Время динозавров. Новая история древних ящеров

Для начала нужно понять, что вообще нужно животному, чтобы стать действительно большим. Во-первых, пожалуй, самое очевидное: нужно много есть. Судя по размеру завропод и питательной ценности самой распространенной пищи юрского периода, считается, что крупные завроподы вроде бронтозавра должны были съедать около 45 кг листьев, стеблей и веток каждый день, а то и больше. Поэтому им нужно было как-то собирать и переваривать такое огромное количество зелени. Во-вторых, нужно быстро расти. Расти не спеша, год за годом, прекрасно и замечательно, но если вам нужно больше 100 лет, чтобы стать большим, у хищников появится масса возможностей съесть вас, у деревьев — упасть на вас во время бури, а у болезней — убить вас задолго до того, как вы дорастете до полного взрослого размера. В-третьих, нужно дышать очень эффективно, чтобы иметь достаточно кислорода для всех метаболических реакций в огромном теле. В-четвертых, нужно, чтобы скелет был надежным и прочным, но при этом не громоздким и неподъемным. Наконец, нужно избавляться от избытка тепла, ведь в жару крупные животные легко могут умереть от перегрева. Завроподы все это умели. Но как? Многие ученые, которые задумывались над этим вопросом несколько десятилетий назад, соглашались на простейший ответ: возможно, в мезозое сама физическая среда была другой. Может, сила тяжести была слабее, поэтому крупным животным было легче расти и передвигаться. Или в атмосфере было больше кислорода, поэтому неуклюжие завроподы дышали, а значит, росли и функционировали более эффективно. Эти предположения, может, и звучат убедительно, но они не выдерживают пристальной проверки. Нет данных, что в эпоху динозавров гравитация сильно отличалась от современной, а уровень кислорода тогда был примерно таким же или даже немного ниже.

Есть лишь одно правдоподобное объяснение: у завропод было что-то, благодаря чему они смогли разорвать кандалы, сковывающие всех прочих наземных животных — млекопитающих, рептилий, земноводных, даже других динозавров — и не дающие им достичь гигантских размеров. Похоже, разгадка кроется в их уникальном строении тела — сочетании признаков, которые появились по отдельности в триасе и самом начале юры и в итоге создали животное, прекрасно приспособленное, чтобы стать гигантом.

Все начинается с шеи. Длинная, веретенообразная тонкая шея, вероятно, самая узнаваемая черта завроподовых. Более длинная, чем обычно, шея появилась у самых древних триасовых протозавропод, со временем она пропорционально увеличивалась, по мере того как завроподы наращивали количество шейных позвонков и к тому же удлиняли каждый отдельный позвонок. Как броня Железного человека, длинная шея давала суперсилу: она позволяла завроподам, в отличие от других растительноядных животных, дотягиваться до более высоких деревьев, что открывало доступ к совершенно новому источнику пищи. Кроме того, они могли встать в одном месте на несколько часов и двигать только шеей вверх, вниз и по сторонам, как сборщик ягод, с минимальными затратами энергии поедая растения. А значит, они могли поглотить больше пищи и таким образом запасать энергию эффективнее конкурентов. Это адаптивное преимущество номер один: шея позволяла поедать огромное количество пищи, необходимое, чтобы набрать огромный вес.

Посмотрим, как они росли. Вспомним, что динозавроморфы, предки динозавров, достигли более высокого метаболизма, более быстрых темпов роста и более активного образа жизни, чем многие из амфибий и рептилий, которые тоже активно развивались в раннем триасе. Они не были сонными, им не нужна была вечность, чтобы дорасти до взрослого размера, как игуанам или крокодилам. То же можно сказать и об их потомках, динозаврах. Исследования роста костей свидетельствуют, что детеныши большинства завропод, выбираясь из гнезда, были размером с морскую свинку и дорастали до взрослой особи размером с самолет всего лишь за 30–40 лет — невероятно быстро для такой метаморфозы. Это преимущество номер два: завроподы получили от своих далеких предков размером с кошку быстрый рост, необходимый для достижения больших размеров.

От тех же предков завроподы унаследовали кое-что еще: высокоэффективные легкие. Легкие завропод были очень похожи на легкие птиц и сильно отличались от наших. В то время как легкие млекопитающих циклично вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ, у птиц так называемое однонаправленное легкое: воздух проходит через него только в одном направлении, а кислород извлекается и во время вдоха, и во время выдоха. Легкое птичьего типа гораздо эффективнее, ведь каждый вдох и выдох приносит кислород. Это поразительное достижение биоинженерии стало возможным благодаря воздушным мешкам, соединенным с легкими, в которых на вдохе запасается часть обогащенного кислородом воздуха, а потом он проходит через легкие на выдохе. Если звучит непонятно, не расстраивайтесь: биологам понадобились десятки лет, чтобы разобраться, как работает это странное легкое.