавры начали вымирать постепенно, задолго до катастрофы. Расскажите, пожалуйста, об этих теориях подробнее.

— Ни одна из существующих гипотез не даёт ответов на все вопросы о причинах вымирания. Да, действительно, приблизительно 66 млн лет назад на Землю упал астероид, образовав кратер Чиксулуб в море и на побережье современной Мексики. Но возможно, что падение метеорита стало лишь соломинкой, которая сломала спину верблюда, катастрофа просто добила уже вымиравшие виды. Если раньше считалось, что на момент падения метеорита динозавры процветали, то, согласно новым данным, их видовое разнообразие и численность уже сильно сократились в тот период.

Относительно причин этого вымирания есть разные предположения. Согласно одному, например, в позднем меловом периоде начали появляться покрытосеменные цветковые растения, способные производить алкалоиды — вещества, сходные с ядами, которые защищают их от вредителей. Травоядные динозавры не смогли приспособиться к этим ядам, их популяции сократились, а вместе с тем и численность хищников.

Согласно ещё одной версии, к моменту падения метеорита динозавры находились в эволюционном тупике — утратили способность приспосабливаться к меняющимся условиям. Им было просто некуда эволюционировать, поэтому они не смогли пережить экологическую катастрофу.

• Gettyimages.ru

Ещё одной причиной могло стать постепенное похолодание, которое началось на планете примерно за 10 млн лет до падения метеорита. Экосистемы встретили катастрофу, будучи уже нестабильными и вымирающими.

— В какой мере на сегодняшний момент наука изучила динозавров, а насколько история их эволюции, разнообразие видов и т. д. остаётся загадкой? Многое ли ещё предстоит открыть учёным и появляются ли у них для этого новые технические инструменты?

— Сегодня научно описано 4 тыс. видов динозавров, а полные скелеты найдены лишь для сотни видов. Поэтому динозавры — большая загадка для науки.

Безусловно, новые технологии смогут помочь, да и помогают в изучении доисторических видов. Например, математическое моделирование позволило дать ответ на вопрос, почему на небольшой территории обитали представители разных видов и родов завроподов. Оказалось, что они имели разную пищевую специализацию — одни могли сильно нагнуть шею, чтобы дотянуться до растений на дне водоёма, стоя на суше. Другие, наоборот, с трудом наклонялись, только чтобы попить воды. Зато их шея позволяла им объедать растительность, деревья и кусты.

Учёным многое ещё предстоит изучить. Может быть, если мы поймём, как эволюционировали динозавры, то сможем лучше понять эволюцию человека и других современных видов, а также их перспективы.