Журнал «Вокруг Света» №07 за 2008 год

Вооружение эпохи динозавров

Стая цератозавров нападает на стегозавра

Плато Колорадо, США, 150 миллионов лет назад

В конце юрского периода на территории Северной Америки обитали динозавры очень грозного вида — стегозавры (Stegosaurus). Живя бок о бок с крупными хищниками, они имели несколько уровней защиты: размеры их тела были сопоставимы с автобусом, а вдоль хребта от самой шеи тянулись два ряда лопатовидных пластин, переходивших на хвосте в четыре костных шипа. Но при таком устрашающем виде они были очень неповоротливы и представляли лакомый кусок для опаснейших охотников своего времени — цератозавров (Ceratosaurus). Правда, справиться в одиночку с таким гигантом не решился бы ни один хищник, поэтому цератозавры предпочитали нападать стаей. Вряд ли охота была легкой и быстрой, скорее всего, часть нападавших гибла от удара хвоста стегозавра, но в случае успеха остальным доставалось больше мяса.

Hападение — распространенная стратегия в мире животных. Его мотивы разнообразны: нападают из-за еды, обладания самкой, при защите детенышей или гнезда. Динозавры не были исключением, напротив, они стали одним из самых ярких примеров подобного поведения, изобретенного, кстати, совершенно другими существами и задолго до них — приблизительно 570 миллионов лет назад. Именно тогда на Земле распространились организмы, питающиеся животной пищей вместо того, чтобы поедать мертвое органическое вещество или водоросли. Иными словами — хищники. И уже тогда возникли средства охоты (разнообразные членистые придатки, шипы, «гарпуны», ядовитые железы) и средства защиты (раковины, панцири). С появлением новых жизненных форм приспособления для нападения и защиты, естественно, менялись, их оригинальные модификации появились и у динозавров: загнутые когти и зубы в несколько рядов, огромные рога, воротники и панцири. Хотя по своей природе все эти чудные приспособления не что иное, как видоизмененные кожные покровы или кости черепа. После динозавров некоторые рептилии и млекопитающие также пытались вооружиться и защититься сходным образом, но до ящеров мезозоя всем им было далеко. Сейчас на Земле только черепахи и крокодилы довольствуются скромной долей той ужасающей экипировки, которой владели динозавры.

Тарбозавр выслеживает анкилозавра

Пустыня Гоби, Монголия, 70 миллионов лет назад

Азиатский родственник тираннозавра — тарбозавр был одним из крупнейших хищников своего времени и занимал верхнюю ступень в пищевой цепи. Пятиметровый ящер перемещался на двух мускулистых ногах и мог догнать любого растительноядного динозавра. Большую часть его огромной головы составляла пасть, утыканная 64 кинжалообразными зубами. Такие зубы входили в плоть, как острые изогнутые копья, и, выходя, разрывали ее своими зазубренными краями. Но осмеливался ли этот «царь зверей» нападать на тархию (Tarchia)? Ведь последний представлял собой бронированное чудовище из семейства анкилозаврид и имел лишь одно незащищенное место — брюхо, достать которое можно было, лишь перевернув пинакозавра, избежав при этом удара его хвостовой булавы. Такое нападение слишком рискованно даже для тарбозавра — может проще поискать добычу помельче или отнять у кого-нибудь кусок мертвечины? На переднем плане: разгар драки между велоцираптором (он — снизу) и протоцератопсом.

Смертельное оружие

Хищниками называют тех животных, которые убивают себе подобных ради пропитания. Для такого действия нужны особые поведенческие качества и внешние приспособления, которые позволяют выслеживать, догонять добычу и нападать на нее. Среди динозавров хищничеством промышляли звероногие ящеры — тероподы. Динозавры этой группы передвигались на двух ногах, передние же конечности у них были редуцированы до небольших придатков. Задние ноги, снабженные мощными мышцами, позволяли животным развивать приличную скорость. Согласно расчетам, тираннозавр — наиболее изученный хищник — мог двигаться со скоростью 30 км/ч, что довольно много для 7-тонного существа. Но, конечно, этот показатель сильно уступает скорости современных крупных хищников, например тигра , достигающей порой 80 км/ч. Небольшие и проворные динозавры в плане скорости выигрывали. Подсчитано, что 3-килограммовый компсогнат (жил на территории Европы 150 миллионов лет назад) мог бегать с максимальной скоростью 64 км/ч.

Челюсти тираннозавра смыкались с чудовищной силой, нанося глубокие раны и входя в кость жертвы на несколько сантиметров. Фото ALAMY/PHOTAS

Поскольку передние лапы хищных динозавров практически оказывались нерабочими, то их главным оружием нападения служили зубы. Они действительно достигали у некоторых тероподов ужасающих размеров и форм. Типичным примером служит пасть тираннозавра, утыканная шестью десятками острых разнокалиберных зубов, среди которых выделялись 30-сантимеровые «кинжалы». Все зубы имели пилообразную насечку по заднему краю и загибались назад, что позволяло удерживать жертву и рвать ее на куски. Ученые находят следы укусов тираннозавра на костях других животных. Например, около 80 отметин присутствует на тазовых костях травоядного трицератопса, что явно говорит о его убийстве. При изучении одного из тираннозавров на его черепных костях обнаружили следы укусов, а в его шейном позвонке — зуб, принадлежавший представителю того же вида. Говорит ли это о драке двух тираннозавров? Да, они могли сцепиться из-за пищи или самки. Хотя последнее — маловероятно, так как предполагает наличие развитого полового поведения, а динозавры вряд ли обладали таковым. Скорее можно предположить, что тираннозавры практиковали каннибализм в голодный сезон.

Аллозавр, живший раньше тираннозавра, мог охотиться на гигантских диплодоков и апатозавров. Это подтверждают найденные в американском штате Вайоминг хвостовые позвонки апатозавра с глубокими следами от зубов аллозавра, а один 15-сантиметровый зуб аллозавра, так же как в предыдущем примере, и вовсе застрял в хвосте неприятеля. По-видимому, он был выбит в схватке между ящерами.

Другое страшное орудие нападения — острые саблевидные когти появились у мелких хищных динозавров не сразу, а только в меловом периоде (145—65 миллионов лет назад). Серповидный коготь на передних лапах имел небольшой динозавр барионикс (Baryonyx) — «тяжелый коготь», живший на территории современной Англии 130 миллионов лет назад. Когтями на задних ногах, по одному на каждой, был вооружен велоцираптор (Velociraptor) — «быстроногий охотник», длиной чуть меньше двух метров. Похожий на него 3-метровый дейноних (Deinonychus), «страшный коготь», имел в арсенале три острых когтя на передних лапах и по одному саблевидному когтю длиной 13 сантиметров — на задних. Этот длинный коготь был подвижным и откидывался назад во время бега. Дейнонихи охотились на молодых растительноядных динозавров вроде гипсилофодонов и игуанодонов, они догоняли жертву, с разбегу запрыгивали ей на спину или цеплялись за бок, тут же вонзая свой саблевидный коготь жертве в брюхо.

Подвижный коготь — опасное колющее оружие — рос на задних лапах дейнониха Фото AR/FOTOLINK

Подробности того, как именно хищные динозавры пользовались зубами и когтями, и список их жертв представляют собой главным образом теоретические обобщения, прямых же свидетельств (то есть находок) крайне мало, да и те допускают различные толкования. Как, например, самая известная находка двух скелетов сцепившихся ящеров — травоядного протоцератопса и хищного велоцираптора, сделанная в 1971 году в пустыне Гоби учеными советско-монгольской палеонтологической экспедиции. Казалось бы, все очевидно: оба динозавра получили в схватке тяжелые трав мы, и у них не оставалось сил, чтобы разомкнуть челюсти и убежать, когда началась пылевая буря. Так и погибли противники в объятиях друг друга. Однако в палеонтологии один и тот же факт зачастую можно трактовать по-разному. Нет, не было никакой драки, говорят оппоненты, а просто бурлящий водный поток причудливо соединил двух умерших животных и захоронил их сцепленными под слоем песка и ила.

Телесные приспособления, такие как зубы или когти, безусловно, служили основными орудиями хищника, но они оказывались бессильными перед животными сопоставимых размеров. Чтобы справиться с крупными динозаврами, которые к тому же паслись стадами, нужны были дополнительные приемы. Исследователи полагают, что ради эффективности некоторые хищники могли освоить коллективную охоту, как это делают львы и волки. Правда, охота стаей имеет и плюсы и минусы: с одной стороны, так легче расправиться с жертвой, с другой — каждому охотнику достается меньше пищи. Есть доказательства нападения группой даже у крупных динозавров: например, кости семерых мапузавров, найденные при раскопках в Аргентине , лежали рядом. Исследователи выяснили, что эти динозавры погибли одновременно и, возможно, были членами стаи, охотившейся вместе. Технически в том, что несколько мапузавров завалили 40-метрового аргентинозавра, нет ничего невероятного. Подобные коллективные захоронения известны и для целофизисов. Предполагают, что вдвоем или втроем охотились гиганотозавры. Хотя, с другой стороны, находка нескольких скелетов хищников, погибших одновременно, лишь косвенно говорит о том, что это стая. Общее место их гибели может объясняться другим фактом, например, изнуренные жарой животные пришли на высохший водопой.

Битва стиракозавра с тираннозавром

Долина реки Ред Дир, Канада, 65 миллионов лет назад

Споры о том, был ли тираннозавр настоящим хищником или питался падалью, продолжаются. Даже если верно последнее предположение, то в реальной жизни рептилий, конечно же, случались драки с особями сопоставимых размеров. Тираннозавр, будучи очень голодным, мог напасть на первую попавшуюся добычу, в том числе и на отбившееся от стада больное, но еще достаточно сильное животное. При этом противник не обязательно оказывался беззащитным перед зубами хищника, а вполне мог за себя постоять, как, например, стиракозавр (Styracosaurus) — цератопс с полуметровым рогом на морде и острыми шипами вокруг шейного воротника. Как именно могла бы проходить битва между этими динозаврами и кто вышел бы из нее победителем, можно только догадываться. Укусы тираннозавра оставили бы чудовищные рваные раны на теле стиракозавра, и он мог со временем ослабеть, истекая кровью. В то же время и хищник имел свою ахиллесову пяту — брюхо, открытое острому рогу противника.

Интеллект — главное оружие хищника

Мало иметь зубы и когти, ими еще нужно умело пользоваться, а это невозможно без интеллекта. Ведь образ жизни охотника предполагает необходимость активно двигаться, чтобы выслеживать и преследовать жертву, предвидеть ее маневры. Так что интеллект и органы чувств хищных ящеров были более развитыми, нежели у тех, кто вел мирное существование. А чем выше интеллект, тем больше размер головного мозга, и динозавры не были исключением из этого правила. По ископаемым черепам видно, что мозг тероподов по объему явно превышал мозг зауроподов — исполинских размеров растительноядных динозавров с длинной шеей и маленькой головкой. Крупным мозгом обладали велоцираптор и дейноних, а абсолютный чемпион по объему мозга — стенонихозавр (Stenonichosaurus): его мозг был в шесть раз больше, чем у современной рептилии соответствующего размера. Кроме того, стенонихозавры имели очень большие глаза и, предположительно, бинокулярное зрение, как у птиц и людей. При таком типе зрения животное видит не каждым глазом отдельную картину, а область пересечения изображений, полученных от обоих глаз. Это позволяет ему двигаться точно к намеченной цели. Несомненно, такая способность — инновационная для фауны того времени — помогала стенонихозавру более эффективно преследовать добычу. Современные технологии позволили сделать некоторые выводы и по поводу органов чувств хищных динозавров. Сергей Савельев из Института морфологии человека РАМН и Владимир Алифанов из Палеонтологического института РАН изготовили силиконовую отливку мозга по мозговой полости тарбозавра, используя его целый череп, и сравнили ее с мозгом птиц и современных рептилий. Оказалось, что тарбозавр имел крупные обонятельные луковицы, хорошо развитые обонятельные тракты, хороший слух. А вот со зрительной системой все оказалось иначе — она была не столь развита. Получается, что тарбозавр в поисках добычи больше полагался на нюх, чем на зрение. Для чего ему это было нужно? Скорее всего для того, чтобы издалека чуять запах гниющего мяса. Вероятно, тарбозавр, а по аналогии с ним и другие крупные хищные динозавры вели не полностью хищнический образ жизни — не пренебрегали питаться падалью. В подтверждение этому выводу ученые обращают также внимание на огромные размеры ящеров — охотой такие гиганты, как тарбозавр и тираннозавр, не всегда могли прокормиться, скорее всего им приходилось довольствоваться тем, что попадалось под ноги. Налицо этакий компромиссный вариант хищничества: животное охотится при удачном стечении обстоятельств, например, когда жертва очень близко и можно быстро к ней подбежать, чтобы схватить; когда она больна и не может убежать, или жертва — детеныш. Помимо этих компромиссов, хищник питался более доступной пищей, поиск которой не требовал больших затрат энергии.

Броня крепка

Добыча, на которую хищные динозавры «точили» свои зубы-кинжалы, представляла собой весьма разнообразное зрелище: всевозможные растительноядные виды, а также те животные, которые питались рыбой, не брезговали ящерицами и членистоногими. В настоящее время разделение динозавров на плотоядных и растительноядных вообще носит довольно условный характер, большинство из них скорее следует считать всеядными. Гораздо четче выражено отличие активных и пассивных животных, потому что именно последние чаще всего становились добычей первых. Динозавры, которые вели пассивный образ жизни, то есть не умели бегать и охотиться, представляли собой, наверное, самые удивительные существа, когда-либо обитавшие на Земле. Многие из них просто подавляли своими размерами. Как, например, исполинские зауроподы — диплодок, брахиозавр, бронтозавр — достигали 40 метров в длину и весили десятки тонн. Таких убить совсем не просто, ни один хищник того времени не мог сравниться с ними по габаритам. Получается, что сами размеры тела зауроподов служили им своего рода защитой. Аллозавры и цератозавры, обитавшие рядом с диплодоками, вряд ли охотились на взрослых особей поодиночке. Скорее всего, хищники следовали за стадом и ждали, когда от него отобьется старая особь или детеныш. Завалить же взрослого диплодока или бронтозавра можно было только усилиями нескольких крупных хищников.

Рога динозавров представляли собой костные выросты на морде. При необходимости ими можно было защищаться или отпугивать врага. Фото SPL/EAST NEWS

Представители птицетазовых динозавров — стегозавры, анкилозавры, рогатые динозавры были не столь огромны, как зауроподы, но внешне очень необычны. Их шипы, рога, выросты и панцири были похожи на мощные защитные доспехи. Например, у стегозавров на спине красовались костные пластины, отходившие от позвонков. На спине самого известного вида, собственно стегозавра, в два ряда поочередно располагались костные пластины, которые выглядели очень эффектно. Но обеспечивали ли они защиту от зубов хищника? Большинство ученых считает, что как средство защиты пластины ненадежны: их легко сломать и они оставляли открытыми бока рептилии. Скорее всего, пластины служили для терморегуляции особи: покрывавшая их кожа, вероятно, была пронизана богатой сетью кровеносных сосудов, что позволяло ящеру быстрее нагреваться на утреннем солнце и начинать двигаться, когда хищники еще спали. Но недавние исследования ставят эту версию под сомнение: если там и были кровеносные сосуды, то располагались они так, что не могли эффективно отводить лишнее тепло. Возможно, спинные пластины служили видовыми знаками различия, как яркая окраска оперения птиц, но и в этом нет полной уверенности. Зачем, к примеру, одному из стегозавров — «колючему ящеру» кентрозавру (Kentrosaurus), найденному в Африке, узкие и острые пластины на спине и по длинному шипу на боках с каждой стороны? Кроме того, стегозавры обладали четырьмя мощными шипами на хвосте, которыми они вполне могли пользоваться, отбивая атаки хищников.

В настоящую защитную броню были одеты анкилозавры, освоившие обширные территории древней Земли — от Северной Америки до Антарктиды . Их тела полностью покрывали панцири из опоясывающих спину кольцевых костных щитов, которые обеспечивали пассивную защиту. У некоторых видов щиты срастались, как у черепах. Щиты на панцире анкилозавра (Ankylosaurus) сплошь были усеяны буграми и шипами, так что ящер походил на огромную шишку. Такая защита имела свои издержки: закованные в броню животные были неповоротливы и медлительны, передвигались со скоростью не более 3 км/ч. Надежно ли панцирь защищал их от хищников? Вероятно, да. Анкилозавр становился уязвимым, только если переворачивался кверху брюхом, лишенным панциря. Но проделать такое с ним было не под силу даже крупному охотнику. К тому же анкилозавр умел активно обороняться хвостом с тяжелой костной булавой, нанося ею мощные удары по врагу.

Рогом на морде обзавелись растительноядные ящеры из группы цератопсов, приземистые четвероногие животные с крупной головой. Впервые их скелеты с внушительными костными рогами, торчащими прямо из черепа, обнаружили еще в 1872 году, а последующие находки показали, что в конце эры динозавров «рогатые ящеры» достигли большого разнообразия. На шее цератопсы носили костный «воротник» из сросшихся костей черепа, а конец морды у них выглядел как клюв. Североамериканские рогатые ящеры, трицератопсы (Triceratops), носили по три рога: один на носу, как у носорога, и два, метровой длины, торчали над глазами. Как и у современных рогатых животных (оленей, носорогов), рога динозавров играли первоочередную роль в половом отборе: у кого рога больше, тот завоевывает лучших самок и получает более жизнеспособное потомство. Помимо этого, трицератопсы могли активно защищаться от хищников рогами: угрожать, отмахиваться ими, бить врага снизу, вспарывая брюхо, которое у двуногих теропод, кстати, было открыто. В зависимости от ситуации рога, возможно, использовались и как орудие нападения — для выяснения отношений между соперниками одного вида, например, во время брачных поединков.

Сцепившиеся скелеты двух мелких динозавров — хищного велоцираптора и протоцератопса — были найдены в пустыне Гоби. Фото AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY

Костные воротники цератопсов тоже служили, скорее всего, знаком внешнего отличия, как хвостовые перья у павлина. Кроме того, к ним крепились сильные жевательные мышцы челюстей. Но все-таки защищать шею воротники могли, хотя и не полностью, так как у многих видов динозавров они были дырявыми. Череп торозавра (Torosaurus), учитывая воротник, достигал рекордных размеров — 2,6 метра, и в нем было несколько больших «окон». А у стиракозавра (Styracosaurus), найденного в Канаде, напротив, воротник был целым, да еще снабжен шестью длинными, острыми шипами. Палеонтологи считают, что такая хорошая защита отпугивала хищников от встреч со стиракозаврами.

В ноябре 2007 года канадские палеонтологи откопали самого большого в мире рогатого динозавра длиной 9,75 метра в каньоне Подкова в канадской провинции Альберта. Его определили как предка трицератопса и назвали Eotriceratops xerinsularis. Длина черепа эотрицератопса составляла около трех метров, почти как автомобиль. Участники экспедиции с огромным трудом подняли его по склону. Подобно трицератопсу, эотрицератопс был вооружен двумя надглазничными рогами полутораметровой длины и меньшим пирамидальным рогом на носу. У него также имелся костный воротник с шипами по краям.

Динозавры вымерли 65 миллионов лет назад, а их среду обитания и главенствующее положение на суше заняли млекопитающие. Между ними много общего, в частности, млекопитающие пользуются теми же приспособлениями для нападения и защиты, что и динозавры. Львов и тигров, так же как и мезозойских тероподов, отличают мускулистое телосложение, острые зубы и когти. А дикобразы , ежи и броненосцы приобрели панцири и иглы, то есть пассивную защиту, как стегозавры и анкилозавры. Не утратили своей актуальности и рога как средство обороны — их используют носороги , буйволы и лоси. Откуда это сходство? Мы не можем сказать, что млекопитающие унаследовали все это от динозавров, так как обе группы животных не связаны прямым родством. У биологов есть другое объяснение: во многом сходная среда обитания, а также общие черты анатомического строения, близкие размеры особей привели к тому, что у млекопитающих развились такие же стратегии поведения, как и у динозавров.

Иллюстрации Ольги Ореховой-Соколовой

Надежда Катина