Время динозавров. Новая история древних ящеров

Глава 6

Король динозавров

Тираннозавр рекс
Трицератопс был в безопасности. Непроходимые пороги бурлили между ним и угрозой на противоположном берегу реки. Но он видел, что сейчас произойдет, и был не в силах это предотвратить.
В каких-то 15 м от него на узкой полосе из песка и грязи на другой стороне реки топтались три эдмонтозавра. Их острые клювы, напоминающие утиные, ощипывали цветущие кусты вдоль берега. Их щеки, отяжелевшие от пищи, колыхались в такт жеванию. Вечернее солнце сверкало на стремнине, в кронах деревьев мирно щебетали птицы.
Но что-то тревожное висело в воздухе. Трицератопс заметил на берегу нечто, невидимое эдмонтозаврам, — кое-кто затаился среди высоких деревьев, где джунгли встречались с песчаной отмелью: его зеленая чешуйчатая кожа была почти идеальной маскировкой. Но хищника выдавали глаза: две сферы, поблескивающие от предвкушения. Они смотрели влево-вправо с интервалом в долю секунды, оглядывая трех ничего не подозревающих поедателей листвы. Ждали нужного момента.
И он настал, миг свирепой расправы.
Из кустов выскочил красноглазый, зеленокожий монстр. Ужасное зрелище: хищник был длиннее городского автобуса. Он достигал 13 м в длину и весил не менее 5 т. Из чешуи на шее и спине пробивалась щетина — облезлая и похожая на шерсть. Его хвост был длинным и мускулистым, задние лапы — могучими, а передние — нелепо крошечными, они болтались по бокам, когда он врезался в стаю эдмонтозавров, выставив вперед голову с челюстями нараспашку.
В его раскрытой пасти было около 50 остроконечных зубов, каждый размером с банан. Они сомкнулись на хвосте одного из эдмонтозавров, и какофония из хруста костей и мучительного визга эхом отозвалась в лесу.
Эдмонтозавр отчаянным рывком высвободился и бросился к деревьям, искалеченный хвост беспомощно обвис, сохранив в себе отломленный зуб хищника в качестве трофея. Выживет ли он или умрет от ран в лесной чаще? Трицератопс никогда не узнает.
Взбешенное неудачной атакой, чудовище обратило внимание на самого мелкого из утконосов, но подросток уже мчался к лесу, огибая деревья и кусты со скоростью спринтера. Огромный хищник понял, что его не догнать, и испустил низкий горловой вопль.
Оставался еще один эдмонтозавр, зажатый между водой с одной стороны и жаждущим мяса монстром — с другой. Когда хищник повернул голову назад, к реке, их взгляды встретились. Побег был невозможен, и случилось неизбежное.
Голова рванулась вперед. Зубы встретились с плотью. Кости раскрошились, когда шею жертвы разорвали на части, кровь хлынула в воду и смешалась с белой пеной, сломанные зубы хищника летели во все стороны, когда он терзал добычу.
Затем из леса раздался шорох. Затряслись сучья, в воздух взлетели листья. Трицератопс в ужасе смотрел, как четверо других острозубых хищников, почти таких же, как и первый, могучими скачками выбежали на берег реки. Они были одной стаей; нападавший был вожаком, и теперь подданные могли получить свою долю от его победы. Пять голодных существ фыркали и рычали, а то и кусали друг друга за морды, ведь каждый хотел урвать кусок мяса получше. Находящийся в безопасности на противоположном берегу трицератопсточно знал, что перед ним. Ведь он уже с этим сталкивался: однажды ему удалось ускользнуть из пасти одного из прожорливых убийц, проткнув его рогом, чтобы тот ослабил хватку. Этот опасный хищник был известен всем трицератопсам. То был их великий соперник, ужас, который вырывался из чащи и косил целые стада. То был тираннозавр рекс — Король динозавров, самый крупный хищник, который когда-либо существовал за всю 4,5-миллиардную историю Земли.
Тираннозавр — знаменитый персонаж, кому-то он снится в кошмарах, но это было реально существовавшее животное. Палеонтологи знают о нем довольно много: как он выглядел, как двигался, дышал и ощущал мир, что ел, как рос и почему смог стать таким крупным. Отчасти дело в большом количестве окаменелостей: найдено более 50 скелетов, некоторые почти полные, больше, чем у любого другого динозавра. Но в значительной степени это связано с тем, что многие ученые импульсивно тянутся к величию Короля, подобно тому как многие люди одержимы кинозвездами и спортсменами. Когда ученые увлекаются чем-то, они начинают играть со всем инструментарием, доступным им. На тираннозавра мы обрушили весь наш инструментарий: томографы, чтобы изучить его мозг и органы чувств; компьютерную анимацию, чтобы понять его положение тела и способ передвижения; инженерное программное обеспечение, чтобы смоделировать процесс поглощения пищи; микроскопическое исследование костей, чтобы увидеть, как он рос, и так далее. В итоге мы знаем об этом меловом динозавре больше, чем о многих современных животных.
Так каким же был тираннозавр — дышащий, питающийся, двигающийся и растущий? Позвольте порадовать вас неофициальной биографией Короля динозавров.
Начнем с общих данных.
Само собой разумеется, T. rex был огромен: взрослые достигали около 13 м в длину и весили 7–8 т, судя по расчетам, которые позволяют вычислить массу тела по толщине бедренной кости. Такие размеры — из ряда вон для хищных динозавров. Правители юры, мясник аллозавр, торвозавр и их родственники, добирались до 10 м в длину и нескольких тонн в весе — чудовищно, не спорю, но до рекса им далеко. После того как изменения температуры и уровня моря возвестили о начале мелового периода, некоторые кархародонтозавры из Африки и Южной Америки стали еще крупнее своих юрских предков. Например, гиганотозаврбыл длиной примерно с T. rex и, возможно, весил около 6 т. Но это все еще на тонну или две легче, чем рекс, поэтому Король остается самым крупным, исключительно плотоядным животным среди динозавров, да и вообще среди любых животных за всю историю нашей планеты.

 

Скелет Tyrannosaurus rex в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке
Тираннозавра узнает по фото даже детсадовец. У животного знакомый всем вид, уникальное телосложение или, говоря по-научному, характерный план строения тела. Огромная голова на короткой и толстой шее, как у бодибилдера. Гигантскую голову уравновешивал длинный, сужающийся хвост, который торчал горизонтально, как противовес стоял только на задних лапах, мускулистые бедра и икры давали силу его движениям. Как балерина, он балансировал на носочках, свод стопы редко касался земли, и вся масса тела опиралась на три массивных пальца. Передние конечности казались бесполезными: обрубки с двумя коротенькими пальцами, комично непропорциональные остальному телу. И само тело: не жирное, как у длинношеих завропод, но и не тощий силуэт скоростного велоцираптора. Его собственный, неповторимый облик.
Сила рекса была в голове — машине убийства, камере пыток для добычи и адской маске в одном. От кончика морды до уха было примерно 1,5 м, а весь череп — длиной со среднего человека. Зловещая улыбка демонстрировала больше 50 острых зубов. Спереди зубы были мелкие, а вдоль челюстей располагались зазубренные штыри, размером и формой похожие на бананы. Мышцы, открывающие и закрывающие челюсти, бугрились рядом с отверстием размером с бутылочную крышку, которое служило ухом. Каждое глазное яблоко было размером с грейпфрут. Перед глазами, покрытая кожей, — большая пазуха, которая помогала облегчить голову, а дальше — мясистые рога на кончике морды. Рожки также были впереди и позади каждого глаза, и еще по одному торчало вниз на скулах — жуткие костяные наросты, покрытые кератином, тем же самым материалом, из которого состоят наши ногти. Представьте, что эта ужасающая картина будет последним, что вы увидите, прежде чем зубы раскрошат ваши кости. Многие динозавры встретили конец именно так.
Голову, крошечные руки, мощные ноги, все тело вплоть до кончика хвоста покрывала толстая чешуйчатая шкура. В этом смысле тираннозавр походил на крокодила или игуану-переростка. С одним важным различием: у рекса были еще и перья, торчащие из-под чешуи. Как упоминалось в предыдущей главе, перья не были большими и сложными, как на крыльях птиц, а более простыми нитями, на вид и на ощупь больше похожими на шерсть, а самые крупные — на иглы дикобраза. T. rex, конечно же, не мог летать, как и его предки, у которых протоперья изначально появились на заре истории динозавров. Нет, как мы узнаем позже, перья появились как покров, который помогал животным вроде Т. rex согреться, и как демонстрационные элементы, чтобы привлекать партнеров и отпугивать соперников. Палеонтологи пока не нашли окаменевших перьев на скелете тираннозавра, но мы уверены, что у него должен быть какой-то покров, потому что примитивные тираннозавры — дилун и ютираннус, которых мы встречали в прошлой главе, — были покрыты волосоподобными перьями, как и многие другие тероподы, сохранившиеся в тех редких условиях, которые позволяют мягким тканям превратиться в окаменелости. Значит, у предков T. rex имелись перья, поэтому очень вероятно, что и у самого рекса — тоже.
Тираннозавр жил от 68 до 66 млн лет назад, и его владениями были покрытые лесом прибрежные равнины и речные долины запада Северной Америки. Там он царил в разных экосистемах, которые кишели добычей: рогатыми трицератопсами, утконосыми эдмонтозаврами, танкоподобными анкилозаврами, купологоловыми пахицефалозаврами и многими другими. Его единственными конкурентами за еду являлись куда меньшие дромеозавры — хищники а-ля велоцираптор, то есть, по сути, у него вообще их не было.
Хотя несколько других тираннозавров процветали в тех же условиях в течение предыдущих 10–15 млн лет, они не были предками T. rex. Самые близкие родственники рекса — азиатские виды: тарбозавр и чжучэнтираннус. Тираннозавр, как выяснилось, был иммигрантом. Он появился в Китае или Монголии, прошел по Берингову перешейку, пересек Аляску и Канаду и пробрался в сердце нынешней Америки. Когда молодой рекс прибыл в новый дом, он увидел: эти земли только и ждали нового хозяина. Он пронесся через запад Северной Америки как вредитель, распространился по всей территории от Канады до Нью-Мексико и Техаса, растолкав всех прочих средних и крупных хищников, чтобы самому контролировать весь континент.
А потом в один прекрасный день все закончилось. Астероид упал с неба 66 млн лет назад, положив жестокий конец меловому периоду и уничтожив всех нелетающих динозавров. Об этом мы поговорим позже. Сейчас важно отметить одно: Король ушел на пике величия.
Какая трапеза достойна Короля? Мы знаем, что T. rex был высшим хищником, чистым мясоедом. Это одно из самых простых умозаключений, которое можно сделать о любом динозавре, для него не нужны замысловатые эксперименты или оборудование. Пасть тираннозавра была полна крепких, зазубренных, бритвенно-острых зубов. Его лапы щеголяли большими остроконечными когтями. Есть лишь одна причина, зачем все это нужно животному: это оружие, чтобы добывать и обрабатывать мясо. Если ваши зубы — ножи, а пальцы рук и ног — крюки, едите вы явно не капусту. Если кто-то сомневается, есть много других доказательств: в области желудка скелета тираннозавра и в копролитах (окаменелом помете) сохранились кости жертв, а запад Северной Америки усеян скелетами растительноядных динозавров — особенно трицератопсови эдмонтозавров — со следами укусов, которые идеально соответствуют размеру и форме зубов T. rex.
Как и многие монархи, рекс был чревоугодником. Он обжирался мясом. Ученые подсчитали, сколько пищи требовалось взрослому рексу для выживания, исходя из потребления пищи современных хищников, если увеличить их до размеров рекса. От результатов просто мутит. Будь у T. rex метаболизм рептилии, ему потребовалось бы около 5,5 кг трицератопсятины в день. Но эта цифра, скорее всего, сильно занижена, ведь, как мы увидим позже, по поведению и физиологии динозавры гораздо больше походили на птиц, чем на рептилий, и они (или по крайней мере многие из них), возможно, даже были теплокровными, как мы. Если так, то рексу нужно было съедать примерно 110 кг мяса в день. Это десятки или даже сотни тысяч калорий, в зависимости от того, насколько жирный стейк предпочитал Король. Примерно столько пищи потребляют три-четыре крупных льва, а это одни из самых энергичных и голодных современных хищников. Возможно, до вас доходили слухи о том, что T. rex предпочитал гнилое мертвое мясо, что рекс был падальщиком, семитонным поедателем мертвых туш, слишком медленным, тупым и огромным, чтобы самому охотиться за свежей добычей. Эти обвинения всплывают каждые несколько лет — одна из тех историй, которыми научные журналисты никак не насытятся. Не верьте. Нет никакой логики в том, что ловкое и энергичное животное с головой размером с автомобиль Smart и зубами-ножами не станет применять свои врожденные способности для охоты, а будет просто ходить по округе и подбирать остатки. Это противоречит и нашим знаниям о современных плотоядных животных: чистых падальщиков очень мало, а те исключения, которые в этом преуспели, например грифы, — это летуны, которые могут обследовать широкие области с неба и приземляться, когда видят (или чуют) гниющее мясо. С другой стороны, большинство хищников активно охотятся, но при этом едят падаль при первой возможности. В конце концов, кто откажется от бесплатной еды? Так поступают львы, леопарды, волки и, конечно, гиены, которые на самом деле не чистые падальщики, а добывают большую часть пищи охотой. Как и эти животные, тираннозавр, по всей видимости, был активным охотником, но при возможности ел и падаль.
Все еще сомневаетесь, что рекс выходил добывать еду самостоятельно?
Есть ископаемые свидетельства, что T. rex охотился, по крайней мере время от времени. Многие из костей трицератопсов и эдмонтозавров, на которых остались следы зубов тираннозавра, показывают признаки заживления, так что на этих животных явно напали при их жизни, и они выжили. Больше всех заставляют задуматься две сросшиеся хвостовые кости эдмонтозавра, между которыми застрял зуб T. rex, и все это заросло грубой массой рубцовой ткани, которая соединила две кости. Бедный утконосый динозавр был жестоко атакован тираннозавром и спасся со страшной травмой, но унес зуб хищника на память о почти смертельном переживании.
Многие укусы рекса своеобразны. Большинство теропод оставляли простые следы на костях добычи: длинные параллельные неглубокие царапины, знак того, что зубы едва задевают кость. Это неудивительно, ведь, хотя зубы динозавров и сменялись на протяжении всей жизни (в отличие от нас), ни один хищник не захотел бы обламывать зубы каждый раз во время еды. Не таков был тираннозавр. Следы его укусов сложнее: они начинаются с глубоких круговых проколов, похожих на пулевые отверстия, которые плавно переходят в удлиненные борозды. Это значит, что укус рекса глубоко проникал в тело жертвы, часто прямо сквозь кости, а потом хищник резко дергал голову назад. Палеонтологи придумали особый термин для такого стиля питания: прокалывание с протяжкой. В фазе прокалывания рекс сильно сжимал челюсти, чтобы прокусить кости жертвы. Вот почему ископаемый помет тираннозавра заполнен кусками костей. Разгрызание костей не норма. Так делают некоторые млекопитающие вроде гиен, но большинство современных рептилий — нет. Насколько нам известно, крупные тираннозавры, такие как T. rex, — единственные динозавры, способные на это. (Одна из способностей, которые делали Короля совершенной машиной убийства.)
Как ему это удавалось? Для начала, у него были специально адаптированные зубы. Толстые зубы-колья, достаточно прочные, чтобы не сломаться, напоровшись на кость. Рассмотрим силу, стоящую за этими зубами: челюстные мышцы Т. rex были массивными, жилистыми и достаточно сильными, чтобы прокусить хоть ногу, хоть спину или шею трицератопса, эдмонтозавра и других жертв. Судя по широким и глубоким впадинам на костях черепа, где прикреплялись мышцы, можно сказать, что у рекса были самые крупные и мощные челюстные мышцы среди всех динозавров.
Работу этих мышц можно продемонстрировать опытным путем. Особо остроумный эксперимент провел мой коллега Грег Эриксон из Университета штата Флорида в середине 1990-х гг., сразу после окончания аспирантуры. Я обожаю проводить время с Грегом — он разговаривает, как качок из колледжа, да и выглядит похоже: на голове поношенная бейсболка, в руке банка холодного пива. Несколько лет назад Грег регулярно выступал по кабельному телевидению в передачах о странных происшествиях с животными: аллигаторы, ползающие по канализации, проникающие в трейлерные парки, вот в таком роде. Но как бы весело с ним ни было, я восхищаюсь Грегом-ученым, ведь он привносит в палеонтологию свой подход — экспериментальный, количественный, строго обоснованный сравнением с современными животными.
Грег проводит много времени с инженерами, и однажды они придумали безумную идею: собрать в лаборатории макет тираннозавра и определить силу его укуса. Начали с таза трицератопса со следом укуса глубиной 1,25 см и задали простой вопрос: какая сила нужна, чтобы сделать такую вмятину? Так как нельзя взять настоящего тираннозавра и заставить его укусить настоящего трицератопса, они придумали замену: отлили копию зуба T. rex из сплава бронзы и алюминия, вставили его в гидравлический пресс и воткнули в таз коровы, который по форме и структуре очень похож на кость трицератопса. Они увеличивали давление до тех пор, пока зуб не вошел в кость на нужную глубину, а затем посмотрели, какая сила для этого потребовалось: 13 400 ньютонов (н), или примерно 1,5 тонны-силы (тс).
Это ошеломляющее число — почти столько весит пикап. Для сравнения: коренные зубы людей давят с силой около 80 кгс, а сила укуса африканского льва — около 420 кгс. Единственные современные наземные животные, которые приближаются к тираннозавру, — это аллигаторы, сила укуса которых около 1,3 тс. Тем не менее мы должны помнить, что цифра в 1,5 тс у T. rex подсчитана только для одного зуба — а представьте силу укуса пасти, полной этих кинжалов! И поскольку это сила конкретного укуса, найденного в окаменелостях, вполне вероятно, что это был еще не самый мощный укус. Укус рекса сильнее, чем у любого другого сухопутного животного в истории.
Он легко разгрызал кости и вполне мог прокусить автомобиль.

 

Череп Tyrannosaurus rex. Предоставлено Ларри Уитмером
Вся эта сила исходила из мышц челюсти; они были тем двигателем, который давал зубам энергию, чтобы разгрызть кость. Но это еще не все. Если мышцы достаточно сильны, чтобы разгрызть кости жертвы, они могли бы сломать кости черепа самого T. rex. Элементарная физика: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Поэтому тираннозавру мало было иметь мощные зубы и огромные челюстные мышцы — еще нужен был череп, который выдерживал бы гигантскую нагрузку при каждом укусе.
Чтобы понять, как он выдерживал эту нагрузку, нужно вернуться к инженерам и другому палеонтологу, который обратился к сфере суровой науки чисел. Лаборатория Эмили Рейфилд в Бристольском университете в Англии — светлая комната со множеством компьютеров, большими окнами и просторной планировкой, как в офисах Кремниевой долины. Полки заставлены мануалами к разным пакетам программного обеспечения, в поле зрения — ни единой окаменелости. Эмили редко собирает ископаемые; она не из таких палеонтологов. Вместо этого Эмили строит компьютерные модели — скажем, черепа тираннозавра — с использованием метода конечных элементов (МКЭ), чтобы изучить, как череп вел себя с точки зрения механики.
МКЭ разработали инженеры для расчета распределения напряжений и деформаций в цифровой модели конструкций при различных симуляционных нагрузках. Если по-простому, это способ предсказать, что будет с предметом, если к нему приложить силу. Для инженеров очень полезно. Скажем, еще до того, как строители начнут строить мост, инженеры должны быть уверены, что он не рухнет, когда по нему поедут тяжелые автомобили. Для проверки они строят цифровую модель моста и при помощи компьютера имитируют нагрузку автомобилей, чтобы увидеть, как реагирует мост. Легко ли он поглощает вес и силу легковых автомобилей или начинает трещать под давлением? Если мост действительно трескается, компьютер может определить слабые места, а инженеры — пересмотреть чертежи и внести необходимые исправления.
Эмили делает то же самое с динозаврами, и T. rex — одна из ее любимых муз. Она построила цифровую модель черепа рекса на базе 30-скана хорошо сохранившейся окаменелости, а затем использовала МКЭ-программу, чтобы имитировать силу укуса и проанализировать, как реагирует череп. Вывод: у T. rex был необычайно прочный череп, адаптированный, чтобы выдерживать невероятную нагрузку при укусах с силой 1,5 т на зуб. Он устроен как фюзеляж самолета: отдельные кости плотно соединялись вместе, чтобы не разойтись при большой нагрузке. Носовые кости в верхней части морды срастались в длинную трубку, которая поглощала нагрузку. Толстые балки кости вокруг глаз придавали прочность и жесткость, а крепкая нижняя челюсть была почти круглой в поперечном сечении, так что могла выдерживать высокое давление со всех сторон. Ничего этого нет у других теропод, черепа которых были более изящные, с более слабыми связями между костями.

 

Полость головного мозга (в верхнем правом углу) и пазухи внутри черепа тираннозавра, обнаруженные при сканировании. Предоставлено Ларри Уитмером
Это последний кусочек головоломки, последний компонент набора инструментов, который позволял Королю разгрызать кости на ужин. Толстые колья-зубы, огромные челюстные мышцы и прочная конструкция черепа — вот выигрышная комбинация. Без любого из этих признаков тираннозаврбыл бы обычным тероподом, аккуратно поедающим добычу, кусок за куском. Так поступали все прочие здоровяки — аллозавр, торвозавр и кархародонтозавры, ведь они не были достаточно оснащены, чтобы разгрызать кости. И здесь Король единственный.
Тираннозавр мог загрызть любого — хоть побаловать себя 12 метровым эдмонтозавром, хоть закусить какой-нибудь мелочью вроде тесцелозавраразмером с осла. Но как он ловил добычу?
Как выяснилось, не благодаря исключительной скорости. Тираннозаврбыл особенным во многих отношениях, но чего он не мог, так это быстро бегать. В «Парке юрского периода» есть знаменитая сцена, где кровожадный рекс, подгоняемый ненасытным аппетитом к человеческой плоти, гонится за джипом, который несется на полном ходу. Не верьте магии кино — реальный тираннозавр остался бы в пыли, едва джип перешел на третью передачу. Не то чтобы он был неуклюжим увальнем, который вразвалку брел сквозь чащу. Вовсе нет: рекс был подвижным и энергичным, он двигался целеустремленно, голова и хвост уравновешивали друг друга, когда он на цыпочках шел между деревьями, преследуя добычу. Но его максимальная скорость, вероятно, была в диапазоне от 15 до 40 км/ч. Это быстрее, чем бежит человек, но не так быстро, как скаковая лошадь, и, конечно же, не как автомобиль на трассе.
И опять-таки именно высокотехнологичное компьютерное моделирование позволило палеонтологам изучить, как тираннозавр двигался. Эту работу начал в 2000-х гг. Джон Хатчинсон, который переехал из Америки в Англию и теперь занимает должность профессора Королевского ветеринарного колледжа в Лондоне. Он проводит дни, работая с животными: следит за живностью в университетском кампусе, заставляет слонов бегать на весах, чтобы изучить их положение конечностей и локомоцию, и препарирует страусов, жирафов и других экзотических существ. Джон рассказывает о своих приключениях в популярном блоге с чудесным, но несколько тревожным названием «Что у Джона в морозилке?». Он также часто появляется в телевизионных документальных передачах, нередко в своей любимой фиолетовой рубашке, которая каким-то образом не засвечивает камеры. Как и Грег Эриксон, Джон — ученый, которым я давно восхищаюсь из-за его уникального подхода к изучению динозавров. Для Джона ключом к прошлому является настоящее: узнайте как можно больше об анатомии и поведении современных животных, и это поможет понять динозавров.
Если зайти к Джону в лабораторию, там и правда стоят морозильники с замороженными трупами животных всех форм и размеров со всего мира. Скорее всего, один или два из них будут таять на лабораторном столе, готовясь к вскрытию. Но у лаборатории Джона есть и более стерильная сторона: компьютеры, при помощи которых он создает цифровые модели динозавров вроде тех моделей из главы 3, которые помогли предсказать вес и положение конечностей длинношеих завропод. Он начинает с трехмерной модели скелета, которая создается с помощью томографа, лазерного сканирования поверхности или фотограмметрии, о которой мы уже говорили. Затем использует знания о современных животных, чтобы нарастить плоть: добавить мышцы (размеры и положение которых основаны на местах прикрепления, видимых на костях) и другие мягкие ткани, обернуть их кожей и поставить животное в реалистичную позу. Затем компьютер прогоняет модель через всевозможные упражнения и вычисляет, насколько быстро могло двигаться реальное животное. Моделирование Джона и дает нам диапазон от 15 до 40 км/ч, который я привел для скорости T. rex.
Еще компьютерные модели ясно показывают: чтобы бегать со скоростью скаковой лошади, рексу понадобились бы абсурдно большие мышцы ног: более 85 % общей массы тела должно быть сосредоточено в бедрах, а это, очевидно, невозможно. Тираннозавр был попросту слишком велик, чтобы бегать по-настоящему быстро. Сам его размер добавлял еще одно ограничение: Король-Тиран не мог быстро поворачивать, иначе он бы опрокинулся, как фура, слишком резко входящая в поворот. В общем, на самом деле Спилберг был не прав: тираннозавр не был спринтером, он бы скорее бросился на жертву из засады, чем преследовал ее, как гепард.
Для нападения из засады нужно много энергии — на время короткого рывка. К счастью, у рекса был еще один туз в рукаве, точнее в груди. Помните гиперэффективные легкие завропод, которые позволили им достичь огромных размеров?
У тираннозавра были такие же. Это легкие современных птиц: жесткие кузнечные меха, прикрепленные к позвоночнику, извлекающие кислород и на вдохе, и на выдохе. Они отличаются от наших легких, которые всасывают кислород только на вдохе, а на выдохе выделяют углекислый газ. Это потрясающее достижение биомеханики. Когда современные птицы — и тираннозавр — дышат, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие, как и следовало ожидать. Но часть вдыхаемого воздуха не проходит через легкие сразу, а запасается в системе воздушных мешочков, соединенных с легкими. Там воздух ждет выдоха и проходит через легкие, доставляя кислород даже во время удаления излишков углекислого газа. Птицы получают вдвое больше удовольствия за те же деньги, кислород поступает к ним без перерыва. Если вы когда-нибудь задумывались о том, как птицы могут летать на высоте в несколько километров, в разреженном воздухе, где нам тяжело дышать (спросите любого, кому приходилось пользоваться кислородными масками во время авиаперелета), то легкие — вот их секретное оружие.
Палеонтологи пока не нашли окаменевшее легкое T. rex и, скорее всего, никогда не найдут. Такие ткани слишком нежные, чтобы стать окаменелостью. Но мы знаем, что у рекса были птицеподобные ультраэффективные легкие, потому что такая дыхательная система оставляет следы на костях, которые отлично сохраняются. Все дело в воздушных мешках, отсеках для хранения воздуха, неотъемлемой части птицеподобного легкого. Эти мешочки похожи на воздушные шары: мягкие, тонкостенные, эластичные сумки, которые заполняются и опустошаются во время цикла дыхания. Множество их соединено с легкими и располагается между другими органами грудной клетки: трахеей, пищеводом, сердцем, желудком и кишечником. Иногда им становится тесно, и они пробираются в единственное свободное место — сами кости. В таких случаях они входят в кость через большие гладкостенные отверстия, а внутри разворачиваются в просторные камеры. Это хорошо видно по ископаемым. Видно это и на позвонках тираннозавра, и у многих других динозавров, в том числе, как мы уже знаем, у гигантских завропод. Такого нет у млекопитающих, ящериц, лягушек, рыб и других животных — только у современных птиц и вымерших динозавров, а также у некоторых их родичей, это отличительный признак их уникальных легких.
Загадка тираннозавровой засады постепенно проясняется. Легкие предоставляли энергию, которая затем переносилась в мышцы ног, благодаря чему рекс рывком набрасывался на ошеломленную жертву. А что было потом? Представьте тираннозавра как гигантскую сухопутную акулу. Как у большой белой акулы, его оружием была голова. Огромная башка и могучие челюсти помогали ему схватить добычу, убить ее и измельчить плоть, внутренности и кости перед глотанием. Тираннозавру приходилось полагаться на голову, ведь его ручки были совсем крошечными. Король произошел от более мелких тираннозавров, таких как гуаньлун и дилун, которые хватали добычу своими куда более длинными руками. Но в ходе эволюции тираннозавров голова увеличилась, руки уменьшились, и постепенно все охотничьи функции перешли к челюстям.
Почему же у T. rex вообще остались руки? Почему они не исчезли совсем, как у китов исчезли задние лапы в ходе их эволюции от наземных млекопитающих? Эта тайна долгое время привлекала ученых и давала карикатуристам и юмористам бесконечный источник материала для неудачных каламбуров. Как оказалось, эти ручки не бесполезны, несмотря на глупый вид. Они были короткими, но крепкими и мускулистыми, и у них была своя задача. Сара Берч поняла это. Мы с Сарой обучались в лаборатории Пола Серено в Чикагском университете, где и подружились, но потом наши пути разошлись: я изучал генеалогию и эволюцию, а Сару очаровали кости и мышцы. Она защитила диссертацию в отделении анатомии, где вскрыла целый зоопарк разных животных, и с тех пор выстроила карьеру, довольно обычную для палеонтологов: преподавание анатомии человека у студентов-медиков. Сара знает больше любого из ученых об анатомии динозавров — как их кости соединялись друг с другом, какие у них были мускулы. Она реконструировала мышцы предплечья тираннозавра и многих других теропод и по сохранившимся местам прикрепления на костях выяснила, какие у них были мышцы и насколько велики они были. Помогло и сравнение с современными рептилиями и птицами. Оказалось, что на жалких с виду ручонках тираннозаврабыли мощные мышцы-разгибатели и сгибатели — именно они нужны, чтобы удержать и прижать к груди кого-то, кто пытается вырваться. Похоже, рекс использовал короткие, но крепкие руки, чтобы удерживать дергающуюся добычу, в то время как челюсти делали свое дело. Руки были соучастниками убийства.
И последний поворот в рассказе об охоте тираннозавра. Мы все больше склоняемся к тому, что рекс не ходил на охоту в одиночку; он охотился со стаей. Свидетельства исходят из канадского местонахождения, расположенного между Эдмонтоном и Калгари в провинциальном парке Драй-Айленд-Баффало-Джамп. Еще в 1910 г. его нашел не кто иной, как Барнум Браун, который всего несколькими годами ранее обнаружил первый скелет T. rex в Монтане. Браун путешествовал сквозь сердце канадских прерий, он плыл по реке Ред-Дир на лодке и бросал якорь везде, где видел кости динозавров, торчащие из обрывистых берегов реки. Приплыв в Драй-Айленд, он заметил несколько костей альбертозавра, несколько более старшего родича тираннозавра, одного из североамериканских хищников, которые мигрировали из Азии прямо перед рексом. У него хватило времени собрать лишь небольшой образец, прежде чем отправиться обратно в Нью-Йорк.
Десятилетиями эти кости томились в хранилищах Американского музея, пока Фил Карри — главный канадский охотник на динозавров (и один из милейших людей в мире) — не обратил на них внимание в 1990-х гг. Он повторил путь Брауна, нашел местонахождение и стал копать. В течение следующего десятилетия его команда собрала более тысячи костей от по меньшей мере дюжины особей, молодых и взрослых, и все — альбертозавры. Есть лишь одна причина, по которой множество особей одного и того же вида сохраняются вместе: они жили и погибли вместе. Несколько лет спустя команда Фила нашла в Монголии аналогичное массовое захоронение из нескольких тарбозавров — а это ближайший азиатский родич тираннозавра. Альбертозавр и тарбозавр были, очевидно, стайными животными, и мы считаем, что тираннозавр тоже. Если семитонный костедробящий засадный хищник недостаточно страшен сам по себе, представьте стаю таких, работающих вместе. Сладких снов!
Давайте заберемся в голову Короля. О чем он думал? Как ощущал мир? Как находил жертву? Это, конечно, очень сложные вопросы. Даже в случае современных животных почти невозможно поставить себя на их место и почувствовать, как они воспринимают мир. Но мы можем изучить их мозг и органы чувств и сложить картину. С динозаврами нам не так повезло: мозг, глаза, нервы и ткани, связанные с ушами и носом, мягкие и легко разлагаются, а значит, они редко переживают процесс фоссилизации. Что же можно сделать?
И вновь технологии делают невозможное возможным. Мозг, уши, нос и глаза динозавров давно исчезли, но эти органы занимали место между костей. Полость мозга, глазницы и так далее. Мы можем изучить эти полости, чтобы получить представление об органах чувств, которые в них находились, но есть одна проблема: многие из этих пространств находятся внутри костей и снаружи не видны. Тут и пригождаются технологии: томографы позволяют визуализировать внутреннюю часть костей динозавров. Томограф — это просто мощный рентгеновский аппарат. Вот почему он так широко используется в медицине: если у вас болит живот или хрустят суставы, врач может назначить томографию и посмотреть, что происходит внутри вашего тела, не вскрывая вас. То же самое с динозаврами. С помощью рентгеновских лучей можно получить массив внутренних изображений, которые затем при помощи специальных программ сшиваются в трехмерные модели. Это уже практически рутинная процедура в палеонтологии, и томографы есть во многих лабораториях, в том числе и в моей собственной, в Эдинбурге. Наш томограф лично собрал один из моих коллег, Иэн Батлер, геохимик по образованию, который теперь сканирует окаменелость за окаменелостью, с каждым разом все глубже погружаясь в наркотическую зависимость — палеонтологию.

 

Иэн Батлер сканирует череп примитивного тираннозавра тимурленгии в Эдинбургском университете
Реконструкция мозга, внутреннего уха и связанных с ним нервов и кровеносных сосудов Tyrannosaurus rex. Предоставлено Ларри Уитмером
Мы с Иэном — новички в деле сканирования ископаемых. Мы следуем по стопам гигантов: Ларри Уитмера из Университета Огайо, Криса Брочу из Университета Айовы и команды Эми Баланофф и Гейба Бевера (жена и муж), которые работали в Университете Техаса, перешли в Американский музей в Нью-Йорке (где я встретил их во время учебы в аспирантуре), а теперь устроились в Университет Джона Хопкинса в Балтиморе. Баланофф и Бевер — виртуозы, которые читают томограмму, как лингвист расшифровывает древние манускрипты. В черно-белых разводах рентгеновского снимка они могут разглядеть внутренние структуры, которые приводили в действие интеллект и чувства давно умерших динозавров. Тираннозавры вроде тираннозавра рекса — их любимые объекты исследования, любимые пациенты, если угодно, чье поведение и познавательные способности — загадки, которые нужно разгадать.
Томограф говорит о нашем пациенте немало. Во-первых, у рекса был своеобразный мозг. Он не походил на наш, а был скорее длинной трубкой с небольшой перетяжкой в задней части, окруженной обширной сетью синусов. Он также был относительно большим, по крайней мере для динозавра, что намекает: тираннозавр был довольно умным. Измерение интеллекта связано с неопределенностью, даже у людей: вспомните все эти тесты IQ, экзамены, стандартизованные тесты и прочие способы оценить человеческий ум. Однако существует способ напрямую сопоставить интеллект разных животных. Он называется коэффициентом энцефализации (EQ). По сути это измерение размера мозга по сравнению с размером тела (в конце концов, у крупных животных мозг больше просто из-за размера тела: мозг слона больше нашего, но слоны не умнее нас). У самых больших тираннозавров, таких как T. rex, EQ был в диапазоне от 2,0 до 2,4. Для сравнения: у нас он около 7,5, у дельфинов — от 4,0 до 4,5, у шимпанзе — от 2,2 до 2,5, у собаки и кошки — в диапазоне от 1,0 до 1,2, а мыши и крысы довольствуются примерно 0,5. Судя по этим цифрам, рекс был примерно таким же умным, как шимпанзе, и умнее, чем собаки и кошки, — гораздо умнее, чем принято считать.
Одна часть мозга тираннозавра была особенно увеличена: обонятельные луковицы — доли в передней части мозга, которые контролируют обоняние. Они были чуть больше мяча для гольфа, гораздо крупнее по абсолютному размеру, чем у всех прочих теропод. Конечно, T. rex был одним из крупнейших хищных динозавров, поэтому, возможно, у него были огромные обонятельные луковицы просто в силу его размера. Поэтому нужно измерить их относительный размер. Именно это и сделала моя подруга Дарла Зеленицки из Университета Калгари. Она собрала сканы мозга многих теропод, подсчитала размер их обонятельных луковиц и нормализовала их, поделив на размер тела. Даже после этого тираннозавры все равно резко выделялись: как и у рапторов, у них были пропорционально огромные обонятельные луковицы, а значит, более острое обоняние по сравнению с другими хищными динозаврами.
Но не носом единым. Другие чувства тоже были развиты. Томограф позволяет увидеть внутреннее ухо рекса: переплетение каналов в виде кренделя, который контролирует слух и равновесие. Полукруглые каналы в верхней части внутреннего уха, образующие форму кренделя, были длинными и закрученными. Благодаря сравнению с современными животными мы знаем, что это значит: тираннозаврбыл проворным и способным к высококоординированным движениям головы и глаз. Вниз от кренделя отходит улитка, часть внутреннего уха, которая регулирует слух.
У T. rex улитка была значительно удлиненной, чем у большинства других динозавров. У современных животных есть четкая взаимосвязь: чем длиннее улитка, тем лучше чувствительность к низкочастотным звукам. Другими словами, слух у рекса тоже был острым. Как и зрение: огромные глазные яблоки частично смотрели в стороны, а частично — вперед, то есть у него было бинокулярное зрение. Король видел в трех измерениях и воспринимал глубину, как и мы. В «Парке юрского периода» есть еще одна сцена, где напуганным людям советуют замереть, потому что, когда они не движутся, тираннозаврякобы их не видит. Чушь — у реального рекса было объемное зрение, и он с удовольствием перекусил бы этими несчастными, дезинформированными людьми.
Так что дело было не только в грубой силе. С мускулами у T. rex все было хорошо, но у него были и мозги. Высокий уровень интеллекта, первоклассное обоняние, острый слух и зрение. Добавьте их к арсеналу: все это помогало рексу находить жертву, выбирать, какой бедный динозавр должен умереть.
Когда я представляю тираннозавра как реальное животное, меня больше всего поражает, что он начинал жизнь как крошечный детеныш. Все динозавры, насколько нам известно, вылуплялись из яиц. Нам еще предстоит найти яйца T. rex, но у нас есть яйца и гнезда многих родственных ему хищников. Большинство из них, похоже, охраняли свои гнезда и хотя бы немного заботились о потомстве. Без родительской заботы детеныш динозавра был обречен, ведь они были крошечными: все известные яйца динозавров не превышают баскетбольный мяч по размеру, поэтому даже самые могущественные хищники вроде тираннозавра рекса попадали в наш мир, будучи размером не больше голубя.
Когда моим родителям рассказывали о динозаврах в школе, считалось, что T. rex и его родственники росли, как игуаны: продолжали расти всю жизнь, постепенно становясь все больше, больше и больше. Рекс был таким огромным, потому что долго жил: примерно за 100 лет он достигал конечного размера в 12 м и 7 т, а затем, наконец, дряхлел и умирал. Это мнение просочилось в книги о динозаврах, которые я читал в детстве, но, как и многие некогда драгоценные представления о динозаврах, оно оказалось ложным. Динозавры вроде тираннозавра росли быстро, скорее как птицы, чем как ящерицы.
Доказательство прячется глубоко внутри костей динозавров, но палеонтолог Грег Эриксон нашел способ его выманить. Кости — это не статичные стержни и бесформенные куски, засевшие в теле; нет, это динамичная растущая живая ткань, которая постоянно меняется и перестраивается. Вот почему кости заживают после переломов. По мере роста большинство костей расширяется во всех направлениях, но обычно кости растут быстро только в определенное время года: летом или в сезон дождей, когда пищи много. А зимой или в сухой сезон рост замедляется. Если распилить кость, видна отметина о смене быстрого роста на медленный: кольцо. Да-да, как и у деревьев, у костей внутри кольца, а так как лето сменяет зиму раз в год, то и кольца откладываются один раз в году. Сосчитав кольца, можно узнать, сколько лет было динозавру на момент смерти.
Грег получил разрешение распилить кости нескольких разных скелетов тираннозавра, а также его близких родственников: альбертозавра и горгозавра. Удивительно, ни в одной кости не было более 30 колец. Значит, тираннозавры созревали, достигали взрослого размера и умирали в течение трех десятилетий. Крупные динозавры вроде T. rex не росли медленно десятилетиями (или столетиями), а достигали огромных размеров, быстро развиваясь за куда более короткий срок. Но насколько короткий? Чтобы выяснить это, Грег построил кривые роста: отметил возраст каждого скелета, определяемый по количеству костяных колец, против его размера тела, рассчитанного из тех уравнений для оценки веса по костям конечностей, о которых мы узнали ранее. Это позволило Грегу вычислить, как быстро рос T. rex. Просто не укладывается в голове: в подростковом возрасте, с 10 до 20 лет, рекс набирал около 760 кг в год. Это больше 2 кг в день! Неудивительно, что ему нужно было есть так много — все это мясо эдмонтозавров и трицератопсов шло на поддержание безумного подросткового рывка роста, в ходе которого детеныш размером с котенка превращался в Короля динозавров.

 

Скелет тираннозавра, выставленный в Королевском Тиррелловском музее в Альберте, Канада
Можно сказать, что тираннозавр — это динозавровый Джеймс Дин: он жил быстро и умирал молодым. Тяжелая жизнь накладывала отпечаток на его тело. Скелет должен был выдержать ежедневную прибавку в 2 кг в течение нескольких лет. Каким-то образом организму пришлось трансформироваться из крошечного детеныша в чудовище, поэтому неудивительно, что скелет Т. rex резко менялся по ходу его созревания. Молодые особи были изящными гепардами, подростки — долговязыми спринтерами, а взрослые уже становились воплощением ужаса — длиннее и тяжелее автобуса. Молодняк, вероятно, бегал намного быстрее взрослых и, возможно, преследовал добычу, в то время как альфы были такими большими, что им приходилось нападать из засады и больше полагаться на силу, чем на скорость. Самое жуткое, что молодняк и взрослые, похоже, жили стаями вместе, а значит, они могли охотиться командой, дополняя умения друг друга, чтобы превратить жизнь своей добычи в ад.
Один из моих самых дорогих друзей-палеонтологов сделал карьеру, изучая возрастные изменения T. rex. Это канадец по имени Томас Карр, профессор в Карфагенском колледже Висконсина. Томаса видно издалека. Он одевается, как проповедник 1970-х гг., а ведет себя, как Шелдон Купер из «Теории большого взрыва». Томас всегда носит черные бархатные костюмы, обычно с черной или темно-красной рубашкой. У него длинные густые бакенбарды и копна светлых волос. На пальце — серебряный перстень с черепом. Он увлекающийся человек и много лет обожает абсент и группу Doors. А еще тираннозавров: он может много рассказать о тираннозавре, ведь это его любимая тема. Он смолоду хотел изучать Короля-Тирана и в конце концов написал диссертацию об изменении черепа тираннозавра по мере созревания. В ней более 1270 страниц; учитывая дотошность Томаса, это еще короткая научная работа.
Кость за костью, Томас описал метаморфозу тираннозавра рекса. Почти вся голова перестраивалась, когда «мальчик становился мужчиной», а «девочка — женщиной». Череп сначала был длинным и низким, с вытянутой мордой, тонкими зубами и неглубокими впадинами для прикрепления челюстных мышц. В подростковом возрасте он становился все крупнее, выше и крепче. Швы между костями срастались плотнее, впадины для челюстных мышц углублялись, а зубы превращались в костяные штыри. Молодняк еще не умел прогрызать кости; это могли только взрослые, примерно в это же время рекс превращался из скоростного охотника в засадного. Были и другие изменения: синусы в черепе расширялись, возможно чтобы облегчить отяжелевшую голову, а рожки над глазами и на щеках становились больше и заметнее, крошечные шишки превращались в броские украшения, чтобы привлечь партнера, когда вступали в действие подростковые гормоны.
Это была та еще трансформация. После всех этих приемов пищи, десятка лет экспоненциального роста, тотальной перестройки черепа, потери способности быстро бегать, но приобретения дробящего укуса рекс наконец-то был готов вступить на трон.
Вот он, взгляд на жизнь самого знаменитого динозавра в истории. Тираннозавр рекс кусал с такой силой, что прогрызал кости жертвы насквозь; взрослым он был настолько крупным, что не мог быстро бегать, а подростком рос так быстро, что целых 10 лет набирал по 2 кг в день; у него был крупный мозг и острые обоняние, слух и зрение, он охотился в стае и даже был покрыт перьями. Возможно, это не та биография, которую вы ожидали. В том-то и загвоздка. Все наши знания о T. оговорят: он сам и динозавры в целом были невероятным достижением эволюции, хорошо приспособленными к окружающей среде, настоящими правителями своего времени. Они были не неудачниками, а эволюционным успехом. А еще они удивительно походили на животных нашего времени, особенно птиц: у рекса были перья, он быстро рос и даже дышал, как птица. Динозавры не инопланетные существа. Они были реальными животными, которые делали то же, что и все животные: росли, ели, двигались и размножались. И никто из них не делал это лучше, чем тираннозавр рекс, единственный настоящий Король.
Назад: Глава 5
Дальше: Глава 7
Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий