Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле - Пол Баррет

Ученые и все, кто хочет побольше узнать про динозавров, уже давно интересуются размерами – в частности, массой – нептичьих динозавров. В конце концов, многие из них намного больше современных носорогов, бегемотов и слонов, а самые большие завроподы, похоже, были сравнимы с китами, что делает их самыми крупными наземными животными всех времен.

Вычислить размер ископаемого животного – не просто забавное упражнение. Размер – это ключевой аспект биологии, и, зная его, можно строить гипотезы о роли вида в экосистеме, его пищевых потребностях, способностях к передвижению и пр. Чтобы узнать массу животного, нужно получить твердое представление о его размерах и форме, для чего в идеале нужны полные остатки. Если же некоторые части скелета отсутствуют, можно посмотреть на родственные виды и сделать обоснованные предположения о том, чего не хватает.

Если есть полный или почти полный скелет, то для оценки массы тела раньше использовали следующий способ. Изготавливали уменьшенную модель животного со всеми мягкими тканями (мышцами, кожей и органами). Затем эту модель погружали в воду (или песок), чтобы посмотреть, какой объем она вытеснит. По массе вытесненной воды (или песка) можно было затем рассчитать массу животного. Хоть мы и называем этот метод старомодным, на самом деле он довольно надежный, если все сделать правильно. Но трудно быть уверенным, что мы сделали достаточно точную модель. Например, сделал ли моделист мышцы достаточно большими? Учел ли воздух, который в большом количестве содержится внутри животных? Как мы обсудим ниже, в телах завропод и теропод было множество заполненных воздухом мешков, не говоря уже о воздухе в легких и кишечнике.

Описанная техника опирается на информацию о животном в целом. Но изучение современных животных показало, что часто вычислить массу тела можно всего по одному измерению одной-единственной кости. У птиц существует устойчивое соотношение между массой тела и окружностью бедренной кости. Благодаря этому можно вычислить массу тела ископаемых птиц, даже если найдено всего несколько костей. Но этот метод работает только потому, что орнитологи собрали данные о сотнях особей многих видов современных птиц и точно измерили их массу.

Объем и массу динозавров можно вычислить и при помощи компьютерного моделирования. Специалисты фотографируют смонтированные скелеты с разных углов и комбинируют снимки на компьютере, создавая точные трехмерные модели. Другая похожая технология основывается на использовании лазера. Сканируя поверхность скелета, лазерный сканер создает его цифровую модель, по которой компьютер создает трехмерную модель скелета. С цифровыми моделями намного легче работать, чем с реальными объектами (особенно если речь идет о целых скелетах). Поскольку модели трехмерны, по ним можно рассчитать объем, а значит, и массу животного.

Другая цифровая технология – построение выпуклой оболочки. Ее суть в том, что вокруг скана скелета строится полигональный (многоугольный) силуэт, приблизительно имитирующий количество мягких тканей. Одна из проблем этого метода в том, что он почти наверняка недооценивает количество мягких тканей. Например, он не учитывает ситуации, когда большие мышцы выпирали далеко за пределы костей (как это было у некоторых динозавров). Тем не менее, когда построили выпуклые оболочки скелетов современных животных, полученные результаты оказались очень похожи на реальную массу, которую мы знаем. Так что при правильном применении метод может быть довольно точным. Построение выпуклой оболочки применили для нескольких скелетов динозавров, включая стегозавра в Музее естественной истории в Лондоне. Этот скелет идеально подходит для этого метода, так как он полный и сочлененный.

Раз у нас есть несколько методов оценки массы, какой-то из них должен быть лучше остальных. Разные методы часто показывают разные результаты. Оценки массы крупных экземпляров тираннозавраварьировали от 4 т до невероятных 18 т, а оценки для гигантского южноамериканского завропода дредноута– от 40 т до почти 60 т. Немалая разница. Возможно, это значит, что некоторые методы надежнее других.

В 2015 г. Шарлотта Брасси и ее коллеги сравнили различные методы оценки массы. Методом построения выпуклой оболочки они оценили массу стегозавра в 1,5 т. Это меньше, чем 3,7 т, полученные на основании окружности костей конечностей от других экземпляров. Откуда такая разница? Дело не в том, что один из методов ошибочный. Просто лондонский экземпляр в момент смерти все еще рос и не достиг полного размера, а другие, для которых получилась большая масса тела, были полностью взрослыми. Измерения костей конечностей лучше всего подходят для взрослых динозавров, а построение выпуклой оболочки можно использовать для динозавров любого размера и возраста.

Чем больше методов оценки мы используем, тем лучше мы можем перепроверить себя и тем вероятнее, что мы получим результаты, близкие к реальности. Но иногда разные результаты при оценке массы динозавров действительно отражают разницу в весе у разных особей. Например, вполне вероятно, что некоторые тираннозавры были намного более мускулистыми, чем другие, а значит, и более тяжелыми. Мы продолжим эту тему в следующей главе.

Как и у всех позвоночных, у нептичьих динозавров была сложная мускулатура. Многие мышцы крепятся к костям. Головной и спинной мозг посылает нервные импульсы мышцам, они сокращаются и тянут за собой кости. Так животные могут перемещать кости в суставах. Другие мышцы прикреплены к органам внутри тела. Существуют, например, мышцы, благодаря которым сокращается кишечник и проталкивает пищу через пищеварительный тракт. Есть мышцы, из которых состоит сердце и которые сокращают его. Есть мышцы, двигающие веки и ноздри.