Хроники тираннозавра. Биология и эволюция самого известного хищника в мире - Дэвид Хоун

Это вполне логично, потому что хвост способствует двум важнейшим двигательным функциям, а в положении волочения он бы, скорее, им препятствовал. Во-первых, хвост двуногих животных является противовесом. Если тело в основном располагается параллельно земле, а стопы находятся под тазобедренными суставами, то его станет перевешивать вперед, если что-либо не будет его уравновешивать сзади: хвост и является таким противовесом. Он может показаться недостаточно большим для такой функции, но, как мы увидим, тело не настолько массивно, как кажется, и, поскольку хвост обычно несколько длиннее, чем голова и туловище вместе взятые, получается некоторый механический выигрыш, потому что хвост оказывается дальше от ног, чем голова. Во-вторых, хвост служит местом прикрепления огромных хвостово-бедренных мышц, доходящих до основания бедренной кости. Это главная сократительная группа мышц, которая отводит ногу назад и таким образом толкает животное вперед. Словом, это был важнейший мускул, позволявший динозавру ходить или бегать, и он не мог бы эффективно функционировать, если бы передняя часть хвоста располагалась почти параллельно бедренной кости и хвост волочился по земле, а грудной отдел позвоночника был бы вытянут почти вертикально. Не так давно было доказано, что этот мускул больше, чем считалось ранее (рис. 10), и, вероятно, образовывал некое утолщение у основания хвоста, где крепился{26}.

Есть и другие группы мышц, проходящие через шею, тело и хвост и осуществляющие опору и движение животного, и эти мышцы дополнены сетью кровеносных сосудов, нервов и прочими тканями. Я, однако же, хочу перейти к важнейшим внутренним органам тираннозавров. Значительная часть информации по этой теме основывается почти исключительно на логических умозаключениях (в общем и целом у всех позвоночных имеется какая-то форма почек, и трудно представить, как тираннозавры могли бы без них обойтись, так что можно с уверенностью считать, что почки у них были) либо на данных экстраполяции (отверстия в костях показывают, где проходили кровеносные сосуды, и позволяют предположить, с чем они могли быть соединены), но в некоторых случаях нам очень помогают отдельные уникальные ископаемые находки.

Несколько лет назад возникла большая шумиха по поводу находки окаменелого сердца динозавра. Такое возможно: внутренние органы могут сохраниться в том случае, если они не успели сильно разложиться и попали в достаточное количество грязи или других осадочных материалов или если образовался естественный слепок, и тогда, даже если сами органы сгниют и не минерализуются, их исходная форма сохранится в окаменелом виде (примерно так же, как отпечаток лапы). К сожалению, в итоге это «сердце» оказалось всего лишь необычным каменным желваком, но его размер, форма, положение в скелете и общий вид в самом деле позволяли посчитать его серьезной заявкой на сенсацию. И у современных крокодилов, и у птиц четырехкамерные сердца, которые несколько отличаются от сердец остальных рептилий, и это позволяет предположить, что у динозавров было нечто похожее. Однако между крокодильими и птичьими сердцами есть некоторые различия, поэтому трудно понять, были динозавры в целом больше похожи на крокодилов или на птиц.

Значительно лучше изучены легкие и система воздушных мешков. Как уже упоминалось раньше, тероподы и завроподы были по большей части довольно пневматическими существами. В придачу к парным легким и синусам, которые есть у почти всех наземных тетраподов (некоторые амфибии практически утратили легкие, а у змей легкое только одно), у этих животных имеются расширения легких, заходящие не только в полость тела, но и во многие кости. Отверстия проницают наружную поверхность кости, потом полости расширяются и занимают большую часть внутреннего объема кости. У таких пневматических динозавров (и также у современных птиц и вымерших птерозавров) в некоторых костях имеются огромные полости; даже гигантские шейные позвонки некоторых крупных завроподов могут более чем на 90 % объема заполняться воздухом и только на несколько процентов – костной тканью. Однако то, что эти кости были полыми, не делало их непрочными, потому что их укрепляло огромное количество крошечных костных балок, называемых трабекулами, – немного похоже на то, как спицы придают жесткость велосипедному колесу, – и кость в разрезе могла выглядеть как пчелиные соты. Многие длинные кости (такие как бедренная) у животных полые: если разрезать коровью бедренную кость, то вы увидите, что середина пустая, однако полость, во-первых, довольно маленькая по сравнению с пневматической полостью у динозавра, во-вторых, заполнена костным мозгом, и, разумеется, подобные полости не встречаются в таких костях, как грудные позвонки.

Воздушные мешки заходили во многие кости динозавров, и в некоторых случаях практически по всему скелету обнаруживаются какие-нибудь пневматические расширения. В случае тираннозавров они сосредотачивались в позвоночном столбе и соединенных с ним костях. У тираннозавра, например, имелись пневматические отверстия в шейных позвонках и шейных ребрах, грудных позвонках и ребрах, крестцовых позвонках и первых нескольких хвостовых (хотя эти отверстия были довольно малы). Со временем у разных групп такие мешки перемещались все ниже по телу, и у некоторых нептичьих тероподов даже имелись пневматические участки плеч и передних лап, таза и ног, находившиеся на довольно приличном расстоянии от исходного местоположения в грудной клетке. Существует много групп воздушных мешков, и каждая пронизывает только определенные кости, так что мы можем проследить их развитие и продвижение по скелету.

Важно отметить, что у динозавров прохождение воздуха через легкие и воздушные мешки весьма отличалось от аналогичного процесса у млекопитающих. Мы вдыхаем, расширяя легкие, и воздух заполняет их. В наших легких есть многочисленные ветвящиеся трубки и трубочки, которые заканчиваются огромным количеством маленьких сферических образований. Здесь происходит газообмен, кислород поступает в кровоток, а углекислый газ уходит из него, потом мы выдыхаем и выталкиваем воздух обратно тем же путем, которым он вошел. Это двунаправленный воздушный поток: один и тот же «глоток» воздуха проходит внутрь и выходит наружу по одним и тем же путям легких.

У птиц эти разнокалиберные трубочки в легких соединяются друг с другом, и потому с виду напоминают не столько огромную кучу крошечных воздушных шариков, сколько лабиринт крошечных трубочек. Легкие также соединены с воздушными мешками, и все это вместе образует альтернативный дыхательный путь. При вдохе воздух затягивается в задние воздушные мешки, а оттуда переходит в легкие, потом в передние воздушные мешки и наконец выходит наружу. Следовательно, воздушный поток в легких оказывается односторонне направленным: воздух проходит по большей части дыхательной системы только в одну сторону, а воздушные мешки существуют исключительно для управления потоком, газообмен же происходит только в легких. В результате многие воздушные мешки представляют собой застойные тупики; тогда как мешки в полости тела используются в процессе дыхания, у ответвлений в костях нет таких функций, и обычно в них не наблюдается особенного потока воздуха, если он вообще присутствует.