Золотой век палеонтологии: что мы узнали о динозаврах за последние десятилетия

27 сентября 12:00

470

12 минут на чтение

Мы живём в золотой век палеонтологии. Каждые две-три недели открывают новый вид динозавров. При помощи томографов и электронных микроскопов учёные изучают микроструктуру костей и понимают, с какой скоростью динозавры росли. Благодаря ультрафиолетовому излучению можно получше изучить следы мягких тканей. Инженерные программы для расчёта прочности конструкций позволяют узнать силу укуса тираннозавра или диапазон движений шеи диплодока. А благодаря интернету и электронным базам данных новые открытия сразу становятся достоянием учёных всего мира — и ложатся в основу следующих открытий.

Читайте также

Как создают динозавров в кино

Александр Гагинский

22.06.2018

81142

Все приёмы кино — от графики до роботов, и какую роль во всём этом играют научные консультанты.

Иногда кажется, что про динозавров уже всё известно, все открытия сделаны. Но нет. На сегодня описано более 1200 видов динозавров, причём 70% из них — после 1993 года, когда вышел первый «Парк юрского периода». Бóльшая часть известных динозавров (60%) была описана уже в XXI веке!

Но палеонтология занимается не только и не столько составлением каталога вымерших видов. Учёные изучают среду обитания древних животных, проясняют их родственные связи, анализируют пути их эволюции и, конечно, выдвигают гипотезы о том, как они выглядели и как жили. К сожалению, нередко открытия так и остаются в научных журналах и не доходят до широкой публики. Зачастую в этом «виноваты» художники и аниматоры. Образ, переданный на картине или в кино, способен жить в общественном сознании годами, даже если учёные уже давно выяснили, что он не соответствует действительности.

Расскажем о ряде открытий, сделанных в последние десятилетия. Некоторые из них могут казаться чем-то из области фантастики, но это продукт строгой науки, подкреплённой точными данными.

Amblin Entertainment, Legendary Pictures, 2018

Первые перья

Что больше всего бросается в глаза — динозавры обросли перьями. Впервые о том, что у мелких динозавров могли быть перья, заговорили в 1970-х годах. Незадолго до этого американский учёный Джон Остром откопал скелет ловкого хищника дейнониха и обратил внимание, что он очень уж похож на скелет давно известной древней птицы, археоптерикса. По сути, скелет дейнониха — увеличенный скелет археоптерикса. Но археоптерикс щеголял полноценным оперением, как современные птицы. Может, тогда и у дейнониха были перья?

За это предположение ухватился ученик Острома — Роберт Бэккер. В 1975 году он написал статью Dinosaur Renaissance («Ренессанс динозавров»), в которой рассмотрел строение костей динозавров, сравнил их скелеты с птичьими, проанализировал соотношение хищников и жертв и, опираясь на эти данные, выдвинул новую гипотезу об облике динозавров. Из неуклюжих, волочащих хвосты по земле чудищ они превратились в быстрых и активных теплокровных животных. И да, у них были перья. Не у всех, конечно, — в основном у хищников.

Следом пернатые динозавры появились в научно-популярной книге Бэккера The Dinosaur Heresies («Ереси о динозаврах»), а потом и в книге его коллеги Грегори Пола Predatory Dinosaurs of the World («Хищные динозавры мира»). Обе книги стали страшно популярны на Западе и надолго определили облик динозавров. Так, двигающийся со скоростью джипа тираннозавр «прибежал» в «Парк юрского периода» именно из книги Грегори Пола.

Отпечаток динозавра синозавроптерикса. Вдоль спины видна щетина из протоперьев

Sam, Olai Ose, Skjaervoy [CC BY-SA 2.0]

Однако перья оставались предположением — весьма вероятным и хорошо обоснованным, но всё же предположением. В научный факт они превратились в 1996 году, когда в Китае описали небольшого динозавра под названием синозавроптерикс. Его отпечаток сохранился настолько хорошо, что были явственно видны перья на спине и конечностях.

Конечно, перья у синозавроптерикса не такие, как у голубя или вороны. Они скорее похожи на перья страуса эму и внешне напоминают волосы или щетину. Но это всё же перья.

После 1996 года находки, связанные с пернатыми динозаврами, посыпались как из рога изобилия. Перья обнаруживали у летающих и нелетающих видов, у мелких и не очень. Крупнейший из оперённых динозавров — родственник «ти-рекса» ютиранн — был семи метров в длину и весил около полутора тонн!

Вот так, по современным представлениям, выглядел дейноних, ставший прототипом велоцирапторов из «Парка юрского периода»

Emily Willoughby [CC BY-SA 3.0]

Почему же в «Мире юрского периода» динозавры показаны без перьев? В основном потому, что создатели фильма решили придерживаться «классического» облика динозавров, чтобы сохранить единообразие в серии. И если во времена первого «Парка» авторов сдерживали технические ограничения (реалистичные перья сложнее смоделировать, чем кожу), то во второй трилогии отказ от перьев был осознанным решением.

То, что оперение у динозавров перешло из области теорий и предположений в зону строгих фактов, прекрасно. Но цели науки не ограничиваются накоплением фактов. Учёным интересны процессы: эволюция, взаимосвязи, тенденции. Не просто «у каких динозавров были перья», но также «почему именно у этих» и «как они связаны между собой». И когда гипотеза о перьях у динозавров подтвердилась, взоры учёных закономерно обратились к другим пернатым животным — птицам.

Наличие перьев у двух групп животных можно объяснить тремя способами: перья появились либо у обеих групп независимо, либо у общего предка обеих групп, или же одна группа произошла от другой, «унаследовав» от неё оперение. В разное время учёные склонялись к разным гипотезам происхождения птиц. Но к моменту обнаружения у динозавров перьев оказалось, что все «исконно птичьи» черты уже замечены за тем или иным динозавром.

По факту микрораптор был четырёхкрылым

Fred Wierum [CC BY-SA 4.0]

Важно отметить, что они появлялись не у одного и того же динозавра. У одного был клюв и перья, у другого — облегчённые кости, у третьего ещё что-то… В юрский период происходил процесс так называемой орнитизации, или оптичивания. Природа словно экспериментировала, пытаясь создать летающее существо из небольшого двуногого динозавра.

Читайте также

Эволюция птиц: как динозавры превратились в пингвинов

Зоя Чернова

01.02.2025

15488

Можно ли считать птиц родственниками динозавров и зачем выращивать зубастого цыплёнка

Порой её эксперименты приводили к забавным результатам. Например, в 2003 году был описан микрораптор — небольшой оперённый динозавр. К тому времени само по себе оперение уже никого не удивляло. Но у микрораптора длинные «летательные» перья росли и на передних, и на задних лапах.

Ещё один эксперимент природы — группа небольших летающих динозавров с длинным названием скансориоптеригиды. У группы название длинное, а вот у одного из её представителей совсем короткое — и. Да, всего одна буква. Если включить видовое название, получится три буквы — и ци (Yi qi). Это небольшой оперённый динозавр — ничего особенного, под такое описание подходят десятки видов. Вот только скансориоптеригиды летали не за счёт перьев. Из запястья у них торчала особая кость — шпора, к которой крепилась летательная перепонка, как у белок-летяг.

И ци не летали, а скорее планировали с ветки на ветку, как белки-летяги

Emily Willoughby [CC BY-SA 4.0]

Двуногость, облегчённый скелет, сросшиеся ключицы, высокоэффективное «двойное дыхание», особое строение запястий, позволяющее птицам компактно складывать крылья, — всё это впервые появилось у динозавров. Да что строение тела — некоторые виды поведения тоже появились ещё в мезозойскую эру! Например, одного динозавра нашли в гнезде, на яйцах, в позе наседки. Самка крыльями прикрывала яйца от непогоды — и её засыпало песком во время песчаной бури.

Развитие кладистической систематики (метод классификации, при котором организмы делятся на группы — «клады» — по самому последнему общему предку) помогло прояснить связи между группами животных и привело к интересным выводам. К примеру, обнаружилось, что киты произошли от наземных животных и их ближайшие родственники — парнокопытные. Теперь их объединили в одну группу, которая так и называется — китопарнокопытные. Птицы же оказались не отдельным классом живых существ, а одной из групп хищных динозавров. Не просто потомками динозавров, а самыми настоящими динозаврами.

Иногда мезозойскую эру называют эпохой динозавров, а кайнозойскую — эпохой млекопитающих. Но если учесть, что млекопитающих на Земле примерно 6400 видов, а птиц — почти 11 000, то можно сказать, что эпоха динозавров всё ещё продолжается.

Пернатый тираннозавр?

RJPalmerArt [CC BY-CA 4.0]

Разумеется, когда у предков тираннозавра нашли протоперья, сразу возник вопрос: неужели знаменитый ти-рекс тоже был покрыт перьями, как гигантский цыплёнок? Он вполне мог унаследовать перья от предков. С другой стороны, работа мышц и внутренних органов производит тепло. И если бы семитонный тираннозавр был густо покрыт пухом, как страус, он бы просто сварился в своей шубе. Как раз поэтому у слонов и носорогов нет густой шерсти (отдельные щетинки не в счёт).

К сожалению, отпечатков шкуры тираннозавра найдено недостаточно, чтобы сформировалась чёткая и определённая картина. В 2017 году вышла статья с описанием покровов тираннозавра — кусочков кожи с боков, лап и нижней части шеи. Ничего похожего на перья там не нашли.

Но сторонники пернатого ти-рекса не сдаются. Они указывают, что в статье идёт речь всего о нескольких клочках кожи — каждый размером с пятирублёвую монетку. Так что на рексе осталось полно места для перьев, например на спине и загривке. К тому же есть исследования, которые показывают, что редкая щетина слонов и носорогов как раз помогает им отводить излишки тепла. Подобные механизмы могли быть и у динозавров.

Cейчас в Музее естественных наук Северной Каролины в США находится полуобработанная глыба камня, где сохранились скелеты трицератопса и молодого тираннозавра. По утверждению сотрудников музея, это первый в истории сохранившийся на 100% скелет ти-рекса. Может, после его изучения получится поставить точку в многолетних дебатах.

Дьявол в деталях

Пернатый динозавр цайхун (Caihong juji) переливался всеми цветами радуги, как райская птица

Lucas Attwell [CC BY-SA 4.0]

Долгое время решение, как «раскрасить» динозавра на иллюстрации, оставалось за художниками. И те давали волю воображению. Конечно, до неких общих принципов можно дойти логически. Например, если динозавр жил в лесу, то, скорее всего, был зелёным, а если охотился из засады, то вряд ли щеголял яркой окраской. Разнообразные эффектные выросты, например воротники рогатых динозавров или гребни утконосых, наверняка играли важную роль при брачных играх, а потому были яркими и цветастыми. Но проверить эти рассуждения не представлялось возможным. Всё изменилось в 2008 году, когда датский учёный Якоб Винтер нашёл способ узнавать цвет динозавров.

Винтер изучал окаменелости под микроскопом и сумел рассмотреть микроскопические органеллы — меланосомы. У современных животных в меланосомах содержатся пигменты. В окаменелостях сами пигменты не сохранились, но оказалось, что цвет тесно связан с формой меланосом. В вытянутых меланосомах хранился чёрный пигмент, в округлых — рыжий и так далее. В последующие годы метод Винтера применили к анализу остатков нескольких динозавров и впервые выяснили их цвет. Так, уже упомянутый микрораптор был иссиня-чёрным, как ворон.

Любопытные результаты дало исследование цвета бронированного динозавра бореалопельты. Многие животные, особенно небольшие, окрашены так, чтобы сливаться с окружением. Если животное живёт в лесу, оно маскируется под цвет листвы, если на равнине, то его брюхо обычно светлее, чем спина, чтобы скомпенсировать разницу в цвете между освещаемым верхом и «затенённым» низом. Это называется покровительственной окраской, и она нужна для одной цели — чтобы животное не заметили хищники. Нюанс состоит в том, что у животных массой примерно от 1000 килограммов покровительственная окраска пропадает. Животное становится таким большим, что хищники ему уже не страшны. Например, слоны и носороги окрашены равномерно. Но это в современном мире.

Тем, кто привык к ящерам из «Парка юрского периода», представить ярко окрашенных динозавров непросто, но они действительно могли похвастаться разнообразной окраской

FunkMonk [CC BY-SA 3.0]

Бореалопельта весила 1300 килограммов, щеголяла внушительными шипами на спине, шее и плечах и притом носила защитную окраску. Так что можно с уверенностью сказать, что рядом с ней жили хищники, которым ничего не стоило расправиться с почти полуторатонным бронированным ящером.

Заметим, что метод Винтера не универсален. Для него нужно, чтобы находки очень хорошо сохранились, — требуются перья или кожа. А от многих динозавров, особенно от гигантов завроподов, остались только отдельные кости, например позвонки. В такой ситуации о цвете животного остаётся только гадать.

Читайте также

Что такое палеоарт? Как правдоподобно (и не очень) изображали динозавров

Константин Рыбаков

29.03.2025

5612

И можно ли вообще достоверно нарисовать животное, от которого остались одни кости

Но не цветом единым. По мере появления новых находок палеонтологи постепенно уточняют облик самых разных динозавров. Тут стоит отметить, что красивые скелеты, которые стоят в музеях, — это почти всегда компиляция из остатков нескольких разных особей. Полные скелеты попадаются чрезвычайно редко, и бóльшая часть динозавров описана всего по нескольким костям.

«Скелет» динозавра мороса (moros intrepidus). От него найдены только зубы и несколько костей ноги. Но и такой малости оказалось достаточно, чтобы понять, что это предок тираннозавра

Lindsay Zanno at al., Communications Biology volume 2, article number: 64 (2019) [CC BY-SA 4.0]

Другое дело, что палеонтологи накопили такой массив данных, что даже пары костей бывает достаточно, чтобы понять, какому динозавру они принадлежали. Или, если это новый вид, то к какому семейству он относился и на кого походил. В таких случаях облик восстанавливают по аналогии с родственными видами, пропорционально увеличивая или уменьшая размеры. Разумеется, с поправкой на то, что крупные животные обычно более массивные, а мелкие — более стройные и изящные. Ну а когда находят новые кости, облик животного уточняется. Разумеется, изначальные предположения не всегда оказываются верными, и об истории таких догадок и уточнений можно написать отдельную статью.

Пожалуй, самый показательный пример — это дейнохейр. В 1967 году от него нашли передние лапы примерно трёхметровой длины. Почти полные, от когтей до лопаток, но только передние — и всё. Собственно, дейнохейр так и переводится — «ужаснорукий».

На лапах были внушительные когти, и поначалу учёные предположили, что это лапы хищника. У крупных хищников мезозоя пропорции примерно одинаковые: большая голова, крупные задние ноги, длинный хвост и коротенькие передние лапки. Если масштабировать «ручки» до 2,5 метра, то сам динозавр получился бы совсем уж неправдоподобных размеров.

Как шутили в интернете, мы так долго не находили полный скелет дейнохейра, потому что человечество к такому было еще не готово

Michael B. H. [CC BY-SA 3.0]

Изучив лапы получше, учёные решили, что их владелец относился к орнитомимозаврам — страусоподобным динозаврам. Стая галлимимов из этого же семейства убегает от ти-рекса в первом «Парке юрского периода». Примерно так и изображали дейнохейра до 2014 года — как эдакого галлимима-переростка. А потом нашёлся полный скелет.

Дейнохейра описали уже после находок оперённых динозавров, четырёхкрылых летунов и перепончатокрылых и ци, но он им не уступал: 11-метровое 7-тонное чудовище с клювом пеликана, веером из перьев на кончике хвоста и то ли горбом, то ли гребнем на спине.

Случается, что даже довольно скромный «апгрейд» внешнего облика сильно меняет представление о поведении и образе жизни животного. Так было со спинозавром. Прославился он после того, как загрыз самого тираннозавра рекса в третьем «Парке юрского периода». Но на самом деле у него долгая и славная история.

Впервые его кости нашли в Африке в 1912 году, в 1915-м их описал немецкий палеонтолог Эрнст Штромер фон Райхенбах. Он представлял спинозавра как эдакого тираннозавра с большим гребнем на спине.

Спинозавр в «Парке юрского периода 3»

Universal Studios, Amblin Entertainment, 2001

В 1944 году при бомбардировке Мюнхена окаменелости были уничтожены, хотя описание и зарисовки сохранились. Штромеровское представление продержалось до середины 1980-х, когда в Великобритании описали барионикса (Baryonyx walkeri) — хищного динозавра, близкого родственника спинозавра. Его остатки сохранились намного лучше — в области желудка даже нашлась рыбья чешуя, — так что барионикс стал первым достоверно рыбоядным динозавром. У барионикса и спинозавра было много общего: «крокодильи» челюсти, конические зубы без зазубрин, огромные когти, — поэтому облик спинозавра «подогнали» под внешний вид барионикса. По сути, из «тираннозавра с гребнем на спине» он превратился в «барионикса с гребнем». Таким мы и видим его в «Парке юрского периода — 3».

Очередное преображение ждало спинозавра в 2014 году. Тогда команда ученых под руководством Низара Ибрагима выпустила статью с описанием нового неполного скелета молодого спинозавра. Оказалось, что задние конечности динозавра были гораздо короче, чем считалось ранее.

В итоге появилась версия, что спинозавр вёл полуводный образ жизни и активно плавал. В пользу этого говорили утяжелённые кости конечностей (чтобы облегчить ныряние, костномозговые полости в костях конечностей редуцировались), вытянутое тело, сенсорные ямки на концах челюстей, как у крокодилов, и сильно укороченные задние лапы с уплощёнными когтями. Хвоста спинозавра у палеонтологов не было, поэтому его реконструировали обобщённо, по аналогии с другими хищными динозаврами.

Спинозавр в современном представлении

Antonio Rares Mihaila [CC BY-SA 4.0]

Но команда Ибрагима продолжила раскопки, нашла хвост и в 2020 году представила его описание, которое подтвердило «водоплавающую» гипотезу. Оказалось, что хвост спинозавра был плоским, как у тритона или рыбы. В отличие от жёстких и малоподвижных на концах, как палки, хвостов многих сухопутных хищных динозавров, помогавших удерживать равновесие на бегу, чрезвычайно гибкий хвост спинозавра можно было использовать как весло.

Казалось бы, внешность изменилась не слишком сильно: ну, чуть более короткие задние лапы; ну, чуть более плоский и гибкий хвост. Но в итоге из хищника, который ловит рыбу с берега, спинозавр превратился в пловца и ныряльщика, грозу речных дельт.

Такое преображение ещё удивительнее в свете того, что по-настоящему водоплавающих динозавров за всю историю так и не появилось. Всевозможные мозазавры и плезиозавры — это не динозавры, а представители совсем другой группы рептилий.

Древние хозяева неба

Dmitry Bogdanov [CC BY 3.0]

За миллионы лет до птиц в воздух поднялись другие позвоночные — птерозавры. Их иногда называют летающими динозаврами, но это всё равно что назвать крокодилов черепахами. Птерозавры — отдельная группа рептилий. Они приходятся динозаврам родственниками, но довольно дальними. Птерозавры первыми из позвоночных животных научились летать и достигли в этом совершенства. Самые известные из них — рамфоринх, птеродактиль и птеранодон — выглядели как эдакие чайки и альбатросы родом из мезозоя, но группа птерозавров гораздо более разнообразна. В неё входят анурогнаты — ночные охотники на насекомых. Птеродаустро — причудливые фламингоподобные фильтраторы, которые выцеживали рачков из воды при помощи сотен густо посаженных зубов-иголок. Наконец, кетцалькоатль и хацегоптерикс — великаны с размахом крыльев больше 10 метров. К сожалению, в конце мелового периода птерозавры вымерли вместе с динозаврами, и в небесах окончательно воцарились птицы.

Находки без находок

Разница в распределении хищников среди млекопитающих и динозавров

Katlin Schroeder at al., Faculty Publications in the Biological Sciences, 857 (2021)

Вдумчивая работа с базами данных приносит неожиданные плоды и без новых находок, даже если речь идёт о вроде бы хорошо изученных динозаврах. Взять хотя бы всем известного тираннозавра рекса. От него найдено несколько десятков скелетов разной степени сохранности и разного возраста. Его интенсивно изучают уже больше ста лет, и для современных исследователей он стал этаким модельным организмом: все новые теории в первую очередь тестируют на нём. Он описан подробнее, чем многие современные животные! Но узнать что-то новое до сих пор можно и об этом динозавре.

Например, анализ экосистемы, в которой жил тираннозавр, выявил нечто странное. Вспомним современную Африку: там мелкие хищники едят червячков и насекомых, чуть более крупные — мышей, потом идут лисы, гиены, гепарды и так далее вплоть до львов. Каждый занимает свою экологическую нишу. А там, где жили тираннозавры, помимо них самих, обитали только совсем мелкие хищники. Хищников среднего размера не было вовсе. Куда же они все подевались?

Даже у многотонных динозавров детеныши были размером с кошку или чихуахуа. И им предстояло вырасти в гигантских хищников!

Julius Csotonyi

В 2021 году вышла статья с объяснением. Хищники средних размеров в то время всё-таки существовали. И это были… молодые тираннозавры. Мы их почти не находим, потому что они вырастали и превращались во взрослых особей. Обратим внимание, что все динозавры, несмотря на гигантские габариты, откладывали довольно компактные яйца (не больше футбольного мяча). Дело тут в законах физики. Слишком большое яйцо — скажем, метрового диаметра — при той же толщине скорлупы схлопнется под собственным весом. А скорлупа с пропорциональной толщиной не сможет пропускать воздух, и зародыш внутри задохнётся.

Оказалось, что в процессе роста детёныши тираннозавров не прятались и не убегали от хищников среднего размера — они этих хищников вытеснили. Не секрет, что взрослый тираннозавр рекс — страшный хищник (причём не падальщик!) и гроза своей экосистемы. Теперь мы знаем, что такими были не только взрослые особи, но и молодняк.

Динозавров ищут и находят в Китае и России, Америке и Антарктиде. С каждым годом мы узнаём о них всё больше. Удаётся выяснить даже то, что ещё недавно казалось немыслимым. Вряд ли нас ждут по-настоящему радикальные преображения — динозавры уже никогда не будут волочить хвосты по земле, как считалось в начале XX века, а велоцираптор не лишится перьев. Но, как мы видели на примере спинозавра, даже небольшое уточнение может заставить нас пересмотреть весь облик динозавра. Так что впереди нас точно ждёт немало захватывающих открытий.

Золотой век палеонтологии продолжается.

Читайте также