science Леонид Татаринов Почему вымерли гиганты ru rusec lib_at_rus.ec LibRusEc kit 2007-06-12 Tue Jun 12 01:53:35 2007 1.0

Татаринов Леонид

Почему вымерли гиганты

Леонид Татаринов

ПОЧЕМУ ВЫМЕРЛИ ГИГАНТЫ?

Что погубило динозавров? Изменение климата? Эпидемии? Глобальная геологическая катастрофа? Конкуренция более "современных" существ?

О возможных причинах исчезновения с лица Земли древних ящеров нашему специальному корреспонденту Николаю НЕПОМНЯЩЕМУ рассказывает директор Палеонтологического института АН СССР академик Леонид Петрович ТАТАРИНОВ.

Гипотез о причинах вымирания динозавров существует множество. Самых разных, в том числе и забавных. Одним из первых остроумно выступил на эту тему немецкий ученый М. Вильфарт. Он предположил, что ящеры жили в приливно-отливной зоне древних мезозойских морей и якобы в ту эпоху горы почти не образовывались, побережья были равнинными. В 40-е годы, когда Вильфарт отрабатывал свою версию, бытовало мнение, что Луна в мезозое обращалась вокруг Земли по более близкой орбите, чем сейчас. Значит, сильнее были приливы. Они затапливали огромные площади суши. К жизни на этих "заливных лугах" динозавры с успехом приспособились. Постепенно Луна отдалялась от Земли. Территория для жизни динозавров сократилась, и они вымерли. Интересным в этих фантастических построениях является предположение так называемого амфибиотического, связанного с водой, образа жизни ящеров. Действительно, казалось бы, здравый смысл говорит за то, что столь тяжелым живым существам (вес некоторых особей достигал 70 т и более) трудно было передвигаться по суше. Однако современные научные данные неопровержимо свидетельствуют, что динозавры вели в основном сухопутный образ жизни. - Что же с ними произошло? Отчего эти гиганты не дожили до наших дней? Скорее всего около 65 млн. лет назад на Земле начались резкие изменения природных условий. Может быть, поток воды из замкнутого в те времена арктического океана прорвался в Северную Атлантику, образовав поверх морской воды холодный пресный слой. И жизнь в океане замерла, на планете изменился климат, нарушились пищевые цепи... Это раз. Второе возможное объяснение. Вулканизм. Не так давно американский ученый С. Вуд изучил последствия извержения вулкана Лаки в Исландии, происшедшее 8 июня 1783 года. Казалось бы, излияние лавы было довольно скромным. Однако испарявшиеся с поверхности лавы газы и выброшенные при извержении мелкие частицы повлекли за собой вот что: над всей Британией образовалась дымовая завеса, которая вызвала невиданную жару летом 1783 года. А в самой Исландии? Там замедлился рост зелени, половина всех домашних животных погибла от голода. На четверть сократилось население острова. Установлено, что подобные катастрофы неоднократно имели место, например в Индии, и во много раз превосходили по силе исландскую. На Земле они часто происходили как раз в конце мела, то есть относительно незадолго до начала исчезновения динозавров. - Существуют и так называемые космические версии... - Да, не так давно многих захватила астероидная гипотеза, согласно которой планета столкнулась с крупным небесным телом, скорее всего углистым хондритом. Пришли к выводу, что осадочные породы возраста 65 млн. лет включают в себя такое же количество осмия, как и наиболее распрастраненные виды метеоритов. Если у вас богатое воображение, попытайтесь представить, что произошло, когда огромное космическое тело диаметром 10 км врезалось в Землю. Взметается пыль, солнечный свет не может пробиться сквозь нее, прекращается фотосинтез растений. От раскаленных осколков камней вспыхивают лесные пожары на гигантских площадях. Сажа закрывает нашу планету от Солнца... Между прочим, сажи (а вернее, графита) обнаружено больше всего в геологических слоях на границе мелового и третичного периодов. Ее здесь гораздо больше, чем может возникнуть при "обычных" лесных пожарах. К тому же данные из Новой Зеландии, Дании и других диаметрально противоположных точек земного шара на удивление схожи. Американские ученые предложили свою космическую версию. Они считают, что массовая гибель ящеров вызвана радиацией. Откуда-то из глубин Вселенной пришел мощный поток лучей. Причиной может быть вспышка Сверхновой или какие-либо другие, пока неизвестные нам процессы в ядре Галактики. (Хотя возможно, и наше родное светило "взбунтовалось".) Первичное излучение породило в верхних слоях атмосферы Земли потоки нейтронов, которые, пронизывая все живое и неживое на поверхности планеты, образовывали, в свою очередь, короткоживущие изотопы. В том числе радиоактивный квльций-45 в костях животных вместо стабильного изотопа кальций-44. Радиация, идущая изнутри, медленно убивала животных, вызывала у них рак, лейкозы, другие заболевания. Кто же нарушил спокойствие Солнца? Некоторые ученые полагают, что у нашего светила есть спутник, звезда-карлик, получившая зловещее название "Немезида" (возмездие). Якобы вращается она по очень вытянутому эллипсу, то уходя от Солнечной системы глубоко в космические просторы, то регулярно, через сколько-то миллионов лет приближаясь. Однако это всего лишь не обоснованное конкретными данными предположение, в лучшем случае - спорная гипотеза. Будем же исходить в своих рассуждениях из тех фактов, которые дают находки на Земле. Палеонтологи тщательно исследовали ископаемые останки животных на территории штатов Монтана и Вайоминг (США) и провинции Альберта в Канаде. Здесь осадочные породы довольно четко охватывают период между концом мелового периода и началом следующего - эпохи палеоцена. Тут обнаружили зуб динозавра, который жил через 40 тыс. лет после того, как наша планета якобы столкнулась с гигантским астероидом. Потом нашли еще немало зубов в породах аналогичного возраста. Зубы динозавров имели скатанную поверхность. Они не могли быть вымыты водами из отложений мелового периода, иначе их рельеф сгладился бы. Следовательно, ящеры вымерли не сразу после космической катастрофы, а исчезали постепенно. Теории катастрофистов не могут объяснить избирательный характер вымирания. Глобальный катаклизм должен был непременно захватить практически все группы животных и растений. А на самом деле? Многие из них спокойно преодолели рубеж мела и палеоцена. А некоторые даже процветали в то время) Правильнее, как нам кажется, искать ключ к разгадке в другом: сопоставить вымирание динозавров с изменением среды, появлением новых групп животных и растений. Ведь геологические и климатические перемены, такие, как опустынивание, горообразование, вулканизм, не могли одновременно охватить всю планету. Они сократили численность, но не уничтожили ящеров... - Значит, основная причина - так называемые биотические факторы? Например, появление млекопитающих? - Их взаимоотношения иногда представляют в искаженном свете. Это не "смена караула", когда один класс механически замещается другим. Не нужно забывать, динозавры и млекопитающие жили одновременно на планете в течение 140 млн. лет. По сведениям американского ученого Д. Расселла, в самых верхних слоях мезозоя в Северной Америке насчитывалось 34 рода динозавров и 29 родов млекопитающих - то есть почти поровну. Млекопитающие были важным звеном в пищевых цепочках динозавров. Естественно, огромные хищники тиранозавры зайцеобразными или грызунами не прокормились бы, им нужны были ходячие горы мяса - динозавры-вегетарианцы. Но существовали не только гиганты, были и относительно мелкие ящеры. Беда динозавров в том, что по пути эволюции млекопитающие шли быстрее. Не сразу, но они обогнали ящеров. Стали теплокровными, живородящими, усовершенствовали аппарат питания. Млекопитающие оказывались "умнее" и ловчее молодых динозавров, могли успешно конкурировать с ними. Есть основания полагать, что слишком долго "думали" огромные махины, слишком много времени занимала координация движения, пока сигналы переходили из одной части огромного тела е другую... Да и климат стал холоднее и суше тоже не в пользу холоднокровных ящеров. Дарвин говорил: если мы хотим понять, отчего вид вымер, надо знать, как он жил и чем питался. Так чем же питались динозавры? Судя по ископаемым останкам, они паслись большими стадами, любили обширные равнины, поросшие папоротниками и хвойными кустарниками. Однако климат изменился, и сочных, мясистых папоротников стало меньше. Все чаще стали попадаться низкорослые, худосочные цветковые растения. Они лучше переносили превратности климата. Но заплатили за адаптацию размерами. Зеленой растительной массы динозаврам стало явно не хватать. Заглатывать пищу приходилось уже почти без перерыва. Пятитонные ящеры в день должны были съедать многие десятки килограммов зеленой массы. А 50-70-тонные? Например, диплодок, брахиозавр, сейсмозавр? Теперь они ели и зеленую массу покрытосеменных растений, ткани которых изобиловали алкалоидами и иными токсичными для позвоночных веществами. Они могли вызвать изменения в наследственности животных, в циклах размножения. Это гипотеза английского ученого Т. Суэйна, он назвал ее "химической агрессией покрытосеменных растений". Но другие ученые вполне резонно заявили, что некоторые виды продолжали жить еще 20-25 млн, лет после распространения цветковых. Значит, приспособились каким-то образом к недоброкачественной пище. И, наконец, последнее. Генетики знают; существа, у которых нет врагов, обречены на вымирание. У них не ведется естественный отбор. Некому уничтожать уродов и нежизнеспособных потомков. Они плодят себе подобных, передавая им летальные (смертоносные) гены. Гиганты-диплодоки и бронтозавры не выходили за пределы узкого ареала. (Подвижности не хватало.) Происходило близкородственное скрещивание. В результате рождались нежизнеспособные особи. Но это, повторяем, было характерно для крупных животных, которые находились, что называется, вне конкуренции. Но ведь вымерли и мелкие, которые могли с успехом соревноваться друг с другом в борьбе за выживание. Действенна ли эта теория по отношению к ним? Выходит, и генетическая гипотеза полностью не объясняет массового исчезновения видов в мезозое. - Что же делать - признать, что окончательной разгадки пока нет? - Скажем так: для вымирания видов на стыке эр геологической истории много причин. Нельзя приписывать его определенной катастрофе - будь то взрыв Сверхновой или резкое изменение климата. Скорее всего сыграли свою роль все или большинство указанных нами факторов. Одно не вызывает сомнения: важную роль сыграла общая перестройка биоценозов (биологических межгрупповых отношений). Распался фундамент пищевой пирамиды, и она рухнула, похоронив тех, кто был на вершине...

Охотники за костями рассказывают...

"Пехотинцы" палеонтологии каждое лето проводят на раскопках в Монголии и африканских странах, в Северной и Южной Америке, а зимой расшифровывают найденные окаменевшие останки, пытаясь понять, как выглядели, какой образ жизни вели древние ящеры.

Герти - так назвали палеонтологи древнейшего из найденных динозавров - по имени персонажа одного из популярных американских мультфильмов. Говорит ученый из калифорнийского университета в Беркли Роберт Лонг: - Нам повезло на двадцатом году летних "экскурсий" в национальном парке "Окаменевший лес". Мы можем точно датировать возраст останков Герти, потому что кости собраны вместе с пыльцой и иными "следами" флоры периода раннего триаса. Найденное существо жило 225 млн. лет назад в тропических болотах (тогда Аризона находилась на 2,5 - 3 тыс. километров ближе к экватору). Герти относится к протозавроподам - ранним растительноядным динозаврам. Пройдут "какие-то" 10 млн. лет, и из них возникнут более крупные по размерам завроподы, а еще "чуть" позже - многотонные бронтозавры. Ветеран племени динозавров - лакомая добыча гигантских 15-метровых крокодилов - был более чем скромен по размерам - 2,5 м длиной и весил всего 75 кг. Однако порода уже чувствовалась. Задние ноги у него располагались под телом, а не сбоку, как у современных ящериц, что позволяло ему быстро бегать.

* * *

Экспедицией Ивана Антоновича Ефремова (давно мы хотели упомянуть это имя в рубрике "Наука и фантазия"), проходившей в 1946-1949 годах в пустыне Гоби, были найдены 3 когтя неизвестного вида динозавра. Больше ни единой косточки этих ящеров обнаружено не было. Однако, изучив строение когтей, ученые пришли к выводу, что их обладатель относился к хищным тероподам. Он получил название "терезинозавр". Самый крупный "ноготок", вернее сохранившееся костное основание когтя, достигал 60 см в длину. А если учесть, что сверху его когда-то покрывал роговой чехол, получатся все 90 см! Каковы же были размеры этого динозавра? Исходя из длины когтя, выходило, что супермастодонт был выше 5-этажного дома, а его длина составляла порядка 40 м. Трудно поверить, что такой огромный хищник когда-то разгуливал по нашей планете. Появилась версия, что терезинозавр был обычных для тероподов размеров (в несколько раз меньше предполагавшихся), однако имел аномально большой коготь. Подобное встречается и у современных животных, например, у муравьедов, которые даже ходят опираясь на тыльную сторону стопы. Неудобный при ходьбе "инструмент" незаменим, когда дело доходит до разгребания муравьиных куч. Предположение ученых блестяще подтвердилось, когда в 1975 году совместной советско-монгольской палеонтологической экспедицией была найдена кисть терезинозавра с когтем. Какими же насекомыми питалось чудовище?

* * *

Известный американский палеонтолог Джон Остром предположил, что динозавры были теплокровными. На эту мысль его навели исследования останков плотоядных ящеров. Многие хищники передвигались на задних ногах. Голова при этом находилась значительно выше сердца. Чтобы обеспечить в таких условиях хорошее кровоснабжение, в особенности при стрессовых нагрузках (погоня, схватка с жертвой), необходим был очень мощный кровяной насос. В свою очередь, считает Остром, его работа невозможна без усиленного метаболизма в организме (обмена веществ), такого, как у теплокровных животных. Исследования костей ящеров показали, что они так же густо снабжены кровеносными сосудами, как и кости современных млекопитающих. Но у оппонентов нашлись доводы против. Они соглашаются с тем, что динозавры, возможно, обладали высокой подвижностью, однако необходимо учитывать, что большие размеры помогали ящерам сохранять тепло. Неплохо приспособился к колебаниям температуры спинозавр: он носил на спине "парус"-длинные остистые отростки позвонков. Выяснилось, что это солнечный аккумулятор. Он поглощал инфракрасные лучи. По ночам приток крови к гребню уменьшался (нельзя же было делать из паруса холодильную устаэвку). Аналогичные приспособления имели и другие ящеры мезозойской эры. Так что скорее всего динозавры не были истинными эндотермами теплокровными. Или же количество теплокровных видов было мало по сравнению с холоднокровными. Исследования продолжаются. Все ли древние ящеры откладывали яйца? Заглянем в подводный мир. Ихтиозавры - страшные морские гиганты, достигавшие 13 метров длины, рожали живых детенышей1 Ученые нашли 15 скелетов, а внутри, там, где раньше находился живот, лежали маленькие ихтиозаврики - тоже, конечно, скелеты: их было целых одиннадцать - окаменевших зародышей...

Этот симпатичный дино сапиенс

Среди всевозможных графических зависимостей, которые вычерчивают ученые, классифицируя аналитическую информацию, "извлекаемую" из ископаемых костей, особый интерес представляет кривая максимального удельного (приходящегося на единицу объема тела) объема головного мозга живых существ, населявших нашу планету в ту или иную эпоху. Конец кривой (она построена для последних 600 млн. лет истории Земли) круто задирается вверх. Это начинается бурная эволюция обезьяноподобных предков человека, завершившаяся появлением гомо сапиенса. Но незадолго до конца эпохи динозавров появились мелкие, ходящие на двух ногах ящеры стенонихозавры. Так вот, размер головного мозга (а следовательно, и способность к сложному, многофункциональному поведению) возрастала у них столь же быстро, как и у прапраобезьян. Если мы наложим один на другой соответствующие участки кривой, они совпадут! С той лишь разницей, что экспонента развития стенонихозавров обрывается едва начавшись. Подававшие столь большие надежды ящеры разделили участь своих неповоротливых собратьев. А если бы динозавры не вымерли? Канадский палеонтолог Дейл Рассел предположил, что юркие, сообразительные стенонихозавры стали бы со временем разумными существами. Еще задолго до появления человека заняли бы трон "царей, природы". Ученый кропотливо проследил за эволюцией стенонихозавров на протяжении всех 12 млн. лет, отведенных судьбой этому виду. А потом экстраполировал ее вплоть до возникновения "дино сапиенса". Как же должны были выглядеть эти удивительные существа? Прежде всего большая голова (разросшаяся за счет сильно увеличенного мозга) заставила бы ящера выпрямиться. Вряд ли ему было бы по силам держать столь увесистый "мыслительный агрегат" на горизонтальной шее. Да и посадка головы стала бы другой. Она бы сместилась назад, симметрично затылочному позвонку, чтобы не нарушать равновесия прямоходящего существа. Верхние и нижние конечности, то есть "руки" и "ноги", стали бы почти такими же, как у людей. В этом ничего удивительного нет. Вспомним, что рука человека сформировалась благодаря труду. Ну а законы эволюции одинаковы для всех. Сходный образ жизни определяет близкий облик самых разных существ. Так, например, внешне очень похожи акулы и дельфины, не имеющие между собой родственных связей. И все-таки "дино сапиенс" не стал бы копией человека. Дейл Рассел сделал реконструкцию этого существа. Трехпалые кисти рук, напоминающие промышленные манипуляторы-захваты; огромные, в четверть лица, глазницы с щелевидными зрачками; тело, покрытое прочной чешуей. Рост нашего несостоявшегося собрата по разуму, как говорится, метр с кепкой (1 м 35 см).

-=*=

КОММЕНТАРИЙ ОТДЕЛА НАУКИ

Во всем сомневаться - не такая уж плохая черта. Бывает, устоявшиеся представления лопаются словно мыльный пузырь. В самом ли деле последний из динозавров почил 65 млн. лет назад, не оставив потомства? Наши отцы и деды зачитывались романами, герои которых открывали заселенные доисторическими животными Ойкумены то на арктических островах, обогреваемых подземными водами, то в недоступных горных долинах, даже в колоссальных пустотах где-то в непосредственной близости от центра Земли. И сейчас еще (хоть "белых пятен" на планете практически не осталось) делаются отчаянные попытки отыскать следы неодинозавров. Что ж, пожелаем успеха энтузиастам. Однако, может быть, им не хватает изобретательности в поиске? Один писатель придумал рассказ о том, как якобы нашли живого динозавра. Его сфотографировали, отпечатали снимок, не подозревая, кого, собственно, поймали в кадр. Дело в том, что за истекшие миллионы лет грозные ящеры "слегка" измельчали и по размеру стали сравнимы с... ящерицами. Фантастика? Разумеется. Но подождите немного. Думается, автор и не подозревал, насколько был близок к истине. В одном из зарубежных палеонтологических музеев произошел казус. Там долгое время хранился скелет архиоптерикса (древнейшей птицы) под вывеской "компсогнатус" - это один из видов мелких динозавров. Случайна ли была ошибка? Советские ученые раскопали в Монголии в буквальном смысле "чудо в перьях" Перья, правда, не сохранились, но строение скелета авиминуса (так называли этого динозавра) неопровержимо доказывало, что тело ящера в свое время было покрыто перьями. Как известно, оперение - один из основных отличительных признаков птиц. Да и строение черепа, передних конечностей у авиминуса было полуптичье. Даже наиболее осторожные ученые теперь говорят: весьма вероятно, что птицы - прямые потомки динозавров! Вот так. Забудем прописную истину, что более "прогрессивные" птицы вытеснили неуклюжих птеродактилей, Яблоко от яблони... Общих черт у мелких ящеров и современных птиц столько, что просто странно, как это раньше не бросалось в глаза. Авиминус, например, был очень похож на страуса. Столь же споро бегал. По найденным отпечаткам лап (длине шага) можно предположить, что скорость передвижения динозавра была порядка 40 км/ч. Недавно в пустыне Гоби нашли гнездо, где динозавры выводили птен... Словом, понятно, что мы хотели сказать. Сначала палеонтологи решили, что скопление скорлупы в земле - остатки обычной кладки яиц. Множество мельчайших косточек, обнаруженных там же, отнесли на счет безвременно погибших динозавриков. Но выяснилось, что косточки принадлежали самым разным мелким животным. Это были остатки пищи, которую заботливые родители скармливали подрастающему поколению. В какой-то степени забота о потомстве свойственна и рептилиям. Но дальше охраны кладки яиц родственные чувства у них не идут. Молодым крокодильчикам не рекомендуется встречаться с голодной мамашей. То, что происходило в гнезде динозавров,- типичное птичье поведение. Ну а теперь присмотримся к повадкам птиц. Может быть, ходящие на задних ногах динозавры так же, как куры, двигали головой взад-вперед для сохранения равновесия? А окраска у них была совсем не землисто-зеленоватого цвета, как любят рисовать художники, а синевато-голубая, цвета ощипанной вороны? Посидите на скамейке в парке. Понаблюдайте за пернатыми. Если у вас богатое воображение, не исключено, что мысленно перенесетесь в эпоху динозавров...