ИСТОРИЯ МЕЗОЗОЙСКИХ РЕПТИЛИЙ

В то время, когда Пангея распадалась на расходящиеся континенты и физический мир стал все более напоминать современный, в биологическом царстве также происходили важные изменения. В морях исчезли трилобиты и многие другие животные, столь характерные для большей части палеозоя. На суше стали преобладать леса семенных растений, таких как цикадовые и гинкго (последние, вероятно, уже не живут в диком состоянии, но во многих странах популярны как парковое дерево), так же как и более знакомые хвойные, а в конце эры получают широкое распространение и цветковые растения. Но главная часть истории жизни в мезозое – это история рептилий. Как никто ранее, они стали господствовать над землей, морем и даже воздухом.

В предыдущей главе уже отмечалось, что рептилии появились в конце палеозоя, развившись из амфибий. Самым важным аспектом их развития было появление яйца, которое можно было отложить вне воды – так называемое амниотическое яйцо, которое получило свое название по мембране (амнион), которая окружает и защищает эмбрион и жидкость, в которой он плавает. Это то самое знакомое нам яйцо, которое мы варим себе на завтрак. Цыплята, как, кстати, и все остальные птицы, являются потомками первых рептилий.

Развитие амниотического яйца, а также чешуйчатой кожи, которая обеспечивала гораздо лучшую защиту от высыхания, чем кожа амфибий, позволили рептилиям, распространиться вдоль и вширь по всем континентам и обитать в обстановке, не подходящей для амфибий. Многие из них были вегетарианцами; великое множество растений, которые к тому времени колонизировали континенты, обеспечивало их готовой пищей. Некоторые из ранних рептилий фактически вернулись в море и приспособились к постоянной жизни в нем, будучи, вероятно, искусными пловцами и хищниками. В силу морского образа жизни многие из этих рептилий оставили хорошие окаменелые остатки, которые часто выставляются в музеях. Некоторые из них были огромны, достигая размеров современных китов. Очень вероятно, что по крайней мере некоторые легенды о морских чудовищах являются продуктами воображения, стимулированного находками костей этих мезозойских созданий.

И все же главная часть истории рептилий разворачивалась на континентах. Но удивительно: хотя с середины мезозоя доминирующими рептилиями стали динозавры, благополучный исход истории обеспечила совсем другая группа, жившая в начале этой эры. Это были так называемые звероящеры, или звероподобные рептилии; именно из них развились настоящие млекопитающие и в конце концов человек. Они появились еще в пермский период; хотя их формы были весьма разнообразны, их количество сильно уменьшилось во время массового вымирания, которым завершилась палеозойская эра. И все же они вскоре оправились и достигли нового расцвета в триасовый период. Они, вероятно, были в основном травоядными животными, хотя некоторые вели хищный образ жизни и, вероятно, поедали амфибий, других рептилий и их яйца. Хотя некоторые из звероподобных рептилий были крупными животными – некоторые из них достигали размеров современного гиппопотама или даже больших, – их окаменелые остатки показывают, что это были довольно неуклюжие существа. В самом деле, их медлительность, по сравнению с динозаврами, оказалась, возможно, одной из причин их вымирания. Окаменелые скелеты показывают, что конечности звероподобных рептилий располагались по бокам их тел, что, видимо, делало их способ передвижения неуклюжим в сравнении с динозаврами, у которых ноги располагались прямо под туловищем.

Звероподобные рептилии откладывали яйца, но у них были некоторые особенности, не очень соответствующие нашему обычному представлению о пресмыкающихся. Некоторые из них, вероятно, были покрыты волосами и имели усы на морде, как кошки, – черты, свойственные млекопитающим, и представляется вероятным, что некоторые из них были теплокровными или, по крайней мере, имели какой‑то механизм регулирования температуры тела. Однако эти животные почти полностью вымерли к концу юрского периода, хотя они все же оставили нам своих наследников, настоящих млекопитающих, которые хотя и выжили, но до конца мезозойской эры оставались мелкими и незаметными существами. К началу юрского периода другая ветвь семейства рептилий, включающая и динозавров, стала господствующей. Но хотя звероподобные рептилии далеко не так известны, как динозавры, стоит все же помнить, что к концу триасового периода они являлись самыми важными животными суши в течение почти такого же времени, как и динозавры позднее. Не будучи особенно красивыми существами, они все же являются нашими древними предками. Чтобы хорошо представлять свою генеалогию, рассмотрите внимательно своего триасового предка, изображенного на рис. 9.4.

^{Рис. 9.4. Хищная, похожая па млекопитающее рептилия размером с волка, жившая в начале мезозойской эры. Рисунок приводится с любезного разрешения Отдела геологических наук Университета Саскачеван, Саскатун, Канада.}

Впервые кости динозавров были найдены в начале девятнадцатого столетия. Их название происходит от греческих слов, означающих «ужасный» (дино) и «ящер» (завр). Очевидно, из воображаемый облик во плоти, хотя и основанный на этих первых ископаемых остатках, показался ужасным тем ученым, которые описали их. Но, как мы далее увидим, не все динозавры были большими, а многие из них были, вероятно, не страшнее многих обычных современных животных.

Древнейшие окаменелые остатки динозавров относятся к самому началу триасового периода и имеют возраст около 240 миллионов лет. Палеонтологи выделили по строению тела, в частности по способу прикрепления бедер к тазу, две главные ветви семейства динозавров. Так называемые ящеротазовые динозавры включали как гигантских хищников, подобных знаменитому тиранозавру, так и многих менее свирепых растительноядных рептилий. Вторая ветвь, так называемые птицетазовые динозавры, включала травоядных, в том числе многие знакомые формы, как, например, стегозавр и трицератопс.

В последние годы многие общепринятые представления о динозаврах были отброшены в сторону или, по крайней мере, подверглись серьезному испытанию рядом новых фактов. Старое представление о том, что динозавры были медлительными и неуклюжими, тупыми и одинокими существами, вынужденными обитать, барахтаясь в болотах, поскольку ноги не могли якобы удерживать их массивные тела, было пересмотрено в результате современных исследований. На самом деле многие динозавры были очень подвижны и ловки. Очевидно, они легко распространились на суше, несмотря на свои размеры, а некоторые были даже общественными животными – передвигались стадами, строили гнезда и ухаживали за своим молодняком. Возможно, они были также теплокровными животными.

При своем первом появлении в триасе динозавры были очень мелкими животными, не крупнее кошки или небольшой собаки. Многие из них были двуногими, то есть были способны быстро перемещаться на двух задних ногах. В противоположность нашим предкам, звероподобным рептилиям, даже у самых первых динозавров ноги располагались прямо под корпусом, а не сбоку от него. Окаменевшие отпечатки следов динозавров часто располагаются в виде двух параллельных цепочек, подтверждая вывод, что они были способны к быстрому и ловкому передвижению.

Многие из мелких и подвижных первых динозавров были мясоедами, то есть охотились на других рептилий или амфибий, а может быть, и на некоторых из своих близких родственников среди травоядных птицетазовых динозавров. Многие из последних развили внушительные средства защиты от хищников – посмотрите только на щиты и устрашающего вида шипы у стегозавра или острые рога трицератопса (рис. 9.5). Даже в мезозое не существовало еще такой вещи, как бесплатные завтраки, – мясоедам приходилось здорово поработать ради пропитания.

^{Рис. 9.5. Стегозавр (вверху) и трицератопс (внизу) – свирепые на вид представители травоядных динозавров, более знакомые читателям. Предполагается, что их рога, щиты и шипы защищали их от их хищных родственников. Пластины на спине стегозавра часто изображаются на реконструкциях стоящими вертикально, а не горизонтально, как они изображены здесь. Рисунки помещены благодаря любезности Отдела геологических наук Университета штата Саскачеван, Саскатун, Канада.}

Одной из проблем, возникающих при реконструкции истории динозавров, является неоднородность и прерывистость каменной летописи. В отличие от морской среды обитания, где умершие организмы оказываются очень быстро погребенными и таким образом сохраняются, суша является гораздо менее гостеприимным местом для умирающих животных. Хищники и падальщики, вероятней всего, быстро очистят кости, а потом разбросают поставляя сырье для образования глинистых сланцев и песчаников. Сохранились многочисленные и разнообразные окаменелости; по ним палеонтологи много узнали об образе жизни этих огромных животных. Открывшаяся перед ними картина представляет собой юрский эквивалент восточно‑африканского вельда: обширная область, кишащая разнообразной жизнью, со множеством пасущихся травоядных динозавров – аналогов современных жираф, зебр и антилоп – и небольшая популяция хищников вроде тиранозавра, юрского «царя зверей».

На протяжении своего долгого царствования на Земле – почти 180 миллионов лет – динозавры разнообразились и эволюционировали. Динозавры конца мелового периода и не узнали бы своих триасовых предков. Но как это ни покажется удивительным, почти все их главные группы сохранялись вплоть до конца мела, подтверждая предположение, что их вымирание было вызвано каким‑то катастрофическим кратковременным событием, а не постепенным эволюционным изменением.

Пожалуй, самой бросающейся в глаза тенденцией в ископаемой летописи динозавров является изменение размеров тела. Как уже говорилось, самые ранние их представители были в общем мелкими животными. Большинство знакомых нам огромных тварей из музеев и «Парка юрского периода» жили в конце юрского и в меловой период. Почему началась их эволюция в сторону увеличения размеров, неизвестно, хотя выдвигалось много предположений, начиная с того, что крупные тела и длинные шеи были необходимы, чтобы легче было добираться до пищи на высоких деревьях, и до мысли, что большой размер служил лучшей защитой от хищников (или наоборот, позволял доминировать над другими). Самые большие динозавры были поистине великанами, вес которых оценивается от 80 до 100 тонн!

Большие размеры, достигнутые многими из этих животных, имеет прямое отношение к спору, были ли они теплокровными, поскольку одним из следствий большого размера тела является термальная устойчивость. Животные теряют тепло через поверхность своего тела; хорошо известное соотношение между площадью их поверхности и объемом (который тесно связан с весом) объясняет тот факт, что, например, современная ящерица игуана приходит к термическому равновесию со своей средой гораздо быстрее, чем какой‑нибудь восьмидесятитонный бронтозавр после внезапного изменения температуры. По той же причине крупному животному труднее избавиться от тепла, порождаемого обменом веществ, чем мелкому. Как следствие этих рассуждений было высказано предположение, что некоторые особенности анатомии динозавров, как, например, необычные треугольные пластины на спине стегозавра, столь хорошо видные на рис. 9.5, использовались в качестве охлаждающего устройства. Это предположение не кажется столь уж притянутым за уши, поскольку детальный анализ окаменелых остатков показал, что эти костные наросты были густо пронизаны кровеносными сосудами. И все же стегозавры отнюдь не были столь огромными, как многие другие динозавры, и ничего похожего на эти странные спинные плавники не появилось в других группах динозавров, так что их истинное назначение все еще неясно.

Тем не менее имеется существенное косвенное свидетельство того, что по крайней мере некоторые динозавры могли регулировать температуру своего тела. Одним из сильнейших указаний на это является расстояние между сердцем и мозгом. Очевидно, что у многих динозавров это расстояние было велико, достигая нескольких метров, и притом голова располагалась много выше туловища. Поэтому кровяное давление, необходимое для доставки свежего кислорода к клеткам мозга – без чего они бы погибли, – должно было быть довольно высоким. Хотя мягкие части тела, содержащие кровеносную систему динозавров, не сохранились в окаменел остях, это косвенное свидетельство показывает, что они могли эффективно перекачивать кровь при низком давлении от сердца к легким, чтобы напитать ее кислородом, и при высоком давлении – от сердца к мозгу, чтобы доставить его к клеткам мозга. Короче говоря, у них должна была быть кровеносная система, похожая на систему теплокровных животных с высокой скоростью метаболизма. Тем не менее мы никогда не сможем быть уверенными в этом, поскольку – приносим наши извинения Майклу Кричтону – вряд ли кому‑нибудь удастся измерить у динозавра температуру.

Но как ни удивителен был мир динозавров, их история не является единственно важной в течение мезозоя. Мы уже бегло касались звероящеров, появившихся еще до начала мезозоя. Но нашего внимания заслуживают еще три группы организмов, хотя в книге такого объема, как наша, невозможно уделить им (и многим другим, даже не упомянутым группам) то внимание, которого они заслуживают. Мы имеем в виду птиц, насекомых и цветковые растения.