«Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире»

Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире (fb2) - Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире [litres] (пер. Анна А. Олефир) 2931K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Дэвид Хоун

Дэвид Хоун Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире

Переводчик Анна Олефир

Научный редактор Александр Аверьянов, д-р биол. наук

Редактор Антон Никольский

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректоры Е. Аксёнова, М. Савина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайнер обложки Ю. Буга

Иллюстрация на обложке Shutterstock

Иллюстрации в книге Scott Hartman

© David Hone, 2016

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2017

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

Предисловие к русскому изданию

В современном мире нет суперхищников. Нам трудно представить хищное животное длиной 14 м и весом больше 8 т, нападающее на травоядных животных сопоставимого размера. Именно таким был самый знаменитый хищник всех времен – тираннозавр. Хотя переведенная на русский язык литература по динозаврам весьма внушительна, она включает в основном издания для детей, где нельзя найти более или менее научно достоверные сведения о тираннозаврах. Данная книга восполняет этот пробел. В ней подробно обсуждаются разнообразные аспекты биологии тираннозавров. Из книги мы узнаем, что известный всем Tyrannosaurus rex – на самом деле вершина эволюции целой линии хищных динозавров, которые успешно развивались с середины юрского периода и далеко не всегда были суперхищниками. Читатель может познакомиться с началами зоологической номенклатуры и узнать разницу между тираннозаврами, тираннозавридами и тираннозавроидами. Автор книги – Дэвид Хоун, сравнительно молодой исследователь, успевший прославиться описанием одного из тираннозаврид – чжучэнтираннуса из позднего мела Китая. Кроме написания научно-популярных книг, Дэвид Хоун проводит большую работу по популяризации палеонтологии в интернете. Он ведет несколько блогов и активно участвует в работе сайта «Спросите биолога» (/).

В изучении палеобиологии тираннозавров и других динозавров за последние годы были сделаны выдающиеся открытия. Когда-то динозавры рассматривались как холоднокровные рептилии, греющиеся на солнце и медленно переваривающие пищу. Сейчас установлено, что для многих динозавров был характерен высокий уровень метаболизма и они вели активный образ жизни. Все хищные динозавры, включая тираннозавров, а также некоторые орнитисхии были покрыты перьевым покровом. Строение перьев варьировало от простых нитевидных образований и пуховых перьев до контурных и маховых перьев с опахалом. У некоторых хищных динозавров кости были пронизаны каналами для воздушных мешков, что предполагает наличие у них двойного дыхания, как у птиц. Подробно изучены особенности роста тираннозавров и установлено наличие у них полового диморфизма. По современным представлениям, тираннозавры – активные хищники, способные развивать скорость до 5–11 м/с. У них были хорошо развиты обоняние и слух, они обладали бинокулярным зрением. В целом тираннозавры были очень эффективными хищниками, хорошо приспособленными для поиска и добычи крупных животных – травоядных динозавров.

Как справедливо пишет Дэвид Хоун в предисловии, скорость поступления новых данных о тираннозаврах и динозаврах вообще резко возросла в последние годы. Каждый год описываются десятки новых видов динозавров. Больше половины известных таксонов тираннозавроидов было описано в этом веке. Уже после публикации английского варианта книги Хоуна появилось описание тираннозавроида тимурленгии, найденного в Узбекистане. Открытие тимурленгии заполнило важный пробел в эволюции тираннозавроидов, приходящийся на первую половину позднего мела. По результатам филогенетического анализа тимурленгия является промежуточной формой между древнейшими базальными тираннозавроидами и гигантскими тираннозавридами конца позднего мела. Тимурленгия еще не достигала гигантского размера, и у этого таксона еще не развилась интенсивная пневматизация черепа, характерная для Tyrannosaurus rex и родственных видов. Однако тимурленгия уже обладала высокоразвитым мозгом и продвинутым строением внутреннего уха, характерным для поздних тираннозаврид. Очевидно, что тираннозавроиды быстро увеличивались в размерах в конце мелового периода. Эволюционному успеху этой группы способствовало развитие мозга и органов чувств, которые уже наблюдаются у небольших по размерам тираннозавроидов тимурленгия.

Из ископаемых, найденных на территории России, описан один из среднеюрских предков тираннозавроидов – килеск, родственный процератозавру и гуаньлуну из Великобритании и Китая. Килеск был сравнительно небольшим динозавром – примерно 5–6 м в длину. Зубы тираннозавров известны еще с начала XX в. из отложений конца верхнего мела в Амурской области. По этим зубам был описан первый таксон тираннозавров из России – Albertosaurus periculosus. Этот таксон сейчас считается не валидным, поскольку описан по не диагностичному материалу. Возможно, когда-нибудь в России будут найдены более полные остатки тираннозаврид – настоящих суперхищников.

Александр Аверьянов,доктор биологических наук, профессор РАН

Предисловие

Когда вы пишете научную книгу длиной 90 000 слов, можете быть вполне уверены в двух фактах. Первый: в ней окажется как минимум две, а может, и больше достаточно серьезных ошибок; и второй: к моменту публикации она устареет. С первым я практически смирился, а второй важно объяснить подробнее. Темп и количество открытий и научных исследований по теме динозавров постоянно увеличиваются, так что в среднем чуть ли не каждую неделю дается название очередному виду в придачу ко всем новым исследованиям по поведению, анатомии, экологии, эволюции и т. д., которые будут опубликованы за это время.

С тех пор как в 1905 г. тираннозавров впервые выделили в отдельную группу динозавров с родовым названием тираннозавр (Tyrannosaurus), о них было написано огромное количество научных работ. Результаты моего беглого поиска, не сравнимые с исчерпывающей цифровой библиотекой, дали более 1500 статей и книг, имеющих отношение к данной теме. Одна из известных статей занимает около 150 страниц и представляет собой главным образом описание одного-единственного скелета. Мы знаем о тираннозаврах чрезвычайно много, и эти знания растут быстрее, чем я пишу эту книгу. Мне уже несколько раз пришлось добавлять или переписывать разделы, чтобы включить туда новые идеи, новые данные и даже совершенно новые виды, которые были описаны, пока книга создавалась.

Она не задумывалась как учебник или справочник, так что я лишь вскользь цитирую некоторые формальные научные труды, являющиеся основой нашего знания о тираннозаврах. Полный список статей по одним только тираннозаврам оказался бы длиннее всей этой книги, так что я при всем желании не смог бы включить их все. Однако мне было важно упомянуть ключевые статьи и показать научные основания идей и гипотез, излагаемых по ходу работы. Там, где необходимо, в тексте даны ссылки на источники, которые перечислены в конце книги. Хотя список литературы весьма далек от полного, вся информация здесь подкреплена, насколько возможно, хотя бы несколькими научными исследованиями (разумеется, в некоторых работах эти данные оспариваются, ставятся под сомнение или даже опровергаются), кроме тех мест, где я прямо заявляю, что какое-либо высказывание основано прежде всего на моих мнениях и идеях. Даже при этом на каждую статью из списка литературы приходятся, вероятно, десятки других статей, рассматривающих изложенные здесь идеи, и аналогично для каждой упомянутой или приведенной в иллюстрациях окаменелости могут найтись еще десятки или сотни ископаемых экземпляров, служивших объектом изучения или анализа, поддерживающего рассматриваемую идею.

В этой книге я попытался придерживаться золотой середины, излагая в основном то, что считаю предметом единодушного согласия среди исследователей динозавров. Менее популярные идеи также важны, однако объем книги ограничивает возможность рассмотрения некоторых вопросов. Я постарался оптимально структурировать и упростить зачастую сложные и трудные темы, не упустив при этом тонкости или важные контраргументы, и отдать должное идеям и исследователям, насколько это возможно при ограниченном объеме книги; мое намерение – представить беспристрастный и сбалансированный взгляд на то, какими, по моему мнению, были тираннозавры.

Примечание иллюстратора

Научное иллюстрирование ископаемых животных – любопытное занятие. Цель его – создать максимально точное изображение вероятного внешнего вида вымерших организмов, в данном случае тираннозавров и их родственников. Естественно, это изображение не может быть абсолютно точным – ведь часть костей обычно отсутствует, а многие из сохранившихся деформировались, находясь под прессом многих тонн горных пород на протяжении десятков миллионов лет. Если складывать скелет непосредственно из найденных костей, он окажется неполным и зачастую неестественно искривленным.

Я же вместо этого стремился дать максимально точное вероятное отображение того, как скелет располагался внутри живого организма. Первой задачей здесь было правильно уловить и изобразить пропорции. Где возможно, я старался сам сделать измерения оригинальных костей, а там, где затраты и расстояния этого не позволяли, полагался на измерения, выполненные коллегами. Все они сверены с обширной и постоянно растущей научной литературой о динозаврах.

Изображение костей динозавров с соблюдением формы и пропорций – это замечательно, но для полной реконструкции скелета требуется расположить кости в соответствии с тем, как они размещались в теле животного при его жизни. Здесь я опирался на тщательное и подробное изучение экземпляров ископаемых животных, обширную научную литературу по биомеханике и функциональной морфологии, а также для сравнения на анатомические препараты современных организмов.

Где возможно, я старался выполнять анатомические изображения на основании имеющихся данных, однако, разумеется, наши нынешние знания ограничены. Отсутствующие данные были взяты у других экземпляров того же вида или их близких родственников, а когда конкретные материалы отсутствовали, применялась анатомическая логика (рис. 1). Будущие открытия, несомненно, потребуют пересмотра современных интерпретаций.

Несмотря на возможные ошибки, были приложены все усилия, чтобы воссоздать визуальный образ этих вымерших чудовищ, соответствующий нашим нынешним представлениям о них. Надеюсь, вам они покажутся столь же потрясающе интересными, как и мне.

Скотт Хартман

Об именах и временах

На всем протяжении данной книги встречаются разнообразные научные названия тираннозавров и, разумеется, других динозавров – как отдельных родов и видов, так и официально признанных эволюционных групп (называемых термином «клады»). Терминология и правила конструирования и присвоения этих названий могут показаться сложными и непонятными, тем не менее важно уметь ими пользоваться. Научная терминология существует именно для того, чтобы давать конкретное и точное обозначение, не допускающее путаницы и двусмысленности. Не имеет смысла заново изобретать колесо.

Немногие старые наименования таксономических рангов организмов (царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид) используются современными биологами и палеонтологами. Хотя термины типа «семейство псовые» и «класс птицы» по-прежнему встречаются, исследователи все больше отходят от них, поскольку между различными группами нет четких соответствий. Мы по-прежнему представляем себе группы внутри групп (так, все люди – обезьяны, все обезьяны – приматы, все приматы – млекопитающие и т. д.), и научные названия по-прежнему используются, чтобы обозначать клады (Homo, Hominidae, Primata, Mammalia), но ранги больше не считаются частью этой системы.

Исключение – родовые и видовые названия, традиционное научное или двойное название (часто еще именуемое «латинским»). По крайней мере некоторые из них будут узнаваемы для многих людей: например, Homo sapiens, Boa constrictor и, да, Tyrannosaurus rex. Вид – это базовое понятие в биологии, по сути, оно обозначает группу особей, связанных друг с другом более близким родством, чем с любыми другими особями (другими видами). На самом деле биологам весьма непросто выделять виды в связи с ошеломляющим разнообразием живых организмов в мире и с тем фактом, что в ходе эволюции виды и филогенетические линии постоянно меняются. Особи, составляющие вид Boa constrictor в настоящее время, – не те, что будут жить через 10 или 100 лет после нынешнего момента, и не те, которые существовали 1000 лет назад. Виды в итоге плавно переходят один в другой, хотя это, разумеется, обычно трудно увидеть в пределах человеческой жизни или в палеонтологической летописи.

Когда виду присваивается собственное название, его относят к какому-либо роду, и эти два слова используются вместе, чтобы точно идентифицировать организм; это важно, поскольку внутри одного рода может быть множество видов. В случае динозавров почти во всех родах имеется только один вид, и в результате исследователи (и общественность) чаще всего ссылаются в основном на родовое название, т. е. обычно скажут трицератопс и диплодок, но довольно редко – трицератопс грубый (Triceratops horridus), или диплодок Карнеги (Diplodocus carnegiei), или, например, диплодок длинный (Diplodocus longus). Часто используется сокращенная форма, которая содержит только начальную букву родового названия, – так Tyrannosaurus rex превращается в T. rex. Названия родов и видов пишут курсивом, а родовое название, но не видовое – с заглавной буквы. В случае тираннозавров для каждого из упоминающихся родов, кроме алиорама, в настоящее время известен только один вид, так что для простоты обычно используют только родовое название, поскольку оно однозначно указывает на животное (например, Tyrannosaurus вместо Tyrannosaurus rex).

Определение вида, которое вы наверняка хорошо знаете (группа организмов, способных производить потомство друг с другом), – только одно из используемых определений этого понятия, но оно не особенно полезно для не имеющих пола бактерий или, кстати говоря, вымерших животных, известных только по ископаемым останкам, поэтому также широко применяются и другие определения. В случае ископаемых животных палеонтологи пользуются «морфологической концепцией вида» – если коротко, они задаются вопросом, имеют ли организмы ряд устойчивых анатомических различий, которые, скорее всего, проявлялись у живых представителей вида. Так, например, когда идентифицируют различные ископаемые останки, размер не очень хорошее основание для сравнения (среди представителей многих видов есть значительно различающиеся по размеру особи), как и незначительные отличия вроде одного лишнего или недостающего зуба. Однако серьезное отличие, такое как более длинные ноги, или три пальца вместо четырех, или гребень на черепе, может быть более веским основанием. Тем не менее могут возникать разногласия по поводу того, действительно ли два скелета «достаточно различны», чтобы получить различные видовые или родовые названия, и критерии для разных групп, как правило, различаются в зависимости от имеющихся данных и в некоторой степени от ученых, занимающихся данным исследованием.

Кто кому родственник

За последние лет двадцать значительная часть научной работы переместилась в область родственных связей между видами, в том числе и для динозавров тоже. Суть метода в том, что организм по разнообразным характеристикам сопоставляется и сравнивается с другими видами. Те, у кого оказывается наибольшее количество общих черт, считаются ближайшими родственниками друг друга, поскольку в наименьшей степени изменились относительно общего предка. В случае тираннозавров речь идет о пяти основных группах: тираннозавроиды и тираннозавриды, а далее процератозавриды, альбертозаврины и тираннозаврины (рис. 2). Одни группы включены в другие группы, так что все тираннозаврины и альбертозаврины также относятся к тираннозавридам, а все тираннозавриды являются тираннозавроидами. Мы также можем пользоваться этими названиями, чтобы исключать роды, не входящие в группу, например говоря о нетираннозавринных тираннозавридах. Эта система поначалу выглядит несколько громоздкой, но к ней довольно легко привыкнуть.

Во всей книге слово «тираннозавр» используется в качестве синонима термина «тираннозавроид», охватывая всех животных, показанных на рис. 2. Это не формальные научные термины, но они удобны и, на мой взгляд, уместны. Палеонтологи пользуются термином «нептичьи динозавры», потому что птицы на самом деле являются динозаврами; однако здесь для облегчения чтения наименование «динозавр» подразумевает только «традиционных» динозавров и не включает птиц.

Всему свое время и место

Важно поместить тираннозавров в правильный временной и географический контекст, если мы собираемся изучить их глубоко и подробно. Мир, в котором они обитали (можно даже сказать «миры», учитывая продолжительность их существования и произошедшие за это время изменения), очень сильно отличался от того, как мы его видим сейчас. Континенты располагались иначе, климат был другой, и окружавшие тираннозавров виды (конкуренты, добыча, растения, паразиты и т. д.) были иными, и эти факторы влияли на то, как тираннозавры жили, эволюционировали и умирали.

Поверхность нашей планеты постоянно меняется. Если каждый день смотреть в окно, то можно и не замечать особенных перемен, но взаимосвязанные процессы эрозии и образования осадков идут постоянно: материал уносится из одного места и откладывается в другом. Отдельные масштабные события вроде наводнений, извержений вулканов и горных оползней могут перемещать тысячи тонн материала за считаные минуты, но в основном такие процессы происходят слишком медленно, чтобы их увидеть или оценить в рамках человеческой жизни, однако при наличии достаточного времени и в самом деле «горы поглотит море»[1].

Движение континентов происходит еще медленнее. В ходе отдельных «волнующих» событий вроде землетрясений континентальные плиты могут за секунды переместиться на несколько метров, однако обычно они продвигаются на пару-тройку миллиметров в год. Но опять же подобные явления трудно оценить за человеческую жизнь, которая редко длится хотя бы столетие, а при обсуждении динозавров мы зачастую рассматриваем континентальные изменения, происходившие в течение миллионов или даже десятков миллионов лет.

Важно отметить, что такой фактор, как расположение континентов, влияет на местный климат и погоду, а также ограничивает либо способствует перемещению разнообразных биологических видов между массивами суши. К тому же следует учитывать, что в связи с дрейфом континентов многие ископаемые останки, вероятно, изменили свое местоположение. В юрском периоде было относительно легко пройти из Южной Америки в Австралию через Антарктиду – не только потому, что климат тогда был значительно теплее, но и потому, что эти материки составляли один суперконтинент.

Некоторые временные промежутки колоссальны и с трудом поддаются воображению. Первые динозавры появились около 240 млн лет назад, в период, называемый поздним триасом. Первые тираннозавры не выходили на сцену еще довольно долго: самые древние из известных нам появляются в среднеюрском периоде, примерно на 80 млн лет позже (160 млн лет назад). Последние из нептичьих динозавров, включая тираннозавров, вымерли в конце позднего мела – около 66 млн лет назад, так что тираннозавры в тех или иных формах просуществовали почти 100 млн лет.

С позднего триаса до конца мела континенты переместились, разойдясь из практически единого огромного материка до расположения, не слишком отличного от нынешнего. Климат в целом с тех пор стал холоднее – в триасе на полюсах не было ледяных шапок, – и жизнь, существующая на этих территориях, тоже радикально изменилась. В позднем триасе гость из нашего времени смог бы опознать некоторое количество растений и животных, близких к существующим ныне. Первые млекопитающие, больше похожие на крыс или поссумов, сновали бы вокруг; были бы черепахи и крокодилы, а также множество узнаваемых насекомых, пауков, многоножек и других беспозвоночных; обычную растительность составляли бы папоротники, саговники и хвощи. Нединозавровые древние рептилии, такие как птерозавры в воздухе или ихтиозавры в море, процветали начиная с триаса; а в юрском и меловом периодах флора и фауна стали бы еще более привычными с появлением и распространением таких групп, как птицы, змеи, магнолии и араукарии.

Как мы увидим, место тираннозавров в этих экосистемах за 100 млн лет заметно изменилось: от небольших и, вероятно, редко встречающихся членов экосистем до крупнейших хищников на континентах, где они обитали, – хищников, способных одолеть представителя практически любого вида. Меняющаяся среда и изменения в других видах вокруг тираннозавров не могли не повлиять на их эволюцию (а тираннозавры, в свою очередь, должны были влиять на окружающие виды). Поскольку некоторые животные очень далеки друг от друга во времени и пространстве (разница во времени между появлением гуаньлуна и тираннозавра намного больше, чем промежуток, разделяющий последнего из тираннозавров и вас, читающего эти слова), важно представлять себе истинные масштабы древнего прошлого и вероятное влияние этих масштабов на формирование давно вымерших групп животных.

Знакомство с анатомией скелета тираннозавров

Я ограничил количество анатомических подробностей и технических терминов, используемых в книге. Люди часто игнорируют профессиональные термины и названия как слишком специфические, но дело в том, что хороший технический термин может быть точным и конкретным и притом позволяет избежать путаницы и многословных описаний. Слово «арктометатарсус» не так-то легко выговорить при первой встрече с ним, но его значительно проще использовать, чем каждый раз писать «такая особенность строения, когда срединная длинная кость в стопе сплюснута наверху и расширяется книзу». Поэтому в тексте присутствуют некоторые анатомические термины, и здесь начинается знакомство с ними. Хотя каждая часть скелета имеет свое название и зачастую к ней прилагается еще большее количество терминов, относящихся к ее размеру, форме, расположению и связям с другими составляющими организма, здесь перечислены только те элементы, которые чаще всего встречаются при рассмотрении тираннозавров. Названия, выделенные ниже жирным шрифтом, присутствуют на иллюстрациях.

На рис. 3a голова легендарного тираннозавра, для удобства изображенная в профиль, или, выражаясь более формально, в левой боковой проекции. «Череп» как термин включает все кости, слагающие голову, но также его можно разделить на основные блоки: мандибулу (нижняя челюсть) и собственно череп (все остальное). Важнейшими костями в черепе являются те, в которых крепятся зубы: в передней части черепа находится предчелюстная кость, а за ней – верхнечелюстные (по одной с каждой стороны), а передние части обеих сторон мандибулы называются зубными костями. Носовые кости располагаются сзади предчелюстной и между верхнечелюстными костями и ограничивают наружные ноздри (отверстия в черепе для ноздрей). Позади ноздрей с каждой стороны находится предглазничное окно, потом сама глазница (глазная впадина). Свод пасти (не показан) называется нёбом. У каждого зуба имеется корень, погруженный в челюсть, и коронка, выступающая над челюстью. «Кромка» зуба представляет собой гребень, образованный крошечными зубчиками, называемыми дентикулами.

Переходим к целому тираннозавру (снова в левой боковой проекции): можно видеть, что тираннозавры анатомически традиционны, и череп у них располагается в передней части тела (рис. 3b). Рассмотрим осевой скелет (позвоночник и связанные с ним элементы): за головой следует атлант, первый шейный позвонок (на рисунке он скрыт задней частью черепа). За атлантом располагается остальной шейный, или цервикальный, отдел позвоночника (шея) и соединенные с ним шейные ребра. Потом идет собственно спинная часть позвоночника: спинные позвонки и соответствующие им спинные ребра. Вдоль брюха располагаются ряды тонких костяных отростков, иногда именуемые «брюшными ребрами», но лучше их называть гастралиями. За спинными позвонками следуют крестцовые позвонки, сросшиеся вместе и образующие крестец, а также составляющие главную часть таза. Дальше идет хвост, состоящий из хвостовых позвонков, ниже которых располагаются шевроны (у млекопитающих[2] также называемые гемальными дугами).

И наконец, аппендикулярный, или добавочный, скелет, т. е. конечности и обеспечивающие их крепление пояса конечностей. Впереди сверху располагаются элементы плеча: лопатка и коракоид, а между ними – вилка и грудина, далее плечевая кость (кость верхней части передней конечности), потом нижние элементы: лучевая и локтевая кости, запястье, кисть (пясть) и кости пальцев (фаланги), оканчивающиеся когтевыми фалангами (костяными когтями). Таз поддерживает задние ноги и состоит их трех частей с каждой стороны: подвздошной кости сверху (она скрывает крестец, с которым срастается), седалищной кости, обращенной назад, и лобковой кости, направленной вперед. Нога состоит из бедренной кости, потом более крупной большеберцовой кости и меньшей малоберцовой, далее идет предплюсна (кости щиколотки), потом плюсна и опять фаланги и когтевые фаланги.

На рисунке представлен упрощенный вид скелета. Всего в одной особи тираннозавра содержится пара сотен костей (и у большинства еще добрая сотня зубов в челюстях), большая часть которых парные (левая и правая плечевые кости, левая и правая подвздошные, левая и правая верхнечелюстные и т. д.), кроме позвонков и вилки (хотя на самом деле она представляет собой сросшиеся парные кости – ключицы). В большинстве ископаемых экземпляров присутствует только лишь малая часть от этого общего количества, и даже в скелетах, характеризуемых как «полные», могут отсутствовать довольно много костей (конечно, если у вас осталась левая передняя лапа, вы имеете представление о том, как выглядела правая и т. д.).

У тираннозавров есть некоторые уникальные относительно других динозавров черты (например, сильно разросшийся свободный конец лобковой кости, называемый «башмак»). Однако в основном строение скелета у них динозавровое и вполне типичное для большинства тетраподов (группы, включающей всех амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих). Те, кто знаком с анатомией человека или других животных, таких как млекопитающие или птицы, узнают многие названия костей. Названия в основном общие, потому что в эволюционном смысле и кости аналогичны (однако, поскольку анатомическую терминологию развивали по отдельности разные люди в разное время, анатомы млекопитающих, птиц и рептилий могут использовать различные названия для одних и тех же костей). В черепах животных большинство костей тождественны и располагаются на тех же местах, сходный позвоночник, четыре конечности, в каждой сначала одна кость, потом две, потом несколько меньших, образующих сустав, потом пальцы передних и задних конечностей. Эволюционная схема скелета тетраподов возникла рано и остается схожей у почти всех животных, при этом в ходе эволюции получилось не очень много приобретений (например, у многих птиц длинные шеи с многочисленными добавочными позвонками) и изрядное количество потерь (у нас почти нет хвоста, а змеи и киты практически утратили ноги). Различия между животными определяются формой и строением названных частей скелета, а также тем, как они соединяются с мышцами, кровеносными сосудами, легкими и другими анатомическими элементами, формируя по-разному выглядящие (и ведущие себя) виды животных.

Часть I Введение

Глава 1 Знакомство с динозаврами

Примерно 160 млн лет назад, вероятно, где-то в Северном полушарии новая группа хищных динозавров начала отделяться от родственников. Возможно, с виду они не очень сильно отличались от своих современников – все-таки эволюция не происходит за одну ночь. Эти животные были довольно мелкими и не выделялись особенно большими головами, длинными передними лапами или короткими хвостами – просто хищные бипедальные (двуногие) динозавры, занимающиеся поисками пищи, хватающие любое мясо, какое только попадется, и не приближающиеся к большим чудовищам, населявшим ту же территорию.

Однако со временем в этой новой группе животных появились самые крупные наземные хищники всех времен с гигантскими головами, громадными зубами, крошечными передними лапами и сильно изменившимися задними. Самые крупные особи достигали, вероятно, 14 м в длину и весили свыше 8 т. Они стали предметом большего числа исследований, чем любая другая ветвь динозавров (кроме птиц), а также сделались визитной карточкой эволюции, да и динозавров в целом. Это были тираннозавры – Tyrannosaurus rex и его предки и родственники – группа динозавров, просуществовавшая около 100 млн лет, представленная по меньшей мере 25 известными видами. Пожалуй, ни одно латинское видовое название не известно так же широко, как Tyrannosaurus rex (и я уверен, ни одно не пишут неправильно так же часто), и носящее это имя животное, разумеется, является самым популярным и известным широкой публике динозавром. «Парк юрского периода» и «Кинг-Конг» не были бы такими без тираннозавра, и число посетителей музеев возрастает всякий раз, как выставляется новый скелет или аниматронная модель этого животного. Трудно определить цену славы, но самый большой и полный из ныне известных скелетов T. rex продан в 1997 г. за миллионы долларов (рис. 4).

Тираннозавры фантастически харизматичны: их размеры, внешность и репутация опережают их повсюду, и почти не найдется газетных статей или репортажей о динозаврах, где каким-либо образом ни упомянули бы тираннозавров («такие же большие, как…», «родственники…», «жили за 75 млн лет до…» и т. д. и т. п.). Также об этих животных сложилось огромное количество вездесущих клише и мемов, однако от бесконечного повторения они не становятся истиной. Тираннозавры не питались одной лишь падалью; они не проводили всю жизнь в сражениях со взрослыми трицератопсами, зрение у них было не плохое, они не могли бежать со скоростью 50 км/ч, самки не превосходили в размерах самцов и т. д. К сожалению, фантазии и преувеличения затмевают интереснейшую эволюционную историю: как и почему тираннозавры выросли такими большими, откуда взялись крошечные ручки и гигантские головы, как они себя вели? Мы очень много знаем о животных, принадлежащих к этой группе: их анатомию, эволюцию, поведение и общую биологию, но почти невозможно сказать что-либо, заглушающее хор восклицаний о том, какие они замечательные, или вопросов, победил бы тираннозавр в схватке со спинозавром.

Данный обзор и анализ богатейших научных данных будет включать в себя кости, кожу, перья, отпечатки ног, результаты сканирований черепов, возможные подтверждения обнаружения сохранившихся по прошествии 66 млн лет хрящей, крепление мышц, травмы и силу укуса и даже исследования целых экосистем. Скелеты и зубы находят от Австралии до Монголии, в Британии, Канаде и Бразилии; история тираннозавров охватывает больше 100 млн лет палеонтологической летописи и больше века научной работы.

Пробуждение затерянного мира

Летопись динозавров начинается в Британии в первой половине XIX в. В 1824 г. тогда священник (позже декан Вестминстерского аббатства) Уильям Баклэнд, британский натуралист, работавший в Оксфордском университете, дал имя самому первому динозавру – мегалозавру (Megalosaurus). Известный в течение некоторого времени почти исключительно по нижней челюсти и нескольким зубам, этот динозавр все равно был невероятной находкой и сенсацией того времени. Зубы вполне очевидно выдавали в животном хищника, а его происхождение из эпохи, называвшейся тогда «эра рептилий» (мезозой), и как минимум несколько общих черт с крокодилами указывали на то, что это рептилия неизвестного доселе вида. Первые реконструкции показывали гигантскую ящерицу с острыми зубами, очертаниями напоминавшую носорога. Люди уже находили огромных морских чудовищ (которых мы сейчас знаем как ихтиозавров и плезиозавров), особенно на южном побережье Англии, а теперь обнаружилась и гигантская сухопутная рептилия.

Но термин «динозавр» был введен в обращение не раньше, чем в Англии выкопали еще несколько окаменелых фрагментов мегалозавра, а также костей и зубов других наземных ископаемых ящеров. Сэр Ричард Оуэн (основатель Музея естественной истории в Лондоне, блестящий анатом и биолог, при этом фигура весьма неоднозначная) понял, что ряд этих ископаемых животных обладает определенными общими признаками и их можно объединить в группу, а посему они достойны нового названия. Таким образом, в 1842 г. появился термин «динозавры» («ужасные ящеры», Dinosauria), и с тех самых пор публика пребывает от них в восторге. Точные науки и естественная история в XIX в. были популярным времяпровождением, и новые открытия в одночасье становились сенсацией. Публичные лекции по палеонтологии и древним животным проходили в битком набитых залах, а выставки в Европе и США собирали тысячи посетителей, желающих посмотреть на реконструкции динозавров. Эти животные с самого начала обрели популярность и быстро стали модными среди людей из высшего общества. Хотя некоторые из первых обнаруженных динозавров (в частности, игуанодон, описанный великим соперником Оуэна доктором Гидеоном Мантеллом) были известны по более полным останкам и более многочисленным экземплярам, в общественном воображении мегалозавр определенно занимал место первого среди равных. Вероятно, хищники с их когтями и зубами неизбежно глубже проникают в сознание. Мегалозавр упомянут в диккенсовском «Холодном доме», и он же является главным динозавром-врагом, угрожающим исследователям конан-дойлевского «Затерянного мира».

Представления об этих животных, складывавшиеся у публики, часто менялись, поскольку начиная с самых первых открытий возникли серьезные разногласия по поводу общего внешнего вида и образа жизни динозавров. Являлись ли они просто ящероподобными рептилиями, только очень-очень большими, или же какими-то совершенно иными и особенными существами? Разумеется, они были огромны, но, возможно, в некоторых отношениях больше походили на млекопитающих и птиц. Форма их тазобедренных суставов и бедренных костей предполагала, что они обладали вертикальной посадкой туловища, а не ползали как «низшие» рептилии, такие как современные ящерицы (чьи ноги расставлены по бокам, а не находятся под телом), и быстро стало очевидно, что мегалозавр и его хищные родственники – группа, позже получившая название «тероподы», – ходили только на задних лапах. Хотя в Европе, по-видимому, преобладали отстаиваемые Оуэном представления об относительно медлительных и неповоротливых динозаврах, новые открытия (и идеи) в Северной Америке вскоре перевели фокус на Новый Свет.

За долгие годы в Британии было обнаружено множество динозавров, в том числе известные и важные экземпляры, и она остается основным центром изучения динозавров. Однако в середине XIX в. стало очевидно, что значительное количество новых удивительных динозавров находят в Америке. К 1850-м гг. новые динозавры получали названия в Соединенных Штатах, а масштабные раскопки 1870–1880 гг. на Среднем Западе стали такой же сенсацией, как и животные, обнаруженные в ходе этих раскопок. «Костяные войны» между палеонтологами Эдвардом Копом и Чарльзом Маршем привели к многочисленным находкам, и многие впоследствии знаменитые названия видов (такие, как диплодок, стегозавр, аллозавр и апатозавр) берут начало в их работах. Казалось, каждая новая экспедиция одного или другого ученого приносит еще более огромное и невероятное животное, чем предыдущая. Несмотря на то что эти соперники были ключевыми фигурами, в конце XIX – начале XX в. активно действовали и другие исследователи. Джордж Штернберг и Барнум Браун являлись одними из самых выдающихся коллекционеров, и на второго мы должны обратить особое внимание: именно он обнаружил останки существа, которому вскоре предстояло первым получить название тираннозавр – Tyrannosaurus rex[3].

Однако история тираннозавров на самом деле началась еще раньше ярчайшего момента и без того звездной карьеры Брауна. Джозеф Лейди дал название, пожалуй, самому полному из известных в то время экземпляров, окрестив первого гадрозаврового (утконосого) динозавра гадрозавром еще в 1858 г. (в отличие от других ранних находок, таких как мегалозавр и игуанодон, у него наличествовала бо́льшая часть скелета). Лейди, как и Мантелл с Оуэном, был по образованию медиком, занимался анатомическими исследованиями, а также сделал заметный вклад в палеонтологию и минералогию. Заинтересовавшись окаменелостями, он смог получить некоторое количество первых выкопанных в Новом Свете костей и зубов и опубликовал на эту тему ряд научных статей. В 1855 г. исследователь Фердинанд Гайден собрал несколько зубов в районе реки Джудит в Монтане – в местности, которая, как мы сейчас знаем, чрезвычайно богата ископаемыми останками позвоночных из позднемелового периода – и отправил их Лейди.

В течение следующего года Лейди сделал описания и дал некоторые названия. По крайней мере одно из названий признается и сейчас: маленький хищный динозавр троодон (Tröodon – только теперь его пишут без диакритического значка) – но ряд других ушли в историю. Дальнейшие открытия показали, что, хотя животные из этих находок, несомненно, были новыми в то время, ни один из их признаков не стабилен и не четок в достаточной мере, чтобы точно определить вид. Среди тех ныне забытых названий был дейнодон, что означает «ужаснозубый», – как предполагал Лейди, близкий родственник мегалозавра. Легко понять почему: зуб, пусть и фрагментарно сохранившийся, очевидно принадлежал хищнику, будучи изогнутым и имея зазубренную режущую кромку; и поскольку в то время динозавров было известно мало, сравнение казалось вполне оправданным. Теперь мы относительно уверены, что зубы дейнодона принадлежали какому-то тираннозавру на основании возраста окаменелостей и места их обнаружения. Однако они анатомически неотличимы от зубов нескольких видов тираннозавров – вот почему название дейнодон больше не признается и вот почему мы не уверены, кому именно принадлежали эти зубы.

Окаменелость, являющаяся, вероятно, самым первым обнаруженным останком тираннозавра, в настоящее время находится в Йельском университете и представлена огромным зубом. Он был найден учителем Артуром Лейксом неподалеку от Денвера, штат Колорадо, и послан Маршу в 1874 г. Хотя обнаруженный Лейксом зуб не получил видового названия, несколько других фрагментарных экземпляров были определены как виды, но теперь приписываются тираннозавру. В число таких видов входит маноспондил, названный так Копом, и динамозавр, получивший имя в 1905 г. от еще одного великого американского палеонтолога 1800-х гг. Генри Фэрфилда Осборна вместе с самим тираннозавром{1}. Правила присвоения названий таковы, что в тех случаях, когда одному и тому же роду или виду название было дано два раза (или больше), приоритет имеет первое. Если бы Осборн именовал свои виды в другом порядке, эта книга называлась бы «Динамозавры».

Названия динамозавр и дейнодон не остались в науке, однако Осборн прославился другими достижениями, и тираннозавры вот-вот должны были появиться на сцене. Осборн дал названия многим видам динозавров, которые до сих пор используются, включая тираннозавра альбертозавра, найденного, как и следует ожидать, в канадской провинции Альберта. Это животное обнаружил в 1884 г. Джозеф Тиррелл, проводивший геологическую разведку вокруг реки Ред-Дир, и находка вызвала новый всплеск раскопок динозавров в месте, оказавшемся огромной залежью окаменелостей мелового периода, и особенно тираннозавров. Эта местность стала объектом Всемирного наследия, называемым «Динозавровый провинциальный парк», и там же размещается Королевский Тиррелловский палеонтологический музей, в чьем названии увековечено имя одного из величайших канадских коллекторов. В связи с эрозионной деятельностью реки несколько экспедиций проводились на лодках, которые двигались вверх и вниз по руслу, чтобы получить возможность добираться до новых районов и извлекать динозавров из обрывов. Одна из экспедиций в итоге привела к карьеру, где залегало множество останков тираннозавров, но он не был раскопан, пока розыскные мероприятия в конце 1990-х гг. не привели к его повторному открытию и извлечению больше 20 скелетов альбертозавров.

Альбертозавр был первым из нескольких относительно крупных тираннозавров, описанных в Альберте. Раскопки Барнума Брауна для Американского музея естественной истории, а также семьи Штернберг привели к целой волне находок динозавров в этом районе в начале 1900-х гг. В 1906 г. Браун раскопал новый экземпляр тираннозавра с почти полным черепом и большей частью остального скелета (сейчас этот экземпляр выставлен в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке), который позволил впервые увидеть целого представителя тираннозавров, а не только зубы и челюсти. Также из Альберты происходят горгозавр, вошедший в научную летопись в 1914 г., и значительно позже дасплетозавр – в 1970 г. Тем не менее полные скелеты тираннозавров продолжали ускользать от искателей на протяжении большей части XX в., и долгое время эти находки представляли собой основную часть того, что нам было известно о разнообразии данной группы.

Хищники XX в.

Шквал исследований динозавров, отличавший конец XIX – начало XX в., в следующие несколько десятилетий если не сменился штилем, то уж точно значительно сбавил скорость. Сократилась полевая работа, стало меньше сенсационных находок. Развитие биологии ускорялось по мере того, как расширялось наше понимание генетики и наследственности, а поведение начали изучать систематически, в то же время новые технологии помогали проводить новые эксперименты в физике и химии. Палеонтология, однако, по-прежнему стояла на традиционных столпах таксономии, анатомии и полевой работы людей с лопатами. В придачу к препятствиям, возникавшим из-за мировых войн, наиболее доступные местонахождения окаменелостей в Европе исчерпались; североамериканские по-прежнему приносили находки, но в основном новые экземпляры уже известных видов. В Африке по разным причинам было трудно вести изыскания; Южная Америка оставалась по большей части неизученной; в Австралии, как предполагалось, практически нет останков динозавров (представление, лишь недавно оказавшееся совершенно неверным); а бо́льшую часть Азии, как уже было известно, богатую динозаврами (восток России, Монголия и Китай), закрывали для Запада политические разногласия.

Тем не менее на Дальнем Востоке все же велась палеонтологическая работа. Начиная со знаменитых Центральноазиатских экспедиций в 1920-х гг., Рой Чепмен Эндрюс (человек, которого часто неправильно, но вполне понятно считают прообразом Индианы Джонса) и его команда нашли в Монголии первые яйца динозавров и множество превосходно сохранившихся особей. По материалам тех находок были описаны целые новые таксоны животных (включая общеизвестного теперь велоцираптора), и не только динозавров, но и древних млекопитающих, имеющих большое научное значение. Однако отдаленность и труднодоступность отложений, а также неспокойная политическая ситуация ограничивали работу. После японского вторжения в Китай, а потом Второй мировой и холодной войн визиты западных ученых прекратились, хотя исследователи из стран Восточного блока[4] могли продолжать работу. Русские и польские ученые, работавшие в Монголии, выкапывали большое количество новых динозавров и среди них много тираннозавров. Первым стал гигантский тарбозавр, получивший официальное название в 1955 г. от русского палеонтолога Евгения Малеева, а позже появились первые материалы о необычно изящном алиораме. К 1980-м гг. помех стало меньше, и западные исследователи снова начали изучать эти азиатские территории и сотрудничать с коллегами в Азии. Некоторые значительные успехи в разнообразных областях западной науки не всегда проникали на Восток, и в то время как азиатские исследования были продуктивны в плане обнаружения и присвоения названий новым видам, они не всегда находились в контексте идей, развивавшихся в Северной Америке и Европе.

В 1970-х гг. началась и в 1980-х продолжилась смена представлений о динозаврах, получившая название динозавровый ренессанс. Хотя, начиная с самых первых находок останков динозавров в середине XIX в., исследования велись по разным направлениям, большую часть времени динозавры считались по своей природе в основном рептилиями. Старые изображения динозавров, погруженных по шею в зловонные тропические болота или бродящих вразвалку по окрестностям и волочащих за собой хвост, являлись результатом таких представлений. Динозавры в целом рассматривались как гигантские ящерицы, и предполагалось, что они были животные с маленьким мозгом, покрытые чешуей и способные проявлять активность только при достаточно высоких температурах. Конечно, они достигали огромных размеров и в течение значительного времени доминировали в царстве суши, но все равно оставались лишь большими рептилиями.

Динозавровый ренессанс

В этот период все больше и больше работ указывали на две ключевые и взаимосвязанные идеи. Первая заключалась в том, что динозавры были значительно более активными животными, чем мы представляли раньше. Среди отпечатков не видно следов от волочения хвоста, а некоторые отпечатки ног располагаются так далеко друг от друга, что становится очевидно, что оставившие их животные (даже очень крупные) явно бежали. Исследования ископаемых показали, что разнообразные динозавры обитали в приполярных районах, где во времена их жизни случались холода, – они не были привязаны к тропическому климату, как большинство современных рептилий. Крупные динозавры росли очень быстро, вскоре достигая взрослых размеров. И сама анатомия приспособила их к тому, чтобы ноги при передвижении располагались под туловищем, т. е. они могли ходить, в том числе на задних лапах, а не ползать на брюхе, подобно ящерицам или крокодилам. Все эти факторы указывали на активных животных с быстрым обменом веществ, способных эффективно действовать и быстро передвигаться в любое время суток[5] и при любой температуре, никоим образом не ограничиваясь только периодом дневного тепла. Эта общая концепция уже высказывалась в самом начале изучения динозавров (отчасти Гидеоном Мантеллом, хотя в основном преобладали взгляды Ричарда Оуэна), но, несмотря на весьма веские свидетельства в поддержку этой идеи, она быстро отошла на второй план и оказалась забыта.

Еще более революционной была вторая ключевая концепция: идея, что птицы, возможно, произошли от динозавров. Как ни странно, эта идея тоже возникла довольно рано: некоторые работы начала 1900-х гг. указывали на сходные черты у знаменитого пернатого археоптерикса из Южной Германии и некоторых хищных динозавров. Теперь же эта идея вышла на передний план, отчасти под влиянием находок новых тероподов, подсказывающих новые сравнения с птицами, поскольку все больше птичьих черт находили у непохожих на птиц динозавров.

Теперь у динозавров в целом начался новый подъем. Если динозавры являются предками птиц, а нептичьи динозавры имеют ряд птичьих черт, тогда некоторые признаки, которые мы традиционно приписываем птицам, могут и даже должны были присутствовать уже в мезозое. Динозаврам не обязательно быть похожими только на рептилий – они могли быть похожими и на птиц в некоторых, а точнее, во многих отношениях. Они могли обладать более высоким интеллектом, проявлять бо́льшую активность, демонстрировать родительскую заботу о потомстве и другие деятельность и поведение.

Вскоре в обеих областях набралось заметное количество исследований, и к концу 1980-х гг. к этой идее пришло большинство палеонтологов. Птицы – самые настоящие живые динозавры, а древние динозавры были не тяжеловесными и неуклюжими ящерицами, как представлялось поначалу, а активными животными, наподобие нынешних птиц. С тех пор в исследованиях были сделаны огромные успехи и открыты многие птичьи черты у различных групп динозавров (хотя, разумеется, большинство таких черт найдено у тероподов, от которых и произошли птицы). Теперь у нас имеются данные, подтверждающие существование множества покрытых перьями динозавров, а также высиживания яиц в гнездах, воздушных полостей в скелетах и многочисленных анатомических черт, прямо и недвусмысленно являющихся общими для птиц и динозавров.

Это стало началом новой волны интереса к динозаврам и мезозойской эре в целом, и количество научных работ по динозаврам быстро росло. Возродившийся интерес к прежде плохо исследованным областям, таким как Китай, Аргентина и Австралия, привел к огромному количеству неизвестных ископаемых останков, даже ранее разрабатывавшиеся районы подкидывали новые находки – и все это дополнялось обнаружением в старых музейных коллекциях интересных существ, которых раньше проглядели или не распознали. Число ученых, работающих с динозаврами, увеличивалось, и темпы исследований росли. В особенности скорость, с которой определяли новые виды, – она уже достигла просто-таки заоблачных высот.

Разумеется, знаниям о тираннозаврах это принесло такую же пользу, как и другим группам (и, весьма вероятно, даже бо́льшую, поскольку они всегда обладали некой особой привлекательностью). В результате начали выявлять новые группы тираннозавров. Один из древнейших представителей – эотираннус – обнаружился в Британии в 2001 г.; первый оперенный динозавр – дилун – получил название в 2004 г.; процератозавр (получивший название в 1926 г.) был идентифицирован как тираннозавр в 2010 г.; и открытия все продолжаются: чжучэнтираннус описан в 2011 г., ютираннус – в 2012 г., литронакс – в 2013 г., а нанукзавр и ганьчжоузавр – в 2014 г. Общественный интерес к динозаврам в целом и тираннозаврам в особенности продолжает держаться на столь же высоком уровне. Когда в 1990-х гг. увидел свет практически полный скелет особенно крупного экземпляра тираннозавра (легендарное животное Сью[6]), сенсационные заголовки появились по всему миру, а когда право владения этим экземпляром начало оспариваться и он был арестован, а потом продан с аукциона за колоссальную сумму 8 млн долларов, СМИ пережевывали эту историю чуть ли не бесконечно.

Таким образом, мы живем в настоящем золотом веке изучения динозавров, а следовательно, и тираннозавров. Мы теперь знаем об их анатомии, эволюции, экологии и поведении больше, чем 10 лет назад, и исследования по-прежнему порождают новые идеи и подтверждают или опровергают существующие. Тираннозавр не был ни неуклюжим падальщиком, живущим за счет мертвых и умирающих животных, с хрустом пережевывающим останки трупов, ни суперхищником, способным догнать быстроногую добычу. И все же, как мы пришли к тираннозавру, самому популярному и знаменитому из всех живых существ? Каково происхождение этого гигантского животного? Тираннозавры жили на Земле в течение 100 млн лет и породили десятки видов на нескольких континентах. Какие эволюционные тенденции превратили эту когда-то небольшую и непримечательную группу животных в одних из самых крупных и необычных хищников мира? Эти и другие вопросы мы рассмотрим в последующих главах.

Глава 2 Кто такой тираннозавр?

Таксономия и систематика (определение видов и клад и установление их родственных связей) задают основу нашего современного понимания биологии. Выяснение, чем характеризуются виды и в каком родстве состоят друг с другом, позволяет реконструировать эволюционную историю организмов. Исследование ископаемых останков дает возможность узнать эволюционную историю на основании ныне существующих родственников или более полных останков других вымерших животных. Если невозможно установить, к какой группе относится данный организм, то о нем трудно что-либо сказать в плане эволюции, биологии либо его родственных связей с другими особями или группами. Таким образом, важно определить, какие виды являются тираннозаврами, а какие нет и как тираннозавры связаны с остальными динозаврами.

Кто такие динозавры?

Определение того, какое животное является динозавром, а какое нет, сейчас стало значительно более сложным, чем было когда-то, но также и более строгим. До появления кладистики (метода, с помощью которого мы реконструируем взаимоотношения видов и клад)[7] группы создавались таксономистами на основании основных признаков, по их мнению, объединяющих животных в данной группе. После публикации в 1859 г. «Происхождения видов» Чарльза Дарвина такие особенности начали использовать, чтобы определять общих эволюционных предков. Однако проблема заключалась в том, что выбранные признаки теоретически могли развиться независимо, а не указывать на общую историю в ближайшем прошлом. Были созданы такие группы, как «пахидермы», и хотя сейчас этот термин используется как синоним слонов, изначально пахидермы считались реальной таксономической группой, состоящей из больших «толстокожих» (буквальный перевод слова «пахидермы») травоядных животных: носорогов, гиппопотамов и слонов. Теперь мы знаем, что носороги ближе к лошадям, чем остальные названные животные, гиппопотамы ближе к антилопам (и, как выяснилось, китам), чем к другим двум видам, а слоны ближе к любопытным маленьким даманам и дюгоням с ламантинами. Словом, одна лишь эта заметная черта, пусть и общая для названных животных, не является ключом к пониманию их родственных связей.

Используя множество характерных признаков для систематизации новых видов или групп, обладающих большинством этих признаков, кладистика избегает ловушки случайного выбора пары-тройки ключевых черт, на которых будет основываться наша таксономия. Вместо этого мы можем сначала построить предполагаемые отношения – филогению, а потом посмотреть на распределение признаков и выбрать те, которые помогают выделять группы. Также у кладистики есть то преимущество, что можно проверить, не упустили ли мы из виду организм, который должен принадлежать к корректно выделенной группе, из-за того, что особенность, которую вы выбрали, не проявляется у всех ее членов (киты – все-таки млекопитающие, пусть даже утратили шерсть). Но даже при этом следует отметить, насколько верно рассуждали таксономисты до кладистического периода в науке: во всей биологии многие родственные связи, подтвержденные работами ученых-кладистов, в целом совпадают с предполагавшимися ранее, и, несомненно, многие из черт, характеризовавших прежние группы, так же актуальны в настоящее время. Бесспорно, современные методы более точны, но никак нельзя сказать, что старые работы никуда не годились.

Может показаться, что идентификация групп и связанных с ними признаков в кладистике грешит некоторой избыточностью, но это не так. На самом деле очень полезно знать, какие черты являются определяющими для данных групп (или видов), поскольку это позволяет нам и дальше работать с данными (будь то непонятная кость в коллекции, новая находка в поле или просто при общем обсуждении каких-либо деталей), не проводя каждый раз для проверки новый анализ. В результате перечни особенностей, определяющих группы, широко распространены и чрезвычайно полезны.

Чешуйчатая кожа и холодная кровь

Давайте начнем с очевидного вопроса: а что же такое рептилия? Здесь мы немедленно встречаемся с проблемой, обычной, когда имеешь дело с научной терминологией, не соотносящейся непосредственно и очевидно с расхожим представлением о группе. Спросите любого человека на улице, и он, скорее всего, ответит, что рептилии покрыты чешуей и холоднокровны, и, возможно, добавит, что они откладывают яйца в твердой скорлупе. Те, кто знают немного больше, могут назвать ящериц, змей, черепах и крокодилов как представителей рептилий, и призовые очки можно присудить любому, кто упомянет гаттерию или туатару (если вы не знаете, что это за животные, поищите информацию о них, потому что они потрясающие существа). Такое описание и список животных – весьма неплохое начало, хотя, несомненно, будет высказано множество ошибочных идей вроде принадлежности тритонов к рептилиям или универсальности раздвоенного языка для представителей этой группы. Однако существует научное определение для клады рептилии, весьма отличное от этого и подразумевающее совершенно иные следствия.

В целом считается, что группа рептилии охватывает всех животных, располагающихся на той ветви дерева жизни, которая ближе к современным группам животных, включающим в себя ящериц и птиц, чем к той, что произвела млекопитающих. У этих животных действительно есть общие черты, характерные для представителей группы (по крайней мере для предковых форм), в частности покрытая чешуей кожа; при этом другие признаки, вроде откладывания яиц, также присутствуют у предковых форм иных групп (не забывайте, что современные однопроходные – млекопитающие, откладывающие яйца), поэтому не являются определяющими для группы рептилии. Также в определении любой эволюционной линии подразумевается, что все потомки этой линии тоже являются ее частью. Динозавры, несомненно, относятся к кладе рептилии, но птицы произошли от динозавров. Следовательно, птицы на самом деле тоже входят в кладу рептилии, а значит, являются рептилиями. И вы тут же можете увидеть, где проходит граница между принятым в обычном языке понятием «рептилия» и научным, техническим термином (по этой причине все чаще используют термин «завропсиды»). Рептилии представляют собой особую проблему, поскольку для них тривиальное название появилось раньше научного, поэтому мне трудно спорить с обществом, не понимающим подобной терминологии и разницы между двумя понятиями (так что это одна из областей, где я считаю нужным действовать осторожно во избежание путаницы). Однако использование термина «динозавровые» вместо «динозавры» – совершенно иное дело, поскольку научное название появилось раньше общеупотребительного, так что, на мой взгляд, оно обладает чем-то вроде права первенства.

Вернемся к главной теме: клада рептилии включает в себя огромное количество ныне живущих и еще больше вымерших линий животных, населявших землю, море и небо на протяжении сотен миллионов лет. Динозавры, пожалуй, самые известные из них, а ящерицы и змеи – самые знакомые, но существует еще много странных и удивительных животных, живших раньше динозавров и вместе с ними. Разнообразных исчезнувших крупных морских животных, таких как плезиозавры и ихтиозавры, чаще всего принимают за динозавров просто потому, что это большие и вымершие рептилии, жившие в мезозое, но наряду с ними существовали похожие на танк бронированные этозавры, плоские, словно черепахи, плакодонты, клюворылые ринхозавры и множество других видов (особенные мои любимцы – поистине невероятные триасовые чудовища танистрофей и дрепанозавр).

Кто правит бал

Внутри клады рептилии есть важная группа – архозавры. Перевод этого слова – «ящеры-правители» – превосходное название и для древних, и для современных животных этой группы. Группа архозавры состоит из крокодилов и их родственников, летающих птерозавров, динозавров и, разумеется, птиц. Группа динозавры включает в себя крупнейших животных, когда-либо бродивших по Земле: эта клада доминировала на суше почти 150 млн лет; а птицы представляют собой самую разнообразную на сегодня группу тетраподов (около 10 000 видов). Архозавры определенно правят бал. Группа определяется формой и строением черепа и несколькими другими ключевыми признаками, такими как наличие зазубренных зубов (естественно, отсутствующих у современных птиц) и форма тазобедренного сустава.

Когда же речь заходит о самих динозаврах, их определение оказывается в каком-то смысле совершенно неинтересным. Подробная палеонтологическая летопись для любой группы дает большое количество информации по промежуточным звеньям: переходным или промежуточным формам и видам внутри группы. Любая группа не прекращает существование вдруг и не сменяется другой группой столь же внезапно: эволюции требуется время на формирование и изменение существ. При фрагментарной летописи картина выглядит так, будто одна группа появилась из ниоткуда (как раньше, например, птицы и киты), но богатая летопись (наподобие той, что существует сейчас для обеих этих групп, а также для динозавров) приводит к «размытому» переходу без какого-либо строгого разграничения. Именно этого и следует ожидать от эволюции, медленно изменяющей виды и группы от одних форм к другим, но также отсюда проистекают трудности в проведении четких границ между группами и, частично, сложность определения видов и клад.

Клада динозавры уникальна. Отделившись от линий других архозавров около 240 млн лет назад, динозавры постепенно пришли к доминированию в наземном царстве мезозойской эры. Сейчас мы присвоили названия более чем 1500 нептичьих видов в этой группе (что, впрочем, мало, если вспомнить, что в один лишь нынешний, крошечный по геологическим меркам период живет около 6000 видов млекопитающих), которые относятся примерно к 35 основным группам (раньше называвшимся семействами). Динозавры найдены на каждом современном континенте (включая Антарктиду), они были обнаружены во множестве стран, даже в тех, где мало свойственных для них горных пород, и тех, которые, вероятно, не слишком известны своими динозаврами, таких как Япония, Новая Зеландия, Перу, Италия, Нигер и Южная Корея. Мезозойские динозавры попадаются повсюду – от Тибета до Огненной Земли, от бельгийских угольных шахт до австралийских пустынь и канадского Заполярья. Это поистине глобальная группа, где взрослые особи варьируют по размеру от существ, которые могли бы с комфортом уместиться на вашей ладони, до чудовищ, весивших десятки тонн. В группу динозавров входят животные двуногие и четвероногие, хищники и травоядные, с рогами, шипами, броней, огромными гребнями на головах, поедатели муравьев, фильтраторы, норные, бегающие, лазающие и даже планирующие. Сводить динозавров к гигантским ящерам, как до сих пор делают многие люди, значит серьезно недооценивать разнообразие их форм, а также их эволюцию и поведение.

Если рассматривать динозавров чуть более подробно, то в первую очередь их можно разделить на две клады: птицетазовых и ящеротазовых; в их названии отражен главный (но не единственный) признак, определяющий эти группы, – форма таза. Для птицетазовых характерен тазовый пояс, похожий на птичий, где крупная лобковая кость направлена назад, в то время как в тазовом поясе ящеротазовых лобковая кость выдается вперед. Любопытный (или обескураживающий, в зависимости от вашей точки зрения) факт: птицы на самом деле являются ящеротазовыми динозаврами – у более поздних представителей ящеротазовых лобковые кости повернулись назад еще до появления птиц, и этот признак независимо пришел к сходной форме. Конечно, эти названия создавались, когда никто и подумать не мог, что птицы могут быть родственниками динозавров, и это хороший пример того, как все в науке может измениться.

За возможным исключением некоторых древнейших форм, почти все птицетазовые динозавры были травоядными, и некоторые развили удивительные адаптации, позволяющие эффективно поглощать и усваивать растительную массу. У них чаще всего имелся и клюв, и зубы позади него, что позволяло пользоваться разными способами обработки пищи в одной пасти. Группа птицетазовых динозавров содержит огромное разнообразие форм: некоторых четвероногих животных покрывали броня, пластины или шипы; у одних видов имелись массивные рога и воротники, а другие были небольшими и быстрыми; существовали виды двуногие и четвероногие, и у многих на головах росли одни из самых больших и вычурных гребней, использовавшихся в половом и социальном демонстрационном поведении. Динозавры со знакомыми названиями, такие как стегозавр, трицератопс, анкилозавр, игуанодон и гадрозавр, – все птицетазовые.

Ящеротазовые динозавры, пожалуй, вообще самые разнообразные животные по количеству видов и уж точно в плане экстремальных проявлений, но они значительно более консервативны в основных своих формах и демонстрируют только два главных варианта строения тела. Внутри клады ящеротазовые есть всего две группы, и обе мгновенно узнаваемы. Завроподоморфы известны прежде всего тем, что породили настоящих гигантов, многие из которых весили более 10 т, а масса некоторых из крупнейших, весьма вероятно, превышала 50 т (возможно, довольно значительно, и хотя старые оценки в 100 т и больше явно ошибочны, некоторые современные расчеты все же приближаются к 80 т для самых крупных завроподоморфов). Древние формы были на самом деле очень похожи на самых первых тероподов, и потому в различных анализах некоторые виды, близкие к началу эволюционного древа динозавров, помещали то в группу завроподоморфов, то тероподов, а иногда относили к предкам динозавров. Некоторые из этих животных, вероятно, были хищниками или всеядными – оппортунистами, берущими свое везде, где находили. Однако скоро такой тип питания уступил место травоядности, а потом эти существа устремились – не только фигурально, но и почти буквально – к небесам.

Древнейшие завроподоморфы все еще были двуногими, но вскоре они стали эволюционировать в сторону все большего увеличения размеров и опустились с двух ног на четыре. У большинства удлинились шеи, так что мы получили классические формы, такие как диплодок, брахиозавр и апатозавр: многотонные гиганты с громадными телами, ногами-колоннами и длинными шеями, поддерживающими маленькие головы, а также зачастую с длинными хвостами. Завроподы достигли пика своего разнообразия в юрском периоде, а в меловом значительно уменьшились в количествах, но не в размерах и сосредоточились преимущественно на южных континентах, хотя несколько видов (включая настоящих исполинов) продолжали обитать на севере.

На сцене звероногие

Итак, переходим к второй группе ящеротазовых динозавров – тероподам: родной группе тираннозавров. Название «тероподы» означает «звероногие», и это должно послужить некоторой подсказкой насчет того, в каком направлении шла эволюция этих животных. Предки динозавров были, вообще говоря, внешне весьма похожи на тероподов, так что, наверное, можно предположить, что завроподоморфы и птицетазовые динозавры дальше отошли от исходной группы, чем типичный представитель тероподов. Все тероподы ходили на двух ногах, и хотя следы в местах их отдыха показывают, что они могли опираться на передние лапы и лобок, когда сидели{2}, по сути своей они были двуногими животными. Длина передних конечностей варьировала очень сильно, так что у некоторых из последних нептичьих тероподов передние лапы были чрезвычайно длинными по сравнению с остальным телом, в то время как у тираннозавров и нескольких других групп передние лапы уменьшились настолько, что от них остались коротенькие отростки. У древних тероподов на кистях было по четыре пальца, однако у большинства их количество сократилось до трех, а у некоторых – до двух или даже только одного функционирующего пальца, и почти во всех случаях на этих пальцах имелись изогнутые и весьма острые когти. Хотя типичное для тероподов количество пальцев на ступнях – четыре, первый обычно был мал и расположен высоко на плюсне, примерно как прибылой палец у собак, так что ходили они на остальных трех пальцах.

Однако место, где располагается главный рабочий аппарат хищного животного, – это голова. У большинства тероподов в челюстях находилось множество изогнутых и зазубренных зубов, обеспечивавших рассекание того, что находилось в пасти, когда она захлопывалась. Зубы довольно сильно варьировали по размеру, форме и количеству у различных групп в соответствии с разными стилями охоты и питания. Примечательно, что некоторое количество тероподов последовали примеру завроподоморфов и птицетазовых динозавров и переключились на вегетарианскую (или по крайней мере всеядную) диету, сменив зубы убийц на орудия, способные срезать и грызть растения, или вовсе утратив зубы и отрастив клюв.

Очень многие нептичьи тероподы были покрыты какими-либо перьями, но в действительности большинство, если не все ящеротазовые динозавры обладали еще одной интересной птичьей чертой, а именно – воздушными мешками. Выросты легких заходили и в полость тела, и в сами кости, делая их пневматическими. Птерозавры, по сути, обладают такой же системой, и вполне возможно, что эта черта возникла еще до появления динозавров и была впоследствии утрачена птицетазовой ветвью, а не является уникальной для ящеротазовых. Этот признак, однако, является важным показателем родства между птицами и динозаврами, и именно он объединяет тероподов и завроподоморфов в группу ящеротазовых. Также он оказал заметное влияние на оценку массы этих животных: если значительную часть их объема занимал воздух, то они, вероятно, весили меньше, чем мы предполагали ранее.

Таким образом, во многих случаях идентификация костей или зубов тероподов, найденных в ходе раскопок или в коллекциях музеев, оказывается относительно простым делом. Изогнутый зазубренный зуб, вероятно, принадлежит тероподу, ящероподобный таз или полая пневматическая кость явно принадлежат ящеротазовому динозавру, и если она маленькая, то скорее тероподу, чем завроподоморфу. Любая когтистая передняя лапа будет принадлежать тероподу, и хотя в нашей книге это пока не освещалось, у многих тероподов имелись еще и характерные позвонки. Следовательно, отличить тероподов должно быть просто, но как понять, тираннозавр перед вами или представитель любой другой из многочисленных ветвей тероподов?

Тираннозавры собственной персоной

Тираннозавры, конечно же, имеют свои групповые особенности. Хотя общая анатомия и внешний вид позднейших тираннозавров легко узнаваемы и без глубоких познаний, первые тираннозавроиды значительно меньше отличаются от других линий тероподов, от которых они отделились. Через пару миллионов лет эволюционные траектории разведут их далеко друг от друга, и их потомки будут заметно отличаться.

Таким образом, древнейших тираннозавров невозможно отличить от близкородственных тероподов (компсогнатидов и других разнообразных базальных целурозавров) по одним только главным характерным признакам, таким как огромные головы и маленькие передние лапы тираннозавринов, – здесь придется немного глубже погрузиться в анатомические особенности тираннозавров. На наше современное представление о таксономии тираннозавров значительное влияние оказывают постоянно развивающиеся методы и новые открытия, и именно по этой причине некоторые виды не были сначала распознаны как тираннозавры, и возникали разногласия в вопросе, где именно на эволюционном древе тероподов располагается ветвь тираннозавров. Простые определения предложенных клад привели в итоге к ситуации, аналогичной «толстокожим», и, пожалуй, лучше всего это иллюстрирует предполагавшаяся, но оказавшаяся неприменимой группа карнозавры.

В отсутствие большого числа некрупных динозавров и переходных форм (и недостаточно подробного изучения анатомии) все крупные хищные тероподы были первоначально собраны в одну группу и названы карнозаврами{3}. Туда, естественно, вошел тираннозавр, а также и другие чудовища, такие как аллозавр, также являвшиеся крупными хищниками. Разумеется, разнообразные члены этой группы обладали общими чертами, такими как большой размер, но теперь мы знаем, что большинство их следует разнести по разным кладам. Аналогично определение карнозавров должно было бы исключать ряд таксонов, которые, как мы теперь знаем, относятся к тираннозаврам. Например, маленький процератозавр сначала считался (как подсказывает его название) предшественником цератозавра, поскольку у обоих на головах имелись большие гребни; позже предположили, что он относится к некой более древней эволюционной ветви тероподов; но сейчас процератозавр обоснованно считается древним и довольно мелким тираннозавром.

Процератозавра переопределили, потому что он обладает ключевыми признаками, которые мы теперь ассоциируем с тираннозаврами в целом. Тираннозавроидов диагностируют частично по тому, что у них сравнительно короткая предчелюстная кость, а также по гетеродонтии, т. е. зубы в их челюстях не одинаковы по форме (и не близки к одинаковым), как у многих рептилий (включая тероподов), а различаются. Если говорить более конкретно, их зубы в предчелюстной кости в поперечном сечении почти круглые или даже D-образные (плоская сторона обращена внутрь пасти, а круглая – наружу и смотрит вперед). На самом деле такие зубы похожи по форме на резцы многих хищных млекопитающих и довольно сильно отличаются от более обычных уплощенных остальных зубов в челюстях тираннозавра (но и эти зубы у тираннозавров обычно толще и прочнее, чем у других тероподов).

Еще одной древней чертой тираннозавроидов является то, что у взрослых особей носовые кости срастаются. Эти парные длинные тонкие кости располагаются вдоль средней линии черепа позади предчелюстной кости и между правой и левой верхнечелюстными костями; они образуют часть верха морды и ограничивают ноздри сзади. У всех видов тираннозавров носовые кости срастаются в одну, и поскольку эта особенность укрепляет весь череп, улучшая укус, можно сделать вывод, что она была важна на ранних этапах эволюции группы, а теперь к тому же помогает легко идентифицировать тираннозавров. Аналогично все поздние тираннозавриды имеют относительно длинные плюсневые кости (признак, снова появляющийся у птиц, а также у троодонтидов и орнитомимозавров, но все равно полезный для определения данной клады). Такой признак связан с двигательной схемой, отличающей тираннозавров от других животных, и также предполагает раннее возникновение этой черты у данной группы{4}.

Итак, эти признаки помогают нам определить, какое животное является тираннозавром, а какое нет. Отметим, что, хотя изначально данные черты описывались в рамках классической таксономической системы (попросту говоря, люди замечали, что ряд существ имеют несколько общих признаков, и на этом основании присваивали группе название), теперь такие черты устанавливаются в первую очередь через филогенетику. Это значит, мы проводим филогенетический анализ, используя все данные, что помогает нам увидеть, какие признаки объединяют выбранные группы. Тогда эти черты становятся полезными индикаторами для установления родственных взаимосвязей новых ископаемых останков без проведения полного анализа. Хотя всегда возможно обнаружить какое-нибудь странное новое животное, но если вы находите фрагменты черепа с D-образными предчелюстными зубами и сросшимися носовыми костями, то можете быть вполне уверены, что это тираннозавр, даже не проводя кладистический анализ. Аналогично следует учитывать, что эти черты используются для помощи в определении группы, однако они не являются абсолютными: птицы относятся к ящеротазовым динозаврам, несмотря на форму таза. Ключом к пониманию того, к какой группе принадлежит живой организм, является его эволюционное происхождение, а не внешний вид. Следовательно, хотя последнее, несомненно, помогает определить первое, но эволюция при наличии достаточного времени может изменить любые признаки весьма значительно.

Двигаемся дальше: процератозавриды представляют собой самую древнюю ветвь, отделившуюся от группы тираннозавроидов. Их можно идентифицировать по сильно увеличенным ноздрям и носовым костям, разросшимся в большой гребень{5}, что придает черепу весьма характерный профиль. Когда-то предполагалось, что процератозаврид гуаньлун на самом деле тождествен причудливому китайскому аллозавроиду монолофозавру, и у двух этих видов действительно присутствуют общие черты (как и у процератозавра), но монолофозавр по большей части лишен признаков тираннозавров, а у гуаньлуна их множество.

Мы переходим к более знакомым и крупным животным – тираннозавридам, и здесь явственнее проявляются хорошо известные черты и общий вид, который большинство людей могли бы идентифицировать как тираннозавровый. D-образные передние зубы и сросшиеся носовые кости по-прежнему присутствуют, но теперь мы также видим следующие ключевые признаки: зубы в верхнечелюстных и зубных костях становятся более толстыми, носовые кости сужаются в направлении затылка, а все когти на передних конечностях приобретают одинаковый размер (в отличие от более древних тираннозавров и других тероподов, у которых коготь на первом пальце заметно больше остальных){6}.

Таз также изменился: если смотреть сверху вниз, два крыла подвздошной кости идут почти рядом вдоль невральных отростков крестца, и весь таз выглядит так, будто кто-то сдавил его поплотнее. В то время как у тираннозавридов этот признак доведен до крайности, у гуаньлуна тоже есть нечто подобное, так что эта черта могла появиться или во всяком случае начать развиваться раньше в данной группе. Седалищная кость у тираннозавридов тоже изменилась: хотя лобковый «башмак» остается большим, у большинства динозавров есть также вырост на конце седалищной кости (или по крайней мере конец ее закруглен), но тираннозавриды на данном этапе утратили эту черту и конец седалищной кости заострен.

И наконец, удлинились большеберцовые кости, а плюсны стали даже длиннее, чем у древних тираннозавроидов. Средняя плюсневая кость сдавлена между боковыми плюсневыми костями (арктометатарзальная стопа), что также является диагностическим признаком тираннозавридов. И хотя этот признак независимо появляется и в других группах (таких как овирапторозавры[8]), в кладе тираннозавров он уникален для тираннозавридов и помогает отличать их от более ранних форм. Весьма примечательно, что на передних лапах у них теперь только два пальца: хотя третья пястная кость остается в виде отростка у многих особей (включая некоторых особей тираннозавров), функционирующих пальцев у любого тираннозаврида только два{7}.

Тираннозавриды разделяются на две основные группы – альбертозавринов и тираннозавринов, однако недавно было высказано предположение о третьей группе, входящей в последнюю: алиорамины. У этих тираннозавров имелся удлиненный и низкий череп, а не гигантская голова их родственников, а также достаточно тонкие зубы по сравнению с другими тираннозавринами{8}. У альбертозавринов череп пропорционально ниже, чем у более типичных тираннозавринов, но он выше и крупнее, чем у алиораминов; также у них длиннее голени, плюсны и пальцы ног, чем у других тираннозавринов{9}. У альбертозавринов есть ряд особенностей черепа: например, носовые кости больше не доходят до предглазничного окна (т. е. их форма и положение относительно верхнечелюстных костей изменились). На элементарном уровне вы бы могли неформально выделить альбертозавринов как тираннозавридов, находящихся посередине между двумя другими кладами: они не такие стройные, как алиорамины, но и не такие плотно сложенные, как тираннозаврины.

В придачу к большей голове и в целом более плотному телосложению взрослых особей по сравнению с альбертозавринами, не говоря о других тероподах, у тираннозавринов заметно искривлен нижний край верхнечелюстных костей, поэтому линия верхней челюсти дает вполне характерный профиль при открытой пасти. Череп со временем продолжает меняться, предглазничное окно становится больше в высоту, чем в длину, изменяется форма глазницы: у более поздних видов по крайней мере она становится суженной в середине, отчего глазница по форме несколько напоминает восьмерку (глазное яблоко при этом сидит в верхней части «восьмерки»). И снова таз оказывается важным ключом: подвздошная кость теперь длиннее бедренной, а лобковый «башмак» все больше увеличивается, так что его теперь можно выделить как особо измененную часть тазового пояса.

Если вы вооружены подобными знаниями, разбираться в окаменелых останках тираннозавров становится относительно просто. Также сразу делаются очевидными некоторые преобразования и изменения, указывающие на то, как эти животные эволюционировали: все время увеличивающийся лобковый «башмак» и удлиняющиеся плюсны, изменение формы головы, уменьшение передних лап, преобразования носовых костей и т. д. Некоторые из этих изменений явственным образом связаны с основными функциями, такими как движение, но другие, пожалуй, менее очевидны и могут быть просто случайными изменениями, зафиксированными эволюцией в ходе развития данных линий. В любом случае знания об этом помогают понять, как изменялась данная группа с течением времени и каковы биологические следствия таких изменений.

Как бы там ни было, подобное рассмотрение основывается на том факте, что мы можем относительно уверенно сгруппировать отдельные виды тираннозавров в клады и определить родственные отношения между ними. Зная, кто кому родственник, мы имеем возможность увидеть, что у них общего и в чем они отличаются, и таким образом выяснить, какие произошли изменения. Для этого нам потребуется углубиться в родственные отношения тираннозавров дальше признаков, описанных выше, что позволит определить эти группы и понять, почему мы можем выделить такие черты в качестве диагностических. Мы подробно разберем это в главе 4, но сначала нам нужно воспользоваться перечисленными признаками, чтобы распределить наших тираннозавров по разным видам.

Глава 3 Виды тираннозавров

Так сколько же существует видов тираннозавров? Вопрос вовсе не простой и крайне важный, если мы собираемся изучать эволюционную историю тираннозавров. В разное время в течение века с лишним были описаны десятки видов тираннозавров, однако не все они признаны исследователями: мы уже видели, что такие названия, как динамозавр и дейнодон, больше в науке не используются, а другие – вроде шаншанозавра – остаются спорными. Множество фрагментов костей, странных зубов и тому подобных останков то и дело приписывались новым родам и видам, и хотя в большинстве случаев они принадлежат тираннозаврам, у них нет определяющих признаков, маркирующих их как подлинно обособленную группу. Например, неполная лопатка была определена в 1958 г. как принадлежащая новому роду тираннозавринов, названному цзиньганкоузавр, но детальный анализ этой кости Стивом Брюсатти и коллегами в 2013 г. показал, что в ней нет ничего, что позволило бы отличить ее от костей любого другого крупного тираннозавра{10}. Таким образом, данное видовое название остается nomen dubium (буквально переводится как «сомнительное название») и поэтому не признается. Происхождение других ископаемых животных еще более спорно, и между исследователями может вестись бурная полемика о том, насколько обоснованы названия этих видов. Главным среди таких видов является нанотираннус, которого некоторые считают очень интересным карликовым тираннозавром, жившим бок о бок с тираннозавром; большинство же ученых полагают, что образцы, приписываемые нанотираннусу, принадлежат просто-напросто молодым особям тираннозавра (к этому вопросу мы вернемся позднее).

Оставим в стороне спорные названия; в настоящее время известно 29 видов тираннозавров, по поводу которых согласны почти все ученые. Это число быстро растет. В течение последнего десятилетия названия присваиваются по меньшей мере одному новому виду в год, притом что существует некоторое количество неидентифицированных окаменелостей, которые также могут оказаться останками представителей новых видов, но пока только ожидают получения формального названия от исследователей. Общее число, вероятно, еще возрастет, прежде чем наша книга увидит свет[9]. Количество открываемых видов резко увеличилось за последние годы, частично вследствие новых открытий вроде обнаружения ютираннуса и второго вида алиорама (алиорам алтайский, Alioramus altai), но также после признания того, что некоторые животные, прежде относимые к другим группам, являются на самом деле тираннозаврами, и самый очевидный пример – процератозавр. Относительно недавно это животное считалось относящимся к группе, именуемой, как можно догадаться по названию, цератозаврами, однако новые исследования, особенно работа Оливера Раухута 2010 г., дали основание предполагать, что это был один из древнейших тираннозавров. Такие изменения, основанные на данных, полученных при изучении новых скелетов или при более детальном анализе имеющегося материала, не являются в палеонтологии чем-то необычным, и в результате этих дополнительных исследований и всплеска новых открытий число тираннозавров увеличивается.

Три десятка видов могут показаться не таким уж большим количеством, учитывая разнообразие форм, допустим, современных нам собак и кошек, не говоря уже о группах, существующих более 100 млн лет, но мы еще только подступаем к разнообразию динозавров, и, несомненно, намного больше видов ждут своего открытия. К тому же тираннозавры «страдают» из-за того, что были сравнительно крупными хищниками, которые в принципе являются более редким элементом экосистем. Поезжайте в Африку – и вы увидите всего одного-двух львов на каждую сотню зебр или антилоп, и, поскольку там также есть гиены и другие хищники-конкуренты, львы составляют лишь небольшую долю от общего количества особей млекопитающих данного региона. Разумеется, ситуация в области ископаемых находок более сложна, но хищники (и особенно крупные хищники) просто-напросто редко встречаются, так что палеонтологам найти их труднее, чем более распространенных животных.

По сравнению с другими группами крупных хищных динозавров тираннозавры достаточно разнообразны (рис. 5а), и имеющиеся количественные данные отражают это разнообразие. Учитывая чрезвычайный интерес к тираннозаврам и тот факт, что многие экземпляры найдены в Северной Америке, эти животные в действительности стали предметом значительно большего количества исследований, чем группы преимущественно африканского или южноамериканского происхождения. Например, сейчас известно около 20 видов из клады аллозавроидов и 12 – из цератозавроидов, среди которых преобладали крупные хищники, а знаменитых спинозавров известно меньше 10 видов, несмотря на их распространенность по всей Африке, Азии, Южной Америке и Европе на протяжении не менее 30 млн лет (и большинство их видов известны лишь по нескольким фрагментам скелета). Такое количество научных исследований не означает, что число видов тираннозавров искуственно раздувается, другие группы несколько проигрывают им, когда речь идет о количестве найденных и названных видов, и в целом различные клады могли бы быть более близки по количеству видов.

Далее приведен список всех ныне известных и признанных родов и видов тираннозавров. Без сомнения, некоторые ученые не согласятся с этим списком (кто-то, к примеру, предпочитает, чтобы Tarbosaurus bataar назывался Tyrannosaurus bataar), и хотя будущие исследования, несомненно, расширят список, некоторые другие виды могут выпасть из него, если выяснится, что их представители относятся к уже существующим видам, ведь наше понимание анатомии совершенствуется и появляются новые находки. В действительности около 30 % всех новых видов, получающих научное название, впоследствии вычеркивают из списков, как цзиньганкоузавра и дейнодона. Частично это происходит из-за чрезмерно вольного подхода к присвоению названий в прошлом, но и новые виды продолжают получать названия на основании плохо вычлененных признаков и ограниченных данных.

Что делает вид видом?

Выделение новых видов и присвоение им названий – дело важное, но также необходимо знать, сколько существует видов и чем они характеризуются, поэтому вопросы об отличительных чертах видов привлекают такое внимание (и нередко вызывают жаркие споры). Корректно определить вид довольно сложно даже для многих современных организмов, и возникает множество разногласий как среди таксономистов, работающих с ныне существующими животными, так и среди палеонтологов, имеющих дело с ископаемыми останками. Часто встречающееся определение вида как «группы организмов, способных скрещиваться между собой и производить способное к размножению потомство» – лишь одно из множества используемых в настоящее время. У него есть свои ограничения: во-первых, оно не слишком подходит для окаменелостей; во-вторых, вряд ли возможно практически проверить, может ли скрещиваться любая взятая пара животных. В результате биологи пользуются некоторым спектром «концепций вида» для идентификации видов – по генам, поведению, скрещиванию и другим характеристикам. В случае палеонтологии мы полагаемся на то, что называется «морфологическая (или типологическая) концепция вида»: из данных у нас в основном имеется только морфология (анатомия, а конкретно кости и зубы), так что мы обосновываем свои определения именно на ней. По сути, этот метод не лучше и не хуже других, и, конечно же, многие современные виды можно распознать по их анатомии, так же как и по любым иным признакам. Выглянув в окно, вы, вероятно, сможете определить большинство птиц в своем саду по отличиям в оперении, но их скелеты тоже выглядят по-разному, и, естественно, птицы по-разному себя ведут, у них различные гены, и они обычно спариваются с ближайшими родственниками. Полагаться только на анатомию – не идеальный метод, но он не лучше и не хуже других возможностей, и большинство разных концепций вида вполне дополняют друг с друга.

И все же бывает непросто точно определить вид по одним лишь костям, а когда имеется только половина скелета или меньше, может быть непонятно, действительно ли данный экземпляр является представителем какого-то нового вида. Цзиньганкоузавр мог оказаться новым тираннозавром, но поскольку его невозможно достоверно отличить от тех животных, которым название уже было дано, в настоящий момент его следует считать неопределенным или сомнительным – так серое перышко в саду может принадлежать птице нового вида, но легко может оказаться пером воробья или крапивника. Этот подход может показаться чрезмерно консервативным, но такие находки, как зубы тираннозавров, вполне обычны (посетив провинцию Альберта в Канаде, мы с двумя коллегами нашли несколько таких зубов за одно утро), и хотя принадлежность их к более широкой группе определить легко, сверх этого очень мало что можно сказать, и уж, конечно, лучше не давать новых видовых названий всякий раз, как появляется новый зуб, отличный по размерам от прежних или с чуть бо́льшим количеством зазубрин.

Дополнительные сложности проистекают из того факта, что, как и у большинства позвоночных, у динозавров по мере роста менялись как размеры, так и внешний вид. Только что вылупившийся из яйца тираннозавр выглядел во многом не так, как полувзрослое животное, и оба отличались от особи, достигшей зрелости. Следовательно, важно удостовериться, что видовые названия даны взрослым животным либо, если известны только ювенильные особи, что их отличительные признаки по-прежнему пригодны для определения вида. Например, многие млекопитающие с возрастом меняют окраску, а молочные зубы детенышей могут отличаться от зубов взрослых особей, поэтому использовать признак окраски или форму и расположение зубов, чтобы отличить взрослое животное одного вида от юного представителя другого – не очень хорошая идея. В частности, для маленьких детенышей всех видов обычно характерны очень большие головы и огромные глаза, так что эти признаки лучше не брать, хотя любой найденный экземпляр ископаемого животного с непропорционально большими глазами сразу рассматривается как возможный детеныш и, следовательно, представляет огромный интерес. В то же время такие особенности строения, как количество пальцев на передней или задней конечности или число шейных позвонков, скорее всего, не изменяются с возрастом, так что расхождения в подобных признаках, вероятно, отражают реальные межвидовые отличия. Все становится яснее, когда у вас есть и взрослые, и ювенильные животные одного вида, как получилось, к примеру, с тарбозавром.

Даже в одном возрасте не все представители одного вида в точности похожи друг на друга (рис. 5b). Среди людей встречаются рослые и невысокие, шатены и брюнеты, у человека могут быть серые или зеленые глаза, или большие уши, или римский нос, но есть и более глубокие различия в скелете и зубах. Нередко попадаются люди с одной лишней или недостающей костью в копчике, с зубами мудрости или без, со вдавленной грудью, без ключиц, с другими вариациями. Некоторые из этих особенностей встречаются значительно реже других (хотя могут быть обычными для отдельных популяций), но все они – часть картины человеческой изменчивости. Лично у меня, например, довольно странная форма черепа, что хорошо видно при короткой стрижке, но я искренне надеюсь, что меня из-за этого не станут исключать из человеческого вида. Нам, разумеется, необходимо принимать во внимание такие различия внутри вида (известные как внутривидовая изменчивость) и не придираться к мелочам: только потому, что у найденного вами черепа на один зуб больше, чем у всех остальных экземпляров Tyrannosaurus rex, нельзя считать, будто перед вами новый вид.

Дело в том, что некоторые части тела животных чрезвычайно изменчивы, и потому к их определению нужно подходить с особым вниманием. Прежде всего к ним относятся хвосты, число позвонков в которых значительно различается у многих позвоночных, и это также справедливо для динозавров{11}. Длина хвоста может очень сильно отличаться даже у очень близких видов динозавров, и внутри видов также могут встречаться серьезные различия. Это означает, что для животных, о хвосте которых ничего не известно, достаточно трудно сказать, насколько длинным он был, и, даже если у животного бо́льшая часть хвоста сохранилась, утраченная часть могла оказаться значительно длиннее, чем можно было ожидать. Это одна из причин, по которой я обычно избегаю традиционной «общей» длины динозавров, рассчитанной по размерам их туловища: если основываться на одном измерении, то получается, будто животное с длинным хвостом заметно «больше» животного с коротким хвостом. Рысь не намного длиннее домашней кошки, но у первой всю эту длину занимает туловище, а у второй еще и хвост. Учитывая, как мало мы знаем динозавров с прилично сохранившимся хвостом, общая длина животного становится чистым гаданием на кофейной гуще. Однако для тираннозавров это, пожалуй, небольшая проблема, поскольку все они имели очень похожее строение тела, но нельзя исключить возможность находки очень длинно– или короткохвостого животного, которая все перевернет, поэтому, хотя я привожу в данной книге оценочные общие длины, имейте в виду, что для некоторых видов они могут оказаться завышенными или заниженными. Наконец, также могут иметь место различия между самцами и самками, называемые половым диморфизмом (буквальное значение – «две разные формы»). И снова, хотя в животном царстве некоторые такие различия могут быть весьма впечатляющими (мало кто перепутает павлина с павой или самца и самку благородного оленя), даже у животных с незначительной разницей между полами могут иметься определенные отличия в костях – как достаточно очевидные, так и малозаметные. Однако выявление таких отличий у динозавров значительно сложнее, особенно принимая во внимание, что зачастую у нас есть только одна или две особи данного вида, которых, вероятно, разделяют тысячи лет.

Несмотря на обилие исследований, у очень немногих видов динозавров мы можем хоть с какой-то уверенностью отличить самца от самки. Частично это связано с крайне узким набором данных: многие виды известны только по одной или двум-трем особям, так что практически не на что опереться. Даже у тех видов, для которых найдены десятки полных скелетов, разница кажется небольшой, и потому неясно, есть ли между ними достаточно четкие и постоянные отличия, чтобы разделить данные экземпляры на две группы или выстроить по ним нечто вроде спектра. Даже если можно четко выделить две группы, все равно останется неизвестным, кто из них самцы, а кто самки. Ранее предлагалось несколько вариантов различий, которые могли бы дать ключ к определению пола обладателя скелета, но они оказались неверны. Например, выдвигалось предположение, что у самок в основании хвоста должно быть на один шеврон меньше, чем у самцов, чтобы облегчить откладывание яиц, и хотя у некоторых скелетов динозавров вроде бы действительно меньше шевронов, чем у других особей того же вида, этот признак никак не связан с какими-либо еще различиями, и на самом деле у современных рептилий эта особенность не имеет отношение к полу, т. е., по-видимому, данный признак малополезен. Словом, если кто-то утверждает, будто какая-либо особь динозавра, да еще и тираннозавра, была женского или мужского пола на основании общего внешнего вида, я в большинстве случаев отнесусь к этому с изрядной долей скепсиса. Тем не менее это не означает, что самок нельзя идентифицировать вообще – в некоторых случаях это можно сделать на основании удивительной причуды репродуктивной биологии рептилий и птиц, которая оставляет следы в костях.

Животные, откладывающие яйца с твердой скорлупой, нуждаются в запасе кальция, причем достаточно большом и который можно очень быстро использовать в период откладывания яиц, чтобы сформировалась скорлупа. Поэтому непосредственно перед брачным сезоном и во время него у самок птиц и рептилий в трубчатых костях конечностей откладывается особый костный слой. Этот слой – медуллярная кость – устроен так, что может легко раствориться и отправить свой запас кальция в кровоток для формирования скорлупы. Можно сделать очень тонкий срез бедренной кости, поместить его под микроскоп и легко увидеть характерную структуру медуллярной кости, если она наличествует, – ее трудно перепутать с чем-либо еще. Если у вашего экземпляра есть такая кость, то животное, несомненно, является самкой, хотя, разумеется, отсутствие такой кости не указывает на то, что это самец, – ваш экземпляр может просто оказаться самкой вне брачного периода (или даже неполовозрелой). В теории вы могли бы идентифицировать самца, если бы нашлось несколько животных, сохранившихся вместе в одно время: если у одних есть медуллярная кость, а у других нет, то сезон размножения, по-видимому, был в разгаре и особи, у которых нет таких костей, вероятно, самцы. Если удастся показать, что у предполагаемых самцов имеются некоторые устойчивые отличия в морфологии скелета, это будет вполне убедительным доказательством. Медуллярная кость позволила палеонтологам с уверенностью идентифицировать по крайней мере нескольких самок динозавров.

Все это дополнительно усложняет запутанный вопрос точного определения, действительно ли данный ископаемый экземпляр относится к новому роду или виду либо это просто несколько странный представитель уже существующего таксона. Не все ученые согласятся друг с другом в том, насколько должно отличаться животное, чтобы ему потребовалось новое название, и вокруг идентификации видов могут возникать (и возникают) ожесточенные баталии. Однако реальные различия редко ставятся под сомнение: никто не станет спорить, что рапторекс и нанотираннус внешне совсем непохожи на тарбозавра и тираннозавра соответственно, но вопрос в том, действительно ли это разные виды или просто детеныши либо странно выглядящие особи. Когда споры возникают на почве мелких особенностей при неполных останках животных, вопрос значительно усложняется.

Присвоение названий новым видам

Тем не менее при всех этих сложностях в мире тираннозавров присутствует некоторое согласие. Большинство исследователей, за исключением некоторых белых ворон, предлагают весьма похожие списки видов и относят к ним одни и те же экземпляры окаменелостей. В то же время исследователи готовы рассматривать новые данные или результаты новых анализов, и ничто не мешает выдвигать аргументы, опровергающие старые идеи. Многие разногласия концентрируются вокруг одних и тех же людей, спорящих по поводу одних и тех же экземпляров животных, и потому в действительности не оказывают значительного влияния на исследования в более широких областях при условии, что вы понимаете: в работах тираннозавролога X нанотираннус всегда будет считаться отдельным родом, а у тираннозавролога Y – нет.

Хотя разногласия могут возникать и по поводу полных скелетов: в некоторых случаях может оказаться достаточно поразительно маленьких фрагментов, чтобы уверенно определить их принадлежность какому-либо из видов тираннозавров или выделить новый вид. В 2010 г. я был ведущим автором в исследовании, давшем название новому крупному тираннозаврину – чжучэнтираннусу магнусу (Zhuchengtyrannus magnus) из Восточного Китая{12}. Хотя из карьера извлекли совсем немного костей, в их число входили части черепов двух весьма различных тираннозавридов, и потому невозможно было понять, какие фрагменты к какой голове относятся, не имея целого животного в качестве образца. В результате, хотя имелись зубы, бедренная кость, кости плюсны, спинные позвонки и несколько ребер, чжучэнтираннус был окончательно выделен как вид и получил название на основании всего одной неполной верхнечелюстной и одной зубной кости. Более того, в зубной кости не было ничего уникального, так что фактически вся идентификация нового вида базировалась на верхнечелюстной кости. Тем не менее мы смогли обнаружить у этой кости ряд уникальных черт, не найденных ни у одного другого тираннозавра, в особенности у тарбозавра (тираннозавра, ближайшего по времени, месту и размеру и являвшегося наиболее вероятным кандидатом, если бы данное животное не определили как новый вид). Верхнечелюстная кость – чрезвычайно важный для диагностики элемент скелета, поскольку обладает большим количеством тонких анатомических особенностей, которыми пользуются для определения видов и родственных связей между ними. Скорее всего, выделить новый вид было бы невозможно, если бы у нас имелся только хвостовой позвонок или плечевая кость, но этот случай показывает, как мало ископаемого материала может потребоваться, чтобы уверенно распознать новое животное.

Существуют формальные требования, которые необходимо выполнить, чтобы дать название новому виду, и, поскольку этот процесс может занять много времени, нет ничего необычного в том, что люди изучают и определяют окаменелости, возможно, относящиеся к новому виду, но ранее не получившие названия. Если просмотреть научную литературу, то еще в 1992 г. появляются упоминания о тираннозавре из формации Ту-Медисин. Да, он действительно найден в Канаде, в формации Ту-Медисин (геологическая серия в Альберте, заходящая также на территорию Монтаны в США), но непонятно, почему ему пришлось 20 лет пролежать без названия. Некоторые находки оказываются в сложном половинчатом положении: сохранилось недостаточно элементов скелета, чтобы отличить это животное от других видов, но оно почти точно относится к новому виду. К примеру, в 2010 г. Роджер Бенсон с коллегами описал фрагмент лобковой кости из юго-восточной Австралии{13}. От нее сохранилось не слишком много, но все же достаточно, чтобы с некоторой уверенностью сказать, что она принадлежала какому-то древнему базальному тираннозавру, а учитывая расстояние между Австралией и ближайшими в территориальном смысле останками тираннозавра, весьма вероятно, что этот экземпляр является представителем пока что не определенного вида.

По счастью, находят не только фрагменты костей и зубов, и для многих тираннозавров имеется огромное количество превосходного ископаемого материала. Например, дилун известен по почти полному и очень хорошо сохранившемуся экземпляру, а гуаньлун – минимум по трем скелетам, два из которых собраны почти полностью, а третий принадлежит детенышу. Каждый из канадского трио – альбертозавр, дасплетозавр и горгозавр – известен по многим прекрасно сохранившимся экземплярам, причем некоторые собраны практически до последнего зуба, ребра и шеврона; и сам тираннозавр тоже не исключение: имеется довольно много практически полных скелетов этих животных.

Глава 4 Родственные связи тираннозавров

Несмотря на все разногласия и споры вокруг идентификации видов и присвоения им названий, у нас все же сложилось неплохое представление о различных видах (и родах) тираннозавров – по крайней мере на сегодняшний день, – и мы рассмотрели признаки, объединяющие разные группы. Знание о том, чем характеризуются виды и какой ископаемый экземпляр к какому виду относится, – очень важная отправная точка, но, чтобы по-настоящему понять эволюцию группы животных, нам нужно представлять, как ветвилось эволюционное древо тираннозавров, образуя разнообразные линии и виды.

Беглый обзор некоторых общих признаков различных родов дает представление о том, какие из них могут быть ближе друг к другу, а какие дальше. Таков в целом подход традиционных таксономистов: объединять живые организмы в группы на основании нескольких общих признаков, но подобный метод имеет ограниченное разрешение, и всегда есть риск уже упоминавшейся проблемы «толстокожих-пахидерм», т. е. ошибочный выбор характерных признаков. Разумеется, тираннозавр, тарбозавр и чжучэнтираннус имеют достаточно общих признаков, чтобы мы могли счесть их близкими родственниками (они крупнее любых других тираннозавров, у них меньше зубов в верхнечелюстных костях и более высокий череп), но полезно и интересно точно знать, кто к кому ближе, а это требует более детального анализа.

Методы, используемые для составления эволюционных деревьев организмов и показывающие, какие между ними родственные связи, называются филогенетикой, а составленные «деревья» – филогениями. Их создание, по сути, сводится к оценке всех доступных данных по какому-либо виду и сравнение с данными по другим видам, чтобы определить, у каких видов больше общих черт. Виды, являющиеся более близкими родственниками, будут иметь больше общих признаков, поскольку у них более длительная общая эволюционная история и они меньше изменились с тех пор, как приобрели отличия от предков, а менее родственные виды будут иметь меньше общих черт.

Поначалу филогении строились вручную: небольшое количество видов или родов сравнивалось по паре десятков признаков и из этих данных собиралось дерево. У такого метода имелось две очевидные проблемы: он занимал чудовищно много времени, а объем учитываемой информации был в лучшем случае невелик. Сравнение вручную примерно десятка видов по 20 или 30 признакам могло занять целый день, и, конечно же, всегда оставался риск субъективной ошибки. Это стало явным улучшением старой системы простого выбора нескольких почти произвольных признаков и присвоение им важного статуса, но переход от пяти-шести черт к паре десятков на самом деле не был таким уж грандиозным скачком вперед, притом что сейчас (в отличие от прошлого) можно было бы обеспечить большее разрешение метода и в теории определить точные родственные связи между любыми тремя-четырьмя видами. Без какой-либо автоматизации этот процесс неизбежно оказывался очень медленным.

Будучи студентом, я именно так учился строить филогении в не столь уж далеком 1997 г. – составлял эволюционные деревья вручную. Это было довольно увлекательное занятие, давшее мне действительное понимание используемых данных и того, как изменения или дополнения к этим данным могут повлиять на итоговое дерево. Но сам процесс неминуемо должен был быть вытеснен компьютерным расчетом.

Это заняло больше времени, чем вы могли бы подумать. К этому моменту компьютеры в науке распространились повсеместно и программы для филогенетических построений были доступны, однако количество расчетных вариантов даже для небольших деревьев поражало воображение. Как в задаче с даром махараджи (предполагалось положить одно зернышко риса на первую клетку шахматной доски, два на вторую и т. д.), числа становились очень большими, причем чрезвычайно быстро. Для трех видов есть только три возможных результата: А и В ближе друг к другу, чем С; В и С ближе, чем А; и наконец, А и С ближе, чем В. Однако для четырех видов уже возможны 15 комбинаций (А и В, потом С, потом D; А и В, потом D, потом С; А и В, потом С и D как вторая пара и т. д.), а пять видов дают уже 105 возможных деревьев, когда же вы берете всего лишь десять видов, то получаете уже 34,5 млн комбинаций. А если рассматривать десятки или сотни видов, то проблематично даже подсчитать количество возможных деревьев. В итоге прошло значительное время, прежде чем вычислительная мощность среднего персонального компьютера позволила обрабатывать объемы информации, и прежде чем программное обеспечение стало достаточно совершенным, чтобы быстро исключать громадное количество заведомо неправильных деревьев перед тем, как тщательно изучить относительно небольшое число вариантов и выбрать лучший.

В наши дни обычным стал анализ ископаемых групп позвоночных, где десятки видов сравниваются по сотням признаков. Недавние анализы тираннозавров охватывают практически все известные виды и более 300 признаков, описывающих всё: от формы верхнечелюстной кости и дентикул на зубах до места прикрепления мышц таза, формы лодыжки и строения черепной коробки. Иными словами, было собрано и обработано колоссальное количество данных, и почти все особенности, какие только удалось обоснованно выделить, проанализировали и сопоставили. Сведе́ние всех этих данных воедино означает, что результаты такого анализа – лучшие, какие вообще возможно получить в имеющихся обстоятельствах (недостаток данных, например от неполных скелетов, может создавать сложности и говорить о том, что мы не в состоянии всегда учесть все, и, разумеется, поскольку детеныши могут выглядеть не так, как взрослые животные, им следует уделять особое внимание).

Поставим тираннозавров на место (эволюционное)

Давайте начнем с динозавров в целом и с того, где главные игроки располагаются на эволюционном дереве или по крайней мере на его участке в пределах ближайших к нам разветвлений группы рептилий. Тираннозавры – всего лишь одна группа (или клада – более точный эволюционный термин[10]) тероподов, и важно понимать, как они связаны с другими формами. Это ключ к определению, какие черты уникально тираннозавровые, а какие унаследованы ими от предков. Как можно видеть на диаграмме ветвящегося дерева, тероподы в действительности находятся ближе всех к завроподоморфам: группе, в которую входят все крупнейшие и знаменитые гиганты с длинными шеями, такие как диплодок и апатозавр. Все прочие динозавры, включая рогатых динозавров, броненосных динозавров и гадрозавров, относятся к кладе птицетазовых (рис. 6). Динозавры, по сути, являются довольно близкими родственниками нединозавровых птерозавров (часто неверно называемых птеродактилями, а также иногда ошибочно считающихся предками птиц), и крокодиловых – группы, теперь значительно уменьшившейся, но прежде весьма разнообразной. Птицы в очень многих аспектах являются динозаврами и действительно произошли от группы птицеподобных динозавров, называемых дейнонихозаврами.

Эти деревья заведомо несколько упрощены: не все живые организмы располагаются аккуратными группами, и есть отдельные виды, которые размещаются между показанными на рисунке, а также виды, чье положение до конца не ясно. Тем не менее схема адекватно отображает общую согласованную позицию палеонтологов по поводу положения этих групп. Силуэты здесь и ниже дают общее представление о внешнем виде животных в соответствующих кладах, хотя во многих случаях разнообразие форм и размеров оказывается существенно преуменьшенным (например, среди птиц есть павлины, попугаи, киви, пингвины, страусы, колибри и альбатросы).

Внутри группы тероподов тираннозавры занимают среднее положение. Они были не первой появившейся группой, но и не последней. Названия клад часто даются по первому или самому известному ее представителю (тираннозавры, как понятно, названы по тираннозавру, аллозавры по аллозавру и т. д.), но остальные оказываются для непосвященного более непонятными: например, легендарный велоцираптор является дромеозавридом, и мало кому знакомо название теризинозавроиды. Как можно видеть, ближайшие родственники тираннозавров – компсогнатиды и орнитомимозавры, и тираннозавры близки к базальной группе, называемой целурозавры, что означает «полохвостые ящеры». Хотя теперь известно, что полые кости существовали задолго до возникновения этой группы, название дано вследствие обилия пневматических, как у птиц, костей, характерных для всех представителей этой крупной клады.

Возьмем тираннозавров «крупным планом» и рассмотрим схему, изображающую их «стандартную» филогению (рис. 7а). На ней видны три главных ветви, обозначающие отдельные клады, которые представляют собой результат эволюционного расхождения предшествующих клад. Раньше всех отходит ветвь процератозавридов, а далее внутри тираннозавридов появляются группы алиораминов, альбертозавринов и тираннозавринов. Несмотря на некоторую неуверенность в возрасте горных пород, сохранивших останки разных тираннозавров, в целом эволюционная схема данной филогении соответствует датам, когда эти группы появляются в палеонтологической летописи. То есть линии, которые, по нашим предположениям, возникли позже, действительно появляются в более поздних, более близких к современности породах. Кстати, это одна из причин считать, что кладистика дает в целом точные результаты. Исследования показали, что точки ветвления наших деревьев для всех видов ископаемых организмов в среднем совпадают со временем первого появления различных окаменелостей, чем повышают уверенность в анализе.

Тем не менее неизбежно возникают разногласия в вопросе точного расположения групп в разных анализах. Разные исследователи используют различные комбинации признаков и даже видов в своих работах и получают немного отличающиеся деревья. Например, некоторые деревья предлагали поместить бистахиэверсора в группу тираннозавринов – положение, довольно сильно отличающееся от показанного на рисунке выше. В целом, однако, все было довольно стабильно, по крайней мере до самых недавних пор.

Во-первых, в 2012 г. аргентинский палеонтолог Фернандо с коллегами предположил, что тираннозавры могли оказаться значительно большей группой, чем представлялось ранее{14}. Они предположили, что еще несколько видов были или очень тесно связаны с кладой тираннозавроидов или даже входили в нее. Этот ряд видов включает загадочного мегараптора из меловых отложений в Аргентине и фукуираптора из Японии – животных, обычно считавшихся частью группы аллозавроидов и на настоящий момент в целом признанными представителями этой группы. Есть определенные анатомические особенности, говорящие в пользу данной гипотезы, но она довольно сильно контрастирует с предыдущими анализами и аллозавроидов, и тираннозавроидов. Разумеется, это предположение не является совсем невероятным, но мы пока отложим его в сторону.

Вторая гипотетическая возможность большого сдвига парадигмы возникла с обнаружением литронакса в 2013 г., и с этим крупным новым родом появился новый анализ эволюции тираннозавров. В статье, описывающей это животное и дающей ему название, авторы, Марк Лёвен с коллегами, представили дерево, чуть ли не радикально отличающееся от предыдущих интерпретаций{15}. В этой работе многочисленные таксоны передвинулись со своих «стандартных» позиций, и расстановка тираннозавров стала заметно иной. У этого есть некоторые довольно важные следствия, в частности, говорящие о том, как разные тираннозавры и особенно тираннозаврины могли распространяться по миру и перемещаться между континентами. Этот вопрос рассматривается далее в главе о тираннозаврах во времени и пространстве, но с эволюционными следствиями мы разберемся здесь.

Глядя на филогению Лёвена, мы видим, что между группами произошли перестановки (рис. 7b). Основные ветви никуда не делись, и большинство их представителей остались на местах (к примеру, тираннозавр и дасплетозавр по-прежнему тираннозаврины, альбертозавр и горгозавр – альбертозаврины, гуаньлун – процератозаврид), но другие ветви переместились. Например, бистахиэверсор теперь стал тираннозаврином, алиорам перестал быть представителем тех же тираннозавринов, а тератофоней оказался значительно ближе к тираннозавру, чем считалось раньше.

Разумеется, интересно знать, как мы представляем себе связи разных родов и видов животных друг с другом, но филогении также дают нам возможность увидеть то, как эволюционировали конкретные признаки, когда они появились, степень их изменения, и ставить вопросы типа «каких общих черт у групп больше всего?». Это позволяет нам составить представление об эволюции групп, но при другом расположении родов наши интерпретации этих схем также изменятся. Один важный признак, к которому мы вернемся позже, – длина передних лап у различных тираннозавров, но нагляднее будет привести краткий пример.

В то время как тираннозавр и другие тираннозаврины знамениты очень маленькими передними лапами и кистями, у ранних форм этих животных передние конечности были сравнимы по размеру с конечностями других тероподов. Фактически существует весьма устойчивая тенденция уменьшения передних конечностей от первых тираннозавровых к тираннозавринам, но если, к примеру, новый анализ предполагает, что тарбозавр на самом деле был процератозавридом, нам придется считать, что передние лапы значительно уменьшались не однажды, а дважды. Мы внезапно получаем вид процератозавридов, который просуществовал на много миллионов лет дольше, чем мы думали раньше, и внешне был похож на тираннозавра. Такая резкая перемена чрезвычайно маловероятна (у тарбозавра слишком много общих черт с другими тираннозавринами, чтобы были опровергнуты их родственные связи), но этот гипотетический пример демонстрирует важность понимания родственных отношений между видами.

Эти и подобные анализы характерны для современных палеонтологических исследований, потому что позволяют проследить изменения во времени и пространстве, т. е. серьезные возражения против «стандартной» филогении, подобные филогении Лёвена, и интригуют, и вызывают сомнения. Верной может быть только одна модель эволюции тираннозавров (возможно, конечно, не верна ни одна из ныне известных), и для специалистов по тираннозаврам это богатейшая область исследования.

Далее в книге я буду для ясности придерживаться «стандартной» модели как основания для всего, касающегося эволюции тираннозавров, тем не менее в некоторых областях, где уместно, я ссылаюсь и на филогению Лёвена.

Теперь мы знаем, кто такие тираннозавры и чем характеризуются они сами и их эволюционная история, но эта группа просуществовала 100 млн лет на трех, а возможно, и на пяти континентах. Как именно эти клады распределялись по столь огромному промежутку времени и гигантской территории, какие виды и группы когда появились – наша следующая тема.

Глава 5 Тираннозавры во времени и пространстве

Хорошо разобравшись, кто является тираннозавром, а кто нет, а также составив представление о разных группах тираннозавров и их родственных связях, можно углубляться в то, что происходило с этими животными на протяжении миллионов лет, пока они бродили по земле. Позже мы отследим эволюционные тенденции в изменениях формы и размера, продолжавшихся со времени первого появления тираннозавров и вплоть до последних представителей этой группы, но здесь рассмотрим картину их распространения.

Мы не знаем, каким был первый тираннозавр. Филогении позволяют нам определить виды, которые, по нашим предположениям, были ближайшими к точке отделения тираннозавров от других тероподов, но мы не можем сказать, являлось ли это животное исходным «анцестральным» или предковым видом. Следовательно, даже если нам посчастливится когда-либо найти поистине «первого» тираннозавра, мы даже не узнаем, что нашли его: ведь эволюция не просто отделяет вид как готовую новую группу, но постепенно разводит эволюционирующие популяции, и потому поиски подобного животного, скорее всего, тщетны.

Однако мы все-таки можем попытаться определить, как должно было выглядеть это животное, а также когда и где на Земле оно могло появиться, на основании того, что мы знаем о самых древних тираннозавроидах и базальной для них кладе целурозавров, от которых они отделились. Может показаться, что сложнее всего установить фактическое время появления этого животного, но в некотором смысле это один из самых простых вопросов.

Вопреки популярному представлению, возраст горных пород и окаменелостей нельзя определить методом радиоуглеродной датировки, т. е. по изотопам углерода. Дело в том, что радиоактивные углеродные часы точны в пределах нескольких десятков тысяч лет, а потому бесполезны для любых материалов старше 50 000 лет и, следовательно, применимы к очень малому числу окаменелостей, но зато очень полезны для древних останков, еще не успевших минерализоваться и превратиться в камень. Тем не менее сам принцип, на котором построен метод, не слишком далек от того, который используется при датировке значительно более древних останков.

Многие химические элементы существуют в нескольких формах, называемых изотопами: у изотопов одинаковое количество протонов и электронов, что придает им характерные свойства, но число нейтронов отличается, поэтому изотопы имеют разную массу. Эти формы пишутся с числами, которые показывают их атомный вес, так что часто можно увидеть упоминания об 238U как о форме урана или об 14С как форме углерода. Изотопы с дополнительными нейтронами нестабильны и радиоактивны, они избавляются от лишнего багажа, чтобы перейти в более стабильную форму. Поскольку этот распад происходит с одинаковой скоростью, характеризующейся периодом полураспада, то, если мы знаем соотношение радиоактивного изотопа и нормальной формы в начале временного периода и плюс сейчас нам известна скорость полураспада, мы можем рассчитать, как давно начался распад. Словом, мы можем приблизительно определить возраст данного материала. Что удобно, некоторые изотопы остаются стабильными чрезвычайно долгое время, поэтому мы можем датировать даже очень древние горные породы по таким изотопам с большим периодом полураспада. В настоящее время периоды полураспада для изотопов измерены очень точно и откалиброваны друг относительно друга, а лучшие датировки проводятся по нескольким изотопам, которые распадаются с разной скоростью, так что их можно сравнивать. Уже нет ничего необычного в том, что породы возрастом 100 млн лет датируются с точностью до пары десятков тысяч лет. Это очень впечатляющие результаты.

Но, как ни досадно, мы можем датировать таким методом только вулканические породы, а в них залегает мало ископаемых останков живых организмов (что неудивительно). Поэтому обычно мы датируем вулканические породы, залегающие выше и ниже горизонта, содержащего изучаемую окаменелость, и это дает диапазон, в пределах которого должно было жить данное животное. Иногда – когда вулканические слои лежат очень близко к нашей окаменелости – этот диапазон довольно узок, но в других случаях они могут располагаться сильно выше или ниже, отчего диапазон получается большим. Иногда породы датированы не очень точно или для них вовсе нет датировок (сопоставляя их с другими породами, мы все же можем получить общее представление, когда они сформировались, но не точные значения), и это неизбежно ведет к еще большему разбросу. Геологи также проделали огромную работу, соотнося слои горных пород в разных местах залегания, а палеонтологи помогали им, используя определенные ископаемые, которые могут относиться только к ограниченным временным периодам, что позволяет сопоставить отложения ископаемых останков по всему миру. В результате, если вдруг обнаруживается новое местонахождение окаменелостей, можно довольно просто определить, из каких породных формаций они происходят или как минимум к каким они ближе всего, и высчитать возраст.

Огромное множество породных формаций, содержащих останки динозавров, теперь датированы довольно подробно, поэтому в основном у нас имеется вполне удовлетворительное представление о возрасте изучаемого тираннозавра, и в некоторых случаях мы можем очертить временные границы существования вида.

Древнейшие тираннозавры

Самые древние тираннозавры – килеск и процератозавр, обоим примерно по 167 млн лет, но и тот и другой известны по довольно небольшому количеству ископаемого материала (относящегося к среднеюрскому периоду). Гуаньлун из Китая{16}, однако, известен по нескольким почти полным экземплярам и позволяет составить значительно лучшее представление об этих древних тираннозаврах. Он ненамного младше двух первых: породы, в которых он был обнаружен, датированы 160 млн лет. Даже при отсутствии находок более ранних тираннозавров мы можем сделать вывод, что данная клада, вероятно, возникла раньше этого времени. Другие тероподы, такие как альваресзавры, которые, как мы знаем, отделились от основной ветви тероподов после тираннозавров, известны из тех же слоев, что и гуаньлун, и даже более поздние тероподы, очень близкие к птицам, залегают в породах того же возраста, как те, где обнаружили останки процератозавра. Если эти разные линии тероподов разошлись на тот момент и к тому же достигли такого разнообразия, то, скорее всего, они уже существовали некоторое время, и, следовательно, тираннозавры должны были отделиться еще раньше.

По моим предположениям, в итоге выяснится, что тираннозавры появились в раннеюрском периоде, возможно, около 190 млн лет назад. Незадолго до этого, в конце триаса, произошло большое вымирание, которое значительно изменило наземную жизнь и в результате, вероятно, помогло динозаврам – одной из многих групп рептилий – стать доминантами суши. Мы часто видим значительное увеличение видового разнообразия после таких вымираний, и оно вполне могло частично поспособствовать разделению тероподов на группы в это время, приведя в итоге к появлению тираннозавров.

В палеонтологии существуют некоторые фундаментальные закономерности, которые оказывают ограничивающее и искажающее влияние на то, какие ископаемые останки мы можем найти. Процессы образования окаменелостей таковы, что некоторые останки сохраняются лучше (и, следовательно, обнаруживаются чаще), а другие – значительно хуже, поэтому все находки мы видим через такой фильтр; это надо иметь в виду при интерпретации имеющихся у нас зачастую ограниченных данных. Самый очевидный пример такой погрешности – то, что твердые ткани (кости, зубы, раковины и т. п.) минерализуются со значительно большей вероятностью, чем мягкие (такие как мышцы, кожа и внутренние органы), поскольку первые практически не подвержены гниению, а вторые разлагаются довольно быстро. Поэтому, например, у нас имеется практически неограниченное количество окаменелых раковин аммонитов, но только в редких случаях сохранилось что-то от животного, обитавшего в этой раковине. Аналогично у молодых животных кости обычно менее минерализованы, чем у взрослых, поэтому сохраняются не так часто (здесь, правда, участвуют еще более важные факторы, как будет рассматриваться позже). Маленькие окаменелости труднее найти, чем большие, так что возможны погрешности не в пользу мелких находок, но очень большие окаменелости вряд ли были полностью засыпаны грунтом, поэтому, скорее всего, будут неполными.

Как и где обитало животное, тоже имеет огромное значение: чтобы труп фоссилизировался, т. е. стал окаменелостью, он должен быть засыпан грунтом прежде, чем полностью разложится или будет съеден падальщиками. Это означает, что дождевые леса, несмотря на обилие жизни, – совершенно неподходящие места для образования ископаемых останков, потому что скорость разложения в них просто астрономическая. Пустыни же, несмотря на низкую населенность небольшим количеством видов крупных животных, могут быть чрезвычайно продуктивны в плане окаменелостей, создавая ложную картину разнообразия и численности организмов. Аналогично любые животные, обитающие в прибрежных районах или местах вокруг речных пойм и озер, имеют намного больше шансов быть погребенными и сохраненными, чем живущие в высокогорных районах. Меня очень интересует, не пропустили ли мы динозавровый эквивалент горных козлов, поскольку в горах вряд ли образовывалось много окаменелостей. Здесь также вступают в игру основы биологии и соотношения численности групп: на каждого хищника могут приходиться сотни травоядных, а мелкие животные обычно более многочисленны, чем крупные. Кроме того, мы ограничены теми горными породами, которые нам доступны: к примеру, известны находки динозавров в Антарктиде и Северной Корее, но оба места довольно трудно исследовать, хотя и по разным причинам. Также для поиска окаменелостей нам нужны породы, выходящие на поверхность земли, так что любые «динозавросодержащие» породы на морском дне, или под землей, или даже под городами невозможно исследовать (к примеру, содержащие останки динозавров породы Парижского бассейна местами труднодоступны по очевидным причинам: над ними располагается город).

Добавим ко всему этому следующий факт: вообще-то немногие особи животных оказываются погребенными под грунтом, а также обнаруживаются палеонтологами (при полевых работах обычно находят значительно больше фрагментов, подвергшихся эрозии, и разрозненных окаменелостей, чем хорошо сохранившихся костей, не говоря о целых скелетах), и есть элемент чуда в том, что в музеях имеются хоть какие-то кости динозавров, не говоря о целых залах скелетов. Фактор, работающий на нас, – это, несомненно, время. Только одно из примерно миллиона животных становится окаменелостью, но за длительный период времени популяция даже крупных животных легко может насчитывать сотни тысяч или миллионы особей, и каждый год они производят миллионы потомков, а за пару-тройку миллионов лет, на протяжении которых, вероятно, существовал данный вид, общее число может вырасти до миллиардов и десятков миллиардов, что дает некоторый простор для изучения (если мы сможем их найти и выкопать).

Последний важный фактор, имеющий отношение к качеству ископаемых данных, – возраст горных пород. После того как организм становится окаменелостью, с ним может многое случиться. Даже если породы, содержащие окаменелость, не погребены под новыми слоями и не утянуты на дно океана континентальным дрейфом, они могут подвергнуться эрозии. Чем дольше они существуют, тем более вероятно, что это случится, и потому чем ближе мы подходим к современности, тем лучше становятся ископаемые данные. А значит, неудивительно, что у нас имеется лучшая летопись позднемелового периода, чем, скажем, среднеюрского, и что мезозой в целом беднее в плане находок, чем более близкие к нам периоды, но намного богаче значительно более древнего кембрийского (хотя, конечно же, отдельные места залегания окаменелостей могут быть весьма продуктивными и репрезентативными).

Все эти факторы влияют на тираннозавров так же, как на любую другую кладу, и в плане обнаружения древнейших форм мы подвержены почти всем этим тенденциям: первые тираннозавры должны были быть небольшими, немногочисленными, хищными и жить в средне– или даже раннеюрском периоде. Из имеющихся у нас видов гуаньлун – ближайший к истокам группы (по крайней мере есть целый экземпляр животного для работы), но, учитывая множество недавних находок останков динозавров из среднеюрского периода, есть неплохие шансы, что нам удастся обнаружить новые, лучше сохранившиеся экземпляры таких животных, как процератозавр, и они больше поведают нам об этом конкретном периоде возникновения и ранних этапов эволюции тираннозавров.

Датировка других наших тираннозавров показывает, что они существовали на протяжении широкого спектра временных периодов. Встречается некоторая скученность видов, потому что ряд окаменелостей были найдены в продуктивных районах залегания (например, алиорам и тарбозавр в позднемеловых отложениях Монголии, а также дилун с ютираннусом в раннемеловых породах Китая), но в целом наблюдается распределение форм по времени в течение 100 млн лет существования тираннозавров на Земле. Процератозавр и килеск являются примером самых древних известных тираннозавроидов и также самыми ранними процератозавридами, а первые тираннозавриды появляются лишь через весьма значительный промежуток времени. И альбертозавр, и горгозавр дают для альбертозавринов датировку примерно 70 млн лет, но эта ветвь должна быть еще старше, потому что они отделились от тираннозавринов, а самым ранним представителем тираннозавринов является недавно получивший название литронакс, которому около 80 млн лет. Фактически это означает, что данные дочерние группы тираннозавридов образовались и разделились относительно близко к концу всех линий тираннозавров, т. е. просуществовали «всего» 15 млн лет.

Как минимум тираннозавры как группа прожили долго и пережили многие другие линии динозавров: со времени первого появления в палеонтологической летописи они просуществовали до самого конца мела. Тираннозавр на самом деле один из самых последних известных динозавров, и останки представителей этого вида находят в породах, образовывавшихся практически вплоть до великого вымирания 65 млн лет назад. Все эффектные образы тираннозавра на фоне горящего мира или обугленного скелета на выжженной равнине вполне имеют право на существование: ветвь тираннозавров закончилась только вместе с массовой гибелью множества их родственников.

Вокруг света за 80 млн лет

Тираннозавры не только просуществовали долгое время, но и широко распространились по миру. Хотя их останки наиболее многочисленны и лучше известны в Северной Америке, Восточной Азии и в меньшей степени в Европе, предполагаемые останки тираннозавров также нашли в Бразилии и даже в Австралии. Притом что палеонтологическое изучение южных континентов еще переживает период относительного «детства», там вполне могут быть найдены новые ископаемые – правда, принадлежность этих южных видов к тираннозаврам оспаривается, и они не однозначно тираннозавровые по признакам. Для австралийского экземпляра, к примеру, найдено немногим больше, чем часть таза, и, хотя у него имеется увеличенный лобковый «башмак» и другие классические тираннозавровые черты{17}, при таком небольшом количестве данных его принадлежность остается несколько неопределенной.

Больший интерес представляет вопрос, где и когда появились в мире те или иные виды. Обобщая наши знания о возрасте различных окаменелостей, их географическом происхождении и эволюционных взаимосвязях между ними, мы можем проследить пути их распространения по миру. Добавив данные о времени разделения континентов, возможно составить представление о том, как могла идти эволюция некоторых групп в привязке к этим грандиозным событиям.

В этом вопросе важно постараться установить, связано ли данное распространение видов по континентам с дисперсией или викаризмом. Как виды попадали туда, где мы их нашли? При дисперсионном типе распространения представители группы переселяются на уже отделившийся континент или участок суши: например, первые животные прибыли на новообразовавшиеся вулканические Галапагосские острова с Южно-Американского континента. В случае викарирования виды перемещаются вместе с сушей: когда континент или массив суши отделяется, он забирает с собой виды, которые на нем обитают, и их потомки остаются там, даже если позже вымрут в других местах. Викаризмом объясняется присутствие лемуров на Мадагаскаре: когда-то они тоже обитали на Африканском континенте, а когда там они вымерли, осталась только изолированная популяция на Мадагаскаре.

Живые организмы могут путешествовать между континентами, даже далеко разделенными, хотя, конечно же, это значительно проще для тех видов, которые способны благополучно пересекать обширные водные пространства, подобно птицам и кокосовым орехам. В мезозойскую эру континенты располагались в целом ближе друг к другу, чем сейчас, но даже при этом существовали места, где обширные массивы суши, такие как Индия, были полностью отделены от всего остального; в то же время на другие территории, такие как Антарктида и Южная Америка, можно было попасть по перемычкам относительно легко (рис. 8).

Если рассмотреть стандартную филогению тираннозавров вместе с известными местами нахождения отдельных экземпляров различных тираннозавров, картина получается довольно сложная. Ранние формы встречаются на многих континентах: процератозавридов и других древних тираннозавроидов находили в Европе, Северной Америке и Азии. Начнем с процератозавридов, поскольку упоминавшийся выше гуаньлун происходит из среднеюрского периода и найден в Западном Китае, процератозавр относится к тому же периоду (пусть и несколько старше) и обнаружен в Великобритании, а стоксозавр – в позднеюрских отложениях в США, и ему около 150 млн лет. Таким образом, даже это первое раннее расхождение групп тираннозавров продолжалось по меньшей мере 10 млн лет, и эти животные обитали на трех континентах.

Ископаемые останки различных особей и видов неопределенной филогенетической принадлежности осложняют картину, а такие находки, как уже упомянутые австралийская лобковая кость и бразильский экземпляр, дают основания считать, что тираннозавры могли распространяться по миру несколько раз, добираясь до южных континентов. В то же время основные данные все же предполагают, что группа в целом изначально обитала в Северном полушарии, и такие животные, как эотираннус, дриптозавр и сюнгуаньлун, появились соответственно в Европе, Северной Америке и Азии в раннемеловом периоде. Если продвинуться немного вверх по филогенетическому дереву, то альбертозаврины явно происходят из Северной Америки и, по-видимому, представляют собой местную эволюционную радиацию, которая не распространилась за пределы континента; аналогично алиорамины в настоящее время известны только из Восточной Азии. Тем не менее, хотя северные континенты в ранне– и позднемеловом периодах разошлись еще дальше, тираннозаврины встречаются и в Северной Америке, и в Азии.

Глядя на аналогичную динозавровую фауну в Азии и Северной Америке, мы, что неудивительно, видим ряд параллелей: на обоих континентах есть цератопсы, гадрозавры, овирапторозавры, разнообразные дромеозавры, троодонтиды и альваресзавры – и один-два завропода. Однако, по-видимому, в целом на каждом континенте обитают собственные линии животных. Обычно в Азии нет близких родственников североамериканских животных, и наоборот (гадрозавр зауролоф – явное исключение, поскольку данный род известен для обоих этих континентов), и это предполагает, что в целом не так уж много животных переходило с континента на континент. Тем не менее тираннозаврины, судя по всему, совершили этот переход в какой-то момент, а может быть, и не один раз.

Обращаясь к филогении тираннозавров из предыдущей главы, мы видим, что все древнейшие тираннозавриды (и альбертозаврины, и тираннозаврины) происходят из Северной Америки, что дает основания считать этот континент вероятным местом их появления, а позже возникает всплеск видообразования в Азии (оттуда, например, алиорам, однако установление места появления алиораминов, возможно, поколеблет гипотезу североамериканского происхождения базальной клады). Это означает, что в какой-то момент представители данной группы перебрались в Азию и породили многообразные виды, но прямо на «вершине» дерева находится тираннозавр – животное вполне американское, так что его предки, по всей видимости, должны были вернуться через Берингов пролив в Америку.

Некоторые из этих картин усложняются, если рассматривать иные возможные гипотезы филогении тираннозавров. Например, дерево Лёвена, упомянутое ранее, предлагает альтернативную картину переходов, с другими временны́ми рамками, но все равно в итоге получается, что тираннозаврины пересекали Берингов пролив неоднократно. Очевидно, эта группа состояла из своеобразных динозавров – кругосветных (или по крайней мере межконтинентальных) путешественников, и ее представители перемещались по миру больше, чем члены других групп.

Еще один интересный аспект – смена фауны в меловом периоде. В дальнейших главах мы рассмотрим изменения в фауне (включая и конкурентов, и возможную добычу), среди которой жили тираннозавры в разные моменты их истории, но в мезозое произошло ключевое событие, которое, как считается, повлекло за собой многие из фиксируемых нами перемен. В какой-то момент в юрском периоде среди растений появилось эволюционное новшество – цветковые. Как и многие группы организмов, цветковые растения поначалу были маленькими и редкими, но начиная с 125 млн лет назад (в раннем мелу) мы видим их массовое распространение наряду с изменениями во многих группах животных (включая, например, насекомых-опылителей). Классические образы гигантских завроподов, поедающих древовидные папоротники и саговники, уступили место гадрозаврам и цератопсам, ощипывающим молодые побеги хвойных и многие, более современные растения; в это же время распространяются птицы, появляются общественные насекомые, образуются новые виды млекопитающих, а другие группы в основном приспосабливаются к этим изменениям. Данный период известен как меловая революция, и считается, что массовая смена растительности на более современные цветковые растения, называемые ангиоспермами, привела к радикальному изменению жизни на суше (но не в море); в результате новые группы адаптировались и эволюционировали, обращая эти перемены к своей пользе, а другие постепенно сокращались или совсем вымерли.

Многое изменилось в меловом периоде и, разумеется, важные перемены произошли в динозавровой фауне по всему миру. Так, к позднему мелу в Северном полушарии осталось мало завроподов (хотя они продолжали процветать на юге), при этом анкилозавры, цератопсы и гадрозавры составляли огромную часть травоядной фауны, а разнообразные оперенные тероподы, называемые манирапторами, исчезли практически полностью. Тем не менее недавно было показано, что изменения, произошедшие в то время, были, возможно, не такими уж радикальными, как полагали раньше: хотя разнообразие многих новых групп в меловом периоде возросло и привело их к доминированию в позднем мелу, впервые они появились значительно раньше. Представители всех групп манирапторов уже присутствовали в среднеюрском периоде (кроме птиц, по данным на настоящий момент, однако археоптерикс известен из поздней юры), и другие важные группы, такие как цераптопсы, также существовали в это время. Возможно, меловая революция много сделала, чтобы ускорить изменения в этой фауне, но предположение, что она также вызвала новую вспышку видообразования динозавров (или что новые динозавры стимулировали подъем цветковых растений, как когда-то предполагалось), теперь кажется маловероятным. А вероятным кажется то, что развитие стало более устойчивым{18}.

Несомненно, тираннозавры населяли значительные пространства в течение большей части своего существования, и хотя они так никогда по-настоящему и не укоренились на юге, в меловом периоде в целом и в позднемеловом в особенности их было множество – и видов, и особей. Несмотря на некоторые пробелы в наших знаниях, общая картина распространения вполне ясна, и хотя новые открытия могут дать больше информации, кажется маловероятным, чтобы мы вдруг обнаружили, скажем, некую неизвестную вспышку видообразования в Северной Америке или выяснили, что происходил некий масштабный обмен видами между Южной Америкой и Азией. Тем не менее, по-видимому, тираннозавры много путешествовали: другие группы также пришли в итоге к широкому распространению, однако в настоящее время мы не видим у них таких перемещений в разных направлениях, как у крупных тираннозавров.

Рассмотрев тираннозавров в эволюционном контексте, в следующей части мы углубимся в анатомию этих животных. Исследования в первую очередь основываются на самих костях, и глядя на них, мы можем что-то узнать и о мягких тканях, таких как мышцы, легкие, глаза и мозг, а также сделать выводы о росте и развитии этих животных, о том, как быстро они могли передвигаться, чем и как питались, и многое другое.

Часть II Морфология

Глава 6 Череп

Череп типичной рептилии состоит из множества сложных и зачастую хрупких костей, так что найти хорошо сохранившийся экземпляр – большая редкость. Однако он является главной частью почти каждого ископаемого скелета: череп несет несоразмерно большое количество анатомической информации, потому что чрезвычайно важен для многих сторон биологического функционирования организма. В голове находятся основные сенсорные системы, мозг, обрабатывающий их сигналы и посылающий команды телу, а также главный аппарат питания. Вполне понятно, что палеонтологов может очень обрадовать даже неполный череп животного, а череп в хорошем состоянии способен принести огромное количество данных. Пожалуй, это особенно верно для тираннозавров{19}, учитывая степень изменения черепа у позднейших групп относительно предковой формы, и усиление роли головы при добывании и поглощении пищи в связи с редукцией передних конечностей.

Общая форма черепа мгновенно дает представление об образе жизни и происхождении животного, и череп тираннозавра со всей очевидностью является черепом хищного архозавра (рис. 9). Наличие больших предглазничных окон по бокам черепа между глазницей и носовым отверстием указывает на принадлежность этих животных к архозаврам, а крупные зазубренные зубы прямо-таки кричат: «Хищник!» Кроме того, глазницы расположены таким образом, что глаза направлены вперед, обеспечивая животному бинокулярное зрение и позволяя превосходно оценивать расстояние. Мы видим эту черту у некоторых древесных животных (включая человека и других приматов), но в основном она обнаруживается у хищников. У травоядных латеральное, т. е. боковое, расположение глаз, которое дает им почти круговой обзор и позволяет высматривать опасности, но у хищников глаза направлены вперед, чтобы оценивать расстояние до потенциальной добычи и рассчитывать удары. Этот признак еще больше выражен у тираннозавридов и особенно у тираннозавринов, у которых череп в задней части расширен и, если смотреть сверху, имеет форму, близкую к Т-образной: с длинным и относительно узким носом, который еще больше изменяет направленность глаз. Конец морды у древних тираннозавров заостренный, но у тираннозавринов спереди скругляется.

В случае поздних групп тираннозавров мы также можем видеть, насколько укрепились их скелеты: у них толстые кости, состоящие не просто из тонких каркасов и перемычек, как у многих других тероподов. Хотя в черепе имеется много больших отверстий, вся конструкция в целом очень прочна. В конечном итоге животные наподобие тираннозавра обладали одними из самых больших и крепких черепов среди наземных животных. Сросшиеся носовые кости, характерные для тираннозавров, показательны для всей конструкции: они укрепляют череп и обеспечивают большую силу укуса. Позднейшие группы тираннозавров и в самом деле обладали чрезвычайно мощным укусом, что можно наблюдать по отметинам, оставленным ими на костях жертвы в процессе еды. Механический анализ также показывает, насколько черепа и зубы были прочны и в особенности – насколько устойчивы к нагрузкам, сопровождающим мощные укусы{20}. Сочленения между различными элементами черепа не были совершенно неподвижны, что позволяло амортизировать большую нагрузку при укусе.

Ноздри были расположены на черепе латерально, но носовой перегородки (хрящевой стенки, разделяющей ноздри) могло и не быть, что улучшало обзор. Однако в таком случае уменьшилась бы способность тираннозавра точно отслеживать запахи, так что, возможно, носовая перегородка у тираннозавров все же имелась. Боковое расположение ноздрей в сочетании с перегородкой позволяло бы каждой ноздре улавливать несколько иную часть воздуха и придавало бы чутью направленность: если запах сильнее с одной стороны, чем с другой, то вы понимаете, откуда он идет, а у тираннозавров, несомненно, был великолепный нюх[11]. Открытия носовых впадин вели в главное отделение внутреннего пространства черепа (между верхнечелюстной костью и над нёбом), являющееся частью носовых пазух, – при всей прочности и толщине костей череп, однако, был по большей части полым и не таким тяжелым, как можно было бы предположить. Некоторые из костей черепа также являлись пневматическими, с заходящими в них выростами системы пневматических полостей (синус, трахея, легкие, воздушные мешки).

Почти у всех тираннозавров обнаруживается сочетание шероховатости (грубая и бугристая поверхность) вокруг ноздрей и на окружающих костях и маленьких рожек, расположенных над глазами. Такие участки наверняка были покрыты слоем утолщенного кератина (тот же материал, из которого состоят волосы, перья, чешуя и ногти или когти), что, вероятно, увеличивало их размер и делало несколько прочнее. Это могло служить украшением или обеспечивать дополнительную защиту голове; как будет рассмотрено позже, тираннозавриды довольно часто получали повреждения морды. Исключительно у процератозавридов имелся костяной гребень, расположенный на средней линии черепа. Он был довольно хрупким, тоже пневматическим и состоял из тонких костяных планок, но, опять же, поверх них могло нарастать довольно много кератина.

Рожки были некрупные, но слегка выдавались вперед и вбок, что, вероятно, придавало глазам прикрытый вид, но сами глазные яблоки не были сильно утоплены, как это часто изображают на иллюстрациях. Глазница у тираннозавров большая и особенно велика у тираннозавринов; тираннозавр и его ближайшие родственники, по-видимому, обладали одними из самых больших глаз среди всех известных наземных животных{21}. Они кажутся маленькими из-за общего размера головы, но применительно к глазам абсолютный размер более важен, чем относительный, и глаза крупного тираннозавра были очень большими.

У большинства позвоночных имеются кольца из крошечных костных пластин, расположенные поверх глазного яблока и помогающие удерживать его на месте, и тираннозавры не были исключением (млекопитающие на самом деле довольно нетипичны отсутствием этой черты), но эти маленькие структуры столь хрупки, что редко сохраняются. Хотя на иллюстрациях в нашей книге они присутствуют, на смонтированных скелетах их обычно не воссоздают. Однако, если их показывают, это помогает составить еще более верное впечатление о размере глазного яблока, а отверстие в середине кольца четко соответствует радужной оболочке. Примерно посередине задней поверхности черепа с обеих сторон имеются небольшие выемки, где должно было располагаться наружное ухо; оно не могло быть расположено в какой-либо части отверстия, находящегося ниже и позади глаза на боку черепа, как часто считают.

Черепная коробка

Двигаемся вглубь черепа: мозг целиком заключен внутри совокупности костей, называемой черепной коробкой, расположен примерно между глазами и почти подвешен внутри черепа. Поскольку мозг прилегает очень плотно к черепной коробке, ее внутренние размеры и форма эффективно отражают форму и размеры самого мозга. Слепок, сделанный с внутренней поверхности черепной коробки (или в наши дни 3D-сканирование), может продемонстрировать ряд важных особенностей, и мы знаем, как выглядел мозг тираннозавра по результатам сканирования черепа Сью{22}. Такой снимок может отражать структуру внутреннего уха и, значит, позволяет установить даже типы звуков (высоко– или низкочастотные), на которые были настроены уши. К сожалению, для тираннозавров эта информация сейчас неизвестна, но имеется принципиальная возможность ее получить. Я бы ожидал, что тираннозавры в целом имели широкий слуховой диапазон: крупных интересовали бы высокочастотные звуки мелкой добычи и низкочастотные других тираннозавров, в то время как небольшие тираннозавры, возможно, в основном сосредотачивались бы на более высоких звуках, при этом низкие могли указывать на опасность, поэтому их все равно старались бы не пропустить.

Отдельные части мозга представлены у животных в строгом порядке, так что довольно легко определить, где они располагались и увеличены ли особо какие-либо конкретные области. Тираннозавр отличается увеличенной обонятельной луковицей и, следовательно, должен был обладать особенно хорошим нюхом, что, скорее всего, верно и для других тираннозавров. В черепной коробке имелись отверстия, через которые внутрь входили нервы и кровеносные сосуды, а сзади располагалось огромное отверстие для главного нервного ствола, отходящего от мозга к остальному телу. Под этим отверстием находился большой костяной шар на ножке, затылочный мыщелок, служивший местом сочленения черепа с остальным телом и являвшийся главным элементом, связывающим тело с головой.

Обычный и очень упрощенный способ оценки уровня интеллекта – сопоставлять размер мозга с размером тела. Чтобы управлять большим телом, требуется больший мозг, поэтому у более крупных животных мозг объемнее, чем у мелких, и если мозг больше, чем ожидается от животного данного размера, это может указывать на более умное животное (у человека, например, непропорционально большой мозг). Тираннозавры не являются исключением, так что вряд ли обладали исключительным интеллектом, но это не означает, что они были глупы. В конце концов огромное множество животных с мозгом сравнимого размера могут выполнять довольно трудные задания и демонстрировать сложное и впечатляющее поведение, такое как решение различных задач.

Переходим к мандибуле (совокупности костей, составляющих нижнюю челюсть): у древних тираннозавров она была довольно тонкой, но у поздних форм стала более прочной и высокой, как и череп. Это также должно было увеличивать способность данной части черепа выдерживать серьезные нагрузки при кусании. Зубные кости могут быть слегка вогнуты по верхнему краю и, вероятно, соответствуют немного выпуклому изгибу верхнечелюстной кости, и это, подобно кривым ножницам, призвано было выравнивать нагрузку во время работы челюстей. В ископаемых останках тираннозавров две стороны мандибулы часто встречаются отдельно, и они не соединены сросшимися передними частями зубных костей, как у многих других животных (включая человека), зубные кости также не срастались с костями в задней части мандибулы. Такое строение иногда приводит к предположению, что две стороны мандибулы могли немного расходиться, и что зубные кости могли выгибаться наружу относительно остальных челюстных костей. Это позволяло бы увеличивать раскрытие пасти и, таким образом, облегчить заглатывание крупных кусков пищи. Однако в реальности эти разнообразные кости должны были весьма крепко удерживаться вместе группами связок на концах зубных костей (следы прикрепления этих связок явственно видны на хорошо сохранившихся костях) и другими, расположенными глубже в пасти. Хотя, вероятно, имелся небольшой люфт, помогавший распределять усилие мощного укуса, эти кости не двигались по отдельности и форма челюсти не менялась.

Связки, соединяющие одни кости с другими, и сухожилия, крепящие мышцы к костям, оставляют на костях следы в местах своего прикрепления. Добавив к этим данным наши знания о конфигурации мышц у современных архозавров, возможно определить, где прикреплялись важнейшие группы мышц и каковы были их основные функции. С мышцами головы все вполне очевидно: несколько крупных групп мышц на тыльной части черепа смыкали челюсти и обеспечивали укус, а намного более слабая группа размыкала челюсти. Другие мышцы на задней части головы соединялись с шеей и позволяли голове изменять положение и ориентацию.

Несколько групп мышц соединяли мандибулу с остальным черепом, обеспечивая размыкание и смыкание челюстей. Те, которые шли от затылочной части черепа к задней части мандибулы, действовали как депрессоры, опускающие мышцы, открывая пасть. Мышцы способны только сокращаться, становясь короче (чтобы удлиниться, им нужно расслабиться, позволяя другой группе мышц выполнить работу по возвращению их в исходное состояние). Таким образом, соединение самого заднего конца челюсти и места позади точки ее сочленения с остальным черепом позволяет открыть пасть посредством сокращения. Поскольку это не требует большого усилия (мандибула также оттягивается книзу действием силы тяжести, так что, открывая челюсть, не приходится сильно напрягаться), здесь нужен сравнительно небольшой мускул. Вот почему – не то чтобы я советовал это пробовать – у животных вроде крокодилов и львов можно удерживать пасть в закрытом состоянии даже одной рукой, поскольку сила необходима для закрывания, а не для открывания пасти.

Мышцы, закрывающие челюсти, прикрепляются перед точкой сочленения и являются значительно более крупными и многочисленными, чем открывающие мускулы; связаны они могут быть с макушкой черепа или нёбом. Это придает серьезную мощь смыканию челюсти, и позднейшие тираннозавры с их буквально костедробительным укусом, несомненно, имели в этом месте весьма развитую мускулатуру. Однако, в отличие от млекопитающих, мышцы в основном проходили внутри черепа и прикреплялись также внутри. Так, если вы стискиваете зубы, у вас на щеках вздуваются напряженные мускулы, но у динозавров такого не происходило, разве местами могли выступать небольшие желваки. Также эта черта придает голове динозавра вид, отличный от головы млекопитающего.

Единственной свободно перемещающейся парой костей в черепе тираннозавра должны были быть гиоиды – подъязычные кости, которые не скреплены ни с какой другой костью тела. Насколько я знаю, они у тираннозавров пока не обнаружены. Обычно пара гиоидных костей срастается вместе в нечто, напоминающее по форме букву Y, и когда эти кости присутствуют в окаменелых останках (они редко сохраняются у ископаемых групп), то располагаются между зубными костями. У современных животных гиоиды функционируют как опора языка, но они могут быть тонкими и хрупкими, что, вероятно, объясняет, почему они до сих пор не найдены.

Мышцы – смыкатели челюсти не могут располагаться спереди головы, потому что они будут попадать в поле зрения, мешать функционированию глаз и носа и к тому же делать пасть слишком маленькой, поэтому прикрепляются в задней части головы. Однако в соответствии с базовым принципом рычага чем больше удаляешься от точки приложения силы, тем меньше силы передается. Поэтому тираннозавры с пропорционально длинными головами, подобные алиораму, вряд ли обладали такой же силой укуса, как животное с равным количеством мышц, но более короткой головой. Также отсюда следует, что самый мощный укус должен приходиться на заднюю часть челюстей, но, скорее всего, это нивелировалось тем, что челюсти вряд ли открывались настолько широко, да и, вероятно, было сложно засунуть что-либо так глубоко в пасть. Словом, самые сильные укусы должны были осуществляться где-то в середине верхнечелюстной кости, где достигается равновесие между мощностью и практической возможностью. Неудивительно, что самые большие зубы в челюсти тираннозавра росли на передней трети верхнечелюстной кости сверху и в середине зубной кости на нижней челюсти.

Внушительная улыбка

Тираннозавры выделяются среди тероподов тем, что у них в челюстях имеются разные типы зубов. В то время как у большинства тероподов зубы на предчелюстной кости мало отличаются от остальных, у тираннозавров есть заметная разница между этими зубами и зубами на верхнечелюстных и зубных костях. Предчелюстных зубов всего 8 (по четыре с каждой стороны), и иногда они описываются как резцевидные, т. е. по форме похожи на резцы млекопитающих. Такая форма делает их очень устойчивыми к изгибающим нагрузкам с разных направлений, и они должны были быть крепкими. Как рассматривается позже, это, по-видимому, хорошо приспособило их к функции в процессе еды: соскребанию мяса с костей.

Количество зубов в верхнечелюстных и зубных костях у разных тираннозавров варьирует; на каждой кости было от 11 до 18 зубов, и обычно большее количество было у меньших, более древних тираннозавров, а меньшее – у более поздних и крупных форм. Первые зубы на зубных костях обычно мелкие и скорее напоминают по форме предчелюстные, но остальные зубы на зубных и верхнечелюстных костях – более «нормальны» для тероподов. В действительности зуб предкового архозавра весьма похож на типичный зуб теропода, и его форма и расположение обычны для многих групп хищников (включая различные вымершие крокодиловые линии). Зубы относительно плоские и загнуты назад, причем зачастую изгиб переднего края больше, чем заднего, более прямой. В случае тираннозавров эти зубы обычно толще, чем у многих других тероподов. У таких животных, как аллозавр и велоцираптор, кромки зубов имеют кинжаловидную форму. Сами зубы довольно тонкие: зуб аллозавра при длине 10 см по толщине в самом толстом месте не превышает сантиметра. У тираннозавров зубы значительно толще – в некоторых случаях больше, чем в два раза, – что делает их более прочными и устойчивыми к обламыванию во время мощных укусов. Зубы в челюстях тираннозавра различаются не только по форме, но и по размеру. Предчелюстные зубы практически одинаковые, но на верхнечелюстной кости сразу идут довольно крупные зубы, потом несколько особенно крупных, а затем они постепенно уменьшаются, и последний зуб довольно мал.

Овальное сечение большинства зубов показывает, что они функционировали больше как шипы, чем как ножи, и оставляли скорее колотые раны, чем резаные. Однако нельзя сказать, что эти зубы не могли также и резать. Все зубы тираннозавров (на самом деле и большинство зубов тероподов) имели острые края с зазубринами (дентикулами), помогающими разрезать мясо. Дентикулы образуют на зубе линию, называемую «гребень», «киль» или «карина». Дентикулы довольно маленькие, и по виду очень напоминают одну половину крошечной застежки-молнии. Сравнения с полотном пилы или ножом для стейка верны, потому что эти зубчики в основном выполняли такую же функцию, помогая разрезать кожу и ткани мышц. И эксперименты с зубами тираннозавра это доказывают – дентикулы рассекают отдельные мышечные волокна, облегчая погружение зубов в мясо и обеспечивая более глубокий и эффективный укус{23}. Однако сами зазубрины значительно меньше, чем на ноже для стейка: длина каждой меньше полумиллиметра.

Дентикулы немного выступают над поверхностью зуба, делая кромку зуба более острой, хотя легкое латеральное сжатие зубов верхнечелюстных и зубных костей и так уже способствует образованию передней и задней кромки для гребней. Однако в то время как гребень зуба проходит по передней кромке, задний гребень у тираннозавров может иметь некоторые интересные отклонения. У многих животных задний гребень зубов верхнечелюстной и зубной кости имеет некоторый изгиб, так что, когда мы движемся от кончика зуба к основанию, гребень отклоняется от кромки зуба и уходит к его латеральной стороне. У других животных задний зубной гребень разделяется на два, и они расходятся в стороны вниз по зубу. Какие именно выгоды может давать такая особенность, не известно; это может быть просто случайной чертой, которая не дает ни эволюционных преимуществ, ни недостатков и потому сохраняется. Тот факт, что временами такие признаки появляются практически случайным образом у некоторых особей разных видов, по-видимому, предполагает, что отбор не оказывает на них большого давления ни в сторону развития, ни в сторону утраты.

Корни зубов тираннозавров были большими, по длине примерно вдвое превосходя коронку. Поэтому, как правило, каждый зуб прочно удерживался в челюсти, однако тираннозавры, как и другие архозавры, регулярно меняли зубы. Через некоторое время использования зубы изнашивались, острые кончики и гребень стачивались. По мере стирания зуба корень частично растворялся, оставляя коронку, свободно торчащую в челюсти и удерживаемую только несколькими связками. Под ней образовывался сменный зуб и рос, выталкивая старый зуб, который в итоге выпадал и позволял прорезаться новому. Таким образом, у тираннозавра все время были относительно новые зубы в челюстях. Старые выпадали во время еды или другой деятельности, и это, вероятно объясняет, по крайней мере отчасти, почему зубы тероподов находят рядом с костями, несущими отметины от этих же зубов. Также это означает, что вряд ли в любой отдельно взятый день у тираннозавра все зубы идеально сидели в пасти; смонтированные скелеты в музеях и изображения тираннозавров и других тероподов в искусстве и поп-культуре всегда демонстрируют идеальную, абсолютно целую линию зубов, в то время как на самом деле у живого животного практически обязательно несколько зубов отсутствовало, а растущие новые зубы только показывались из челюсти или еще не достигли окончательных размеров. Следовательно, одна особь тираннозавра, прожившая 10 и более лет, могла сменить сотни и даже тысячи зубов; зубы тероподов – вполне обычная находка даже для тех мест, где число самих особей животных невелико.

Череп – сложная конструкция, состоящая из многочисленных костей, зубов и разнообразных мягких тканей (мозг и нервы, глаза, кровеносные сосуды, мышцы, хрящи и пр.). Черепа очень важны для систематической и таксономической работы и также дают существенную информацию о поведении обладателя черепа. Обилие черепного материала тираннозавров – для совсем немногих таксонов пока не найдены кости черепа – делает черепа ценным источником данных и позволяет всесторонне изучить биологию тираннозавров. Однако голова – только часть тела, и сейчас мы переходим к туловищу.

Глава 7 Туловище

Туловище тираннозавра представляет собой самую большую часть животного и по длине, и по массе. Позвоночный столб в виде длинного ряда позвонков проходит от задней части головы до самого кончика хвоста и служит главным опорным элементом тела и местом прикрепления конечностей, а также поддерживает голову. Внутри туловища располагается большинство основных органов, коротко рассмотренных ниже. Поскольку череп (описанный в предыдущей главе) связан с шейным отделом позвоночника, мы начнем описание туловища с первого из шейных позвонков.

Первый из ряда шейных позвонков – атлант, и он, как подсказывает название, поддерживает череп. Это сильно видоизмененный и необычный позвонок, по виду совсем непохожий на другие. За ним следует эпистрофей, еще один причудливый позвонок, который по большей части обеспечивает свободное движение головы по отношению к остальной шее. У большинства тираннозавров были довольно длинные шеи, но по мере увеличения размеров тела и особенно объема и массы черепа шея у тираннозавринов укорачивалась, уменьшая таким образом расстояние между головой и ногами и предотвращая чрезмерное утяжеление передней части и опрокидывание животного вперед. У всех тираннозавров имелось по 10 шейных позвонков, включая атлант и эпистрофей. Шея в положении покоя должна была изгибаться в виде буквы S, поднимаясь от туловища и скругляясь так, что голова оказывалась направлена немного вниз.

Помимо атланта и эпистрофея остальные шейные позвонки вполне типичны для позвоночных животных. Нижняя часть каждого представляет собой невысокий широкий цилиндр, называемый телом позвонка, он обеспечивает связь и сочленение позвонков в цепочку. В верхней части шейного позвонка располагается группа костных отростков, вместе называемых дугой позвонка или невральной дугой. Она является местом крепления мышц, удерживающих кости и позволяющих им двигаться, а также образует несколько дополнительных сочленений, вытянутых вперед и соединяющихся с дугой позвонка спереди, придавая конструкции прочность и устойчивость. Между телом позвонка и дугами есть отверстие, через которое проходит спинной мозг, соединяя головной мозг с различными частями тела. В промежутке между телами позвонков находится мягкая хрящевая прокладка, обеспечивающая амортизацию при движении костей, что предотвращает их истирание друг о друга. Каждая такая прокладка имеет дискообразную форму – это те самые диски, которые выскальзывают и вызывают у людей боли, если мешают костям двигаться правильным образом или, еще хуже, начинают давить на спинной мозг. Таким образом, позвоночник служит опорой для тела и сочленяющей системой, делающей возможным движение и обеспечивающей гибкость и прочный защитный футляр для спинного мозга.

Также в шейном отделе имеются несколько коротких шейных ребер, соединяющихся с позвонками и обеспечивающих поддержку дополнительных групп мышц. И мышцы, и разнообразные сухожилия скрепляют шейный отдел и обеспечивают ему поддержку, а также позволяют двигаться. На самом деле шея тираннозавра не слишком отличалась от шеи хищных птиц – кости соединялись сходным образом, и осуществляемые ими движения были похожи, особенно движение головой вверх и назад в процессе еды{24}.

После шейных позвонков идут 13 грудных. В целом их можно отличить по небольшому изменению формы дуги позвонка и смещению места присоединения ребер. Эти ребра «настоящие», и они значительно больше шейных; они плавно изогнуты по всей длине и задают границу грудной полости. Грудные позвонки соединены друг с другом более крепко, чем шейные, обеспечивая меньшую гибкость и таким образом создавая прочное основание для туловища в целом.

Брюшные кости

Вдоль нижней части грудной клетки идет странный ряд костей, называемых гастралиями. Они в основном размещаются в теле свободно (т. е. не соединены непосредственно с другими костями) и обеспечивают некоторую поддержку передней части грудной клетки. У большинства динозавров они располагаются рядами перпендикулярно позвоночнику и представляют собой очень тонкие длинные кости – даже у гигантских завроподов они не толще нескольких палочек сухой вермишели, и потому редко сохраняются и воссоздаются в реконструкциях. Однако у поздних тираннозавров по сравнению с другими динозаврами гастралии становятся довольно странными по форме, размеру и креплению. Каждая почти равна ребру по толщине, а вся конструкция имеет приблизительно треугольную форму, и утолщенный конец располагается в середине туловища. Гастралии у них не лежат рядами параллельных полос, а перекрывают друг друга с разных сторон, образуя длинный ряд связанных V-образных, если посмотреть снизу, структур; некоторые могли даже срастаться, становясь еще прочнее. Это совершенно необычная конструкция, но как, почему и зачем она развилась, не известно. Предположительно она помогала поддерживать большую и тяжелую грудную клетку, особенно когда животное ложилось, однако у других столь же крупных и массивных тероподов не развилось ничего подобного, и еще только предстоит исследовать, почему тираннозавры настолько отличаются от всех.

Вернемся к позвоночному столбу: после грудных позвонков идут 5 костей крестца, состоящие из группы сросшихся позвонков. У многих животных на удивление маленький крестец, даже у таких крупных, как слоны, но у динозавров в этом отделе обычно имеется 5 или более позвонков, причем довольно больших. У молодых животных все крестцовые позвонки отделены друг от друга и с виду очень похожи на грудные, только располагаются между тазобедренными суставами. Однако по мере роста животного все позвонки срастаются телами (и дуги позвонков тоже часто срастаются друг с другом), становясь единой прочной костной структурой. Боковые отростки костей, называемые крестцовыми ребрами, тоже срастаются друг с другом, а также с соответствующими сторонами подвздошной кости. Таким образом, у взрослых особей таз в целом представляет собой один массивный прочный блок и обычно является самым крупным одиночным элементом скелета любого позвоночного. Крестец осуществляет передачу усилия. Вес массивного двуногого животного, такого как взрослый тираннозаврид, полностью приходится на ноги (а при ходьбе или беге – на одну ногу) и передается через бедренную кость. Если бы подвздошные кости не были так прочно скреплены с крестцом, то под весом динозавра наверняка проткнули бы спину животного, и туловище осело бы наземь.

Продолжаем двигаться дальше по позвоночнику. После крестца идут хвостовые позвонки. Динозавров часто реконструируют с очень длинным хвостом, как у ящериц, но на самом деле хвосты их чрезвычайно разнообразны и по количеству позвонков, и по общей длине. Некоторые динозавры явно обладали огромными хвостами: гигантский завропод апатозавр имел по меньшей мере 82 хвостовых позвонка, причем некоторые очень большие, а у овирапторозавра каудиптерикса (Caudipteryx) их было 22, и многие были очень короткими. Из-за сочетания факторов (связанных с тем, сколько в хвосте позвонков, каков их размер и как прочно они соединяются) даже частично сохранившиеся хвосты у динозавров очень редки, а полностью комплектные практически не известны. К счастью, одной из таких редкостей является экземпляр горгозавра, у которого сохранились все хвостовые позвонки до последнего – всего 37{25}. Тем не менее бессмысленно, опираясь на это число, строить предположения о других особях горгозавра, не говоря уже о других тираннозаврах. Несмотря на малое количество данных по полным хвостам динозавров, нам точно известно, что и число позвонков, и длина хвоста значительно варьировали даже внутри одного вида. У тираннозавра нескольких первых позвонков довольно короткие, потом идут относительно длинные, далее они снова уменьшаются, становясь все короче и короче по направлению к кончику хвоста. Примерно на половине длины хвоста позвонки становятся очень простыми, и также чрезвычайно уменьшается сложность позвоночных дуг, пока наконец не остается почти ничего, кроме тела позвонка, а самый последний хвостовой позвонок представляет собой не более чем полукруглую шишку. Поскольку количество костей, мышц и кровеносных сосудов становится все меньше по направлению к концу хвоста, меньше структурного материала требуется, чтобы скреплять и придавать жесткость конструкции, так что все сочленения постепенно сходят на нет, поскольку мало что дают, кроме ненужного веса.

Под хвостовыми позвонками находится ряд более мелких костей, называемых шевронами (или гемальными дугами). У каждого шеврона имеется пара сочленений с позвонками вверху, хотя из-за своей формы они располагаются скорее между сочленениями позвонков, чем прямо под телом одного позвонка; далее на каждом из них есть более длинный отросток кости, направленный назад, так что в боковой проекции они выглядят весьма похоже на бумеранги или латинскую букву L. Между телом позвонка и шевронами проходят некоторые из главных артерий[12], снабжающих кровью хвост и мышцы, связанные с задними конечностями; по сути, шевроны ведут себя как аналог дуг позвонков на нижней стороне позвоночника, только защищают кровеносные сосуды, а не нервный ствол. Форма этих шевронов меняется на протяжении всего хвоста: ближе к концу они становятся короче и проще по форме и в итоге совсем исчезают. У первых двух-трех хвостовых позвонков также нет шевронов, потому что там должна была находиться клоака (мочеполовое отверстие).

Сочленения между хвостовыми позвонками менее жесткие, чем между грудными позвонками, и хвост должен был обладать некоторой гибкостью. Им бы не получилось свободно вилять во всех направлениях, как кошачьим, но, вероятно, возможно было двигать из стороны в сторону с приличным диапазоном и при необходимости изгибать. В целом, однако, хвост являлся довольно жестким, и его приходилось держать горизонтально, судя по сочленениям и мышцам. Старомодные изображения динозавров, волочащих хвосты по земле, теперь решительно опровергаются по двум причинам: во-первых, как рассматривается позже, мы уверены, что они обладали более вертикальной осанкой, чем представлялось вначале, а во-вторых, потому что опорные сочленения хвоста и мышцы должны были удерживать хвост достаточно жестко. Кроме того, в отпечатках следов динозавров очень редко обнаруживаются следы от волочения хвоста (иногда только от кончика), так что представление о том, что по земле тянулась половина хвоста, определенно неверно.

Это вполне логично, потому что хвост способствует двум важнейшим двигательным функциям, а в положении волочения он бы, скорее, им препятствовал. Во-первых, хвост двуногих животных является противовесом. Если тело в основном располагается параллельно земле, а стопы находятся под тазобедренными суставами, то его станет перевешивать вперед, если что-либо не будет его уравновешивать сзади: хвост и является таким противовесом. Он может показаться недостаточно большим для такой функции, но, как мы увидим, тело не настолько массивно, как кажется, и, поскольку хвост обычно несколько длиннее, чем голова и туловище вместе взятые, получается некоторый механический выигрыш, потому что хвост оказывается дальше от ног, чем голова. Во-вторых, хвост служит местом прикрепления огромных хвостово-бедренных мышц, доходящих до основания бедренной кости. Это главная сократительная группа мышц, которая отводит ногу назад и таким образом толкает животное вперед. Словом, это был важнейший мускул, позволявший динозавру ходить или бегать, и он не мог бы эффективно функционировать, если бы передняя часть хвоста располагалась почти параллельно бедренной кости и хвост волочился по земле, а грудной отдел позвоночника был бы вытянут почти вертикально. Не так давно было доказано, что этот мускул больше, чем считалось ранее (рис. 10), и, вероятно, образовывал некое утолщение у основания хвоста, где крепился{26}.

Есть и другие группы мышц, проходящие через шею, тело и хвост и осуществляющие опору и движение животного, и эти мышцы дополнены сетью кровеносных сосудов, нервов и прочими тканями. Я, однако же, хочу перейти к важнейшим внутренним органам тираннозавров. Значительная часть информации по этой теме основывается почти исключительно на логических умозаключениях (в общем и целом у всех позвоночных имеется какая-то форма почек, и трудно представить, как тираннозавры могли бы без них обойтись, так что можно с уверенностью считать, что почки у них были) либо на данных экстраполяции (отверстия в костях показывают, где проходили кровеносные сосуды, и позволяют предположить, с чем они могли быть соединены), но в некоторых случаях нам очень помогают отдельные уникальные ископаемые находки.

Мягкие ткани

Несколько лет назад возникла большая шумиха по поводу находки окаменелого сердца динозавра. Такое возможно: внутренние органы могут сохраниться в том случае, если они не успели сильно разложиться и попали в достаточное количество грязи или других осадочных материалов или если образовался естественный слепок, и тогда, даже если сами органы сгниют и не минерализуются, их исходная форма сохранится в окаменелом виде (примерно так же, как отпечаток лапы). К сожалению, в итоге это «сердце» оказалось всего лишь необычным каменным желваком, но его размер, форма, положение в скелете и общий вид в самом деле позволяли посчитать его серьезной заявкой на сенсацию. И у современных крокодилов, и у птиц четырехкамерные сердца, которые несколько отличаются от сердец остальных рептилий, и это позволяет предположить, что у динозавров было нечто похожее. Однако между крокодильими и птичьими сердцами есть некоторые различия, поэтому трудно понять, были динозавры в целом больше похожи на крокодилов или на птиц.

Значительно лучше изучены легкие и система воздушных мешков. Как уже упоминалось раньше, тероподы и завроподы были по большей части довольно пневматическими существами. В придачу к парным легким и синусам, которые есть у почти всех наземных тетраподов (некоторые амфибии практически утратили легкие, а у змей легкое только одно), у этих животных имеются расширения легких, заходящие не только в полость тела, но и во многие кости. Отверстия проницают наружную поверхность кости, потом полости расширяются и занимают большую часть внутреннего объема кости. У таких пневматических динозавров (и также у современных птиц и вымерших птерозавров) в некоторых костях имеются огромные полости; даже гигантские шейные позвонки некоторых крупных завроподов могут более чем на 90 % объема заполняться воздухом и только на несколько процентов – костной тканью. Однако то, что эти кости были полыми, не делало их непрочными, потому что их укрепляло огромное количество крошечных костных балок, называемых трабекулами, – немного похоже на то, как спицы придают жесткость велосипедному колесу, – и кость в разрезе могла выглядеть как пчелиные соты. Многие длинные кости (такие как бедренная) у животных полые: если разрезать коровью бедренную кость, то вы увидите, что середина пустая, однако полость, во-первых, довольно маленькая по сравнению с пневматической полостью у динозавра, во-вторых, заполнена костным мозгом, и, разумеется, подобные полости не встречаются в таких костях, как грудные позвонки.

Воздушные мешки заходили во многие кости динозавров, и в некоторых случаях практически по всему скелету обнаруживаются какие-нибудь пневматические расширения. В случае тираннозавров они сосредотачивались в позвоночном столбе и соединенных с ним костях. У тираннозавра, например, имелись пневматические отверстия в шейных позвонках и шейных ребрах, грудных позвонках и ребрах, крестцовых позвонках и первых нескольких хвостовых (хотя эти отверстия были довольно малы). Со временем у разных групп такие мешки перемещались все ниже по телу, и у некоторых нептичьих тероподов даже имелись пневматические участки плеч и передних лап, таза и ног, находившиеся на довольно приличном расстоянии от исходного местоположения в грудной клетке. Существует много групп воздушных мешков, и каждая пронизывает только определенные кости, так что мы можем проследить их развитие и продвижение по скелету.

Важно отметить, что у динозавров прохождение воздуха через легкие и воздушные мешки весьма отличалось от аналогичного процесса у млекопитающих. Мы вдыхаем, расширяя легкие, и воздух заполняет их. В наших легких есть многочисленные ветвящиеся трубки и трубочки, которые заканчиваются огромным количеством маленьких сферических образований. Здесь происходит газообмен, кислород поступает в кровоток, а углекислый газ уходит из него, потом мы выдыхаем и выталкиваем воздух обратно тем же путем, которым он вошел. Это двунаправленный воздушный поток: один и тот же «глоток» воздуха проходит внутрь и выходит наружу по одним и тем же путям легких.

У птиц эти разнокалиберные трубочки в легких соединяются друг с другом, и потому с виду напоминают не столько огромную кучу крошечных воздушных шариков, сколько лабиринт крошечных трубочек. Легкие также соединены с воздушными мешками, и все это вместе образует альтернативный дыхательный путь. При вдохе воздух затягивается в задние воздушные мешки, а оттуда переходит в легкие, потом в передние воздушные мешки и наконец выходит наружу. Следовательно, воздушный поток в легких оказывается односторонне направленным: воздух проходит по большей части дыхательной системы только в одну сторону, а воздушные мешки существуют исключительно для управления потоком, газообмен же происходит только в легких. В результате многие воздушные мешки представляют собой застойные тупики; тогда как мешки в полости тела используются в процессе дыхания, у ответвлений в костях нет таких функций, и обычно в них не наблюдается особенного потока воздуха, если он вообще присутствует.

Чрезвычайно интересное недавнее исследование показало, что аллигаторы и некоторые крупные ящерицы умеют дышать как птицы, несмотря на отсутствие воздушных мешков{27}. Многокамерная структура каким-то образом позволяет легким функционировать и как легкие, и как группа воздушных мешков у птиц, и поэтому воздушный поток получается однонаправленным. Это является превосходным аргументом в пользу однонаправленного воздушного потока при дыхании у динозавров и предполагает, что такой тип дыхания развился еще до возникновения архозавров и, следовательно, был по меньшей мере в начале эволюции универсальным для динозавров. Наличие множества воздушных мешков у тероподов свидетельствует о том, что данный признак сохранился и с тех пор даже расширился: легкое птиц, таким образом, очень похоже на динозавровое.

О пищеварительной системе динозавров известно мало, но для тероподов есть хоть какие-то данные. Местоположение желудка можно приблизительно определить по положению проглоченных костей в верхней части грудной полости различных тероподов. Мы имеем некоторое представление о форме кишечного тракта благодаря найденному в Италии невероятному ископаемому экземпляру крошечного теропода под названием сципионикс (Scipionyx). Это компсогнатид (а значит, близкий родственник тираннозавров), и у него сохранились различные органы или по крайней мере их отпечатки, и в том числе бо́льшая часть пищеварительной системы{28}. В целом она оказалась довольно короткой, как и ожидалось: и сципионикс, и тираннозавры были хищниками, поэтому должны были иметь относительно короткий и простой пищеварительный тракт, поскольку мясо в основном переваривается достаточно легко по сравнению с растительной пищей. Тот факт, что даже у тираннозавра копролиты (окаменелые фекалии) содержат различимые фрагменты костей, говорит нам, что тираннозавры не обладали сверхкислой пищеварительной системой, как у некоторых современных животных, т. е. были, вероятно, обыкновенными, а не исключительными животными в плане расщепления пищи.

Последняя важная система органов связана с выделением и размножением. Как отмечалось выше, тираннозавры (как все рептилии и птицы и даже некоторые млекопитающие, такие как утконос) имеют одинарную клоаку. Это общий выход мочеполового тракта и пищеварительной системы – проще говоря, все, что выводится из организма, выходит отсюда. Естественно, располагаться клоака должна была у основания хвоста и над самым задним концом седалищной кости. Мы знаем, что динозавры выделяли фекалии, потому что находим их копролиты, но, возможно, они производили экскременты, подобные птичьим и крокодильим, в которых фекалии и моча смешаны (отсюда белые потеки птичьего помета: в нем много мочевины), или же выделяли мочу отдельно, как делают разные птицы (по крайней мере иногда).

Клоака самок также должна была служить выходом для яиц. Яйца, скорее всего, формировались в двух яичниках и развивались в двух яйцеводах, в отличие от птиц, которые ограничиваются одним набором этих органов. Мы об этом знаем частично, потому что многие манирапторовые тероподы, по-видимому, откладывали яйца в гнезда по два, а также известен экземпляр троодонтида с парой яиц внутри тела – это показывает, что развивались оба яйца сразу. У тираннозавров многочисленные яйца, вероятно, формировались одновременно (что, похоже, было общим для многих тероподовых динозавров), причем это должно было происходить сразу в обоих яичниках.

Самец тираннозавра должен был доставить сперму в клоаку самки. Это может показаться невозможным при общем строении тираннозавров, но множество рептилий и птиц спариваются практически без каких-либо действий, кроме прижимания клоак друг к другу. Тем не менее размеры многих динозавров (и, конечно, форма их тела, когда речь заходит о бронированных стегозаврах) должны были делать спаривание неудобным, и могло требоваться нечто, помогающее преодолеть расстояние между клоаками.

Вообще говоря, некоторые животные с клоаками развили какую-либо форму «копулятивного органа». Этот термин не является некой данью излишней стыдливости, но в самом деле необходим, чтобы отличать такой орган от совсем иного пениса млекопитающих. У птиц и рептилий, обладающих подобными органами, они аналогичны (имеют ту же функцию), но не гомологичны (не имеют общего эволюционного происхождения) пенису и, следовательно, не должны называться тем же словом. Копулятивные органы могут быть короткими и простыми – или довольно длинными и сложными приспособлениями – в зависимости от того, как именно они функционируют, а также от имеющихся сложностей спаривания. У крупных тираннозавров вполне могло использоваться нечто, помогающее самцу дотянуться до самки, но мы вынуждены ограничиваться попытками так совместить два скелета друг с другом, чтобы копуляция могла считаться успешной (в одной музейной экспозиции два скелета динозавров смонтировали в позе спаривания). Чтобы получить некоторое представление, насколько причудливым может быть копулятивный орган, рекомендую поинтересоваться сексуальной биологией уток. Мгновенно раздувающийся орган, который, во-первых, длиннее своего обладателя, а во-вторых, имеет винтообразную форму – и это только начало. Утки – занятные, скажем так, животные в том, что касается секса.

Ключевыми элементами в совмещении этих животных друг с другом являются таз и задние ноги, а также важно, насколько многотонные тираннозаврины были способны объединять усилия, чтобы свести вместе свои репродуктивные органы. Одной из проблем должно было быть равновесие, но тут, вероятно, помогали гибкость и активное использование конечностей (и передних, и задних). Кстати, это удобная возможность перейти к следующей главе – к последней важной части скелета: конечностям.

Глава 8 Конечности

Наконец, мы добрались до выступающих элементов тела тираннозавров, а именно рук и ног, более формально называемых передними и задними конечностями. У тираннозавров передние конечности не используются для ходьбы, так что обиходное название «руки» вполне для них подходит (учитывая, что слово «ноги» часто используется, чтобы показать, что животное с помощью них ходит). Конечностям для движения нужна какая-то опора, поэтому они соединяются с главной структурной и опорной конструкцией организма – позвоночником. Каждая конечность сочленяется с совокупностью костей, присоединяющих ее к остальному животному – эти структуры называются «поясами конечностей». В случае передних лап это кости плечевого (или грудного) пояса, а таз (или тазовый пояс) исполняет ту же функцию для задних конечностей.

Плечевой пояс начинается с лопатки – длинной тонкой кости, лежащей поверх многочисленных грудных ребер (она частично с ними соединена мускулатурой, удерживающей руку) и идущей вниз, к груди. Здесь меньшая кость, коракоид, соединяется с лопаткой, а между ними помещается сустав плечевой кости; к лопатке и коракоиду также крепятся мышцы руки. Посередине тела, связывая два плеча, располагается кость, называемая вилкой или вилочковой костью, которая состоит из сросшихся ключиц (у птиц она более известна как вилочка или дужка).

В истории изучения динозавров у вилки долгая и многотрудная судьба. В начале XX в. в фундаментальном научном труде о происхождении птиц тщательно и подробно была проанализирована доступная в то время информация и сделан вывод: тероподы имеют больше общего с птицами, чем с любой другой группой животных, но далее гипотеза о них как о предках птиц решительно отбрасывалась на том основании, что у них нет вилочковой кости. В то время господствовала идея, что если какая-то структура утрачена, то она не может вернуться, и у других рептилий ключицы были, а у динозавров нет. Следовательно, если динозавры утратили ключицы, то они не могли стать предками птиц, у которых вилочковая кость наличествует. Эта идея была неверна в целом (утерянные черты могут возвращаться), но возникла она также из-за недостатка данных. Прошло время, обнаружились хорошо сохранившиеся скелеты животных, и теперь мы знаем, что у многих динозавров, включая тираннозавров, вилка была{29}. Более того, вилка расположена между коракоидами, и для тираннозавров это означает, что руки были расположены ближе к середине груди, а не по бокам от туловища, как часто изображалось на старых реконструкциях.

Если рассматривать переднюю лапу сверху вниз, то первой идет плечевая кость, потом локтевая и лучевая, и они составляют бо́льшую часть руки (рис. 11). Эти кости ничем не примечательны в сравнении с аналогичными костями других тероподов, однако со временем они значительно уменьшаются, и у более поздних тираннозавров стали пропорционально короче. Но они не изменились до такого состояния, когда теряется функциональность, в них сохранились основные сочленения и группы мышц, и руки должны были оставаться довольно сильными, несмотря на небольшую длину. Теории о функционировании передних конечностей у позднейших тираннозавров чрезвычайно противоречивы, и ниже мы более подробно рассмотрим некоторые из гипотез.

Кисти передних конечностей также обычны для тероподов, в них имеется группа маленьких косточек запястья, потом длинные кости пясти (метакарпальные), потом кости пальцев (фаланги). У большинства животных, включая тираннозавров (но не человека), количество костей в пальцах различается. Люди также несколько необычны тем, что имеют по пять пальцев на каждой руке – таково было исходное количество пальцев у древних предков тетраподов, позже это число уменьшилось у множества групп. Самые первые тероподы обладали четырмя пальцами, большинство тремя, а знаменитый тираннозавр и другие тираннозаврины, алиорамины и альбертозаврины – только двумя. У некоторых экземпляров имелась лишняя пястная кость (а не лишний палец, как иногда пишут), так что в кисти могло быть три длинных кости, но пальцев оставалось только два. Дополнительная кость, по-видимому, появлялась и исчезала, это предполагает, что данный признак не находился под сильным эволюционным давлением и был, по сути, рудиментарным. Пальцы тираннозавров несколько более необычны, чем пальцы большинства тероподов, у которых первый палец довольно толстый и немного отставленный; хотя вряд ли он был таким, как человеческий большой палец, но по крайней мере чуть больше походил на него, чем другие пальцы. Такое строение наблюдалось у животных типа гуаньлуна, но у позднейших тираннозавров два пальца похожи друг на друга по общей форме и пропорциям и первый палец не отставлен.

Идентификация пальцев тероподов, вероятно, является областью наибольших разногласий и споров, чем любая другая. У птиц пальцы, формирующиеся на эмбриональной стадии, – это II, III и IV (т. е. три средних пальца предковой пятипалой кисти тетрапода, если начинать считать с большого), однако позже они уменьшаются и срастаются, и у большинства взрослых птиц остается два пальца, и те зачастую представляют собой только лишь небольшие выросты. Этого в целом и следует ожидать: когда у животных пальцы уменьшаются или утрачиваются, первым неизменно уходит пятый, а за ним первый. Однако у тероподов, хотя первым утрачен пятый палец (как можно увидеть по наличию четырех пальцев, а также укороченной пястной кости у самых ранних форм), следующим исчезает, по-видимому, четвертый. Это указывает на то, что в линии тероподов, ведущей к птицам, наличествовали пальцы I, II и III, что отличается от птичьих II, III и IV.

Этим парадоксом иногда пользуются как аргументом, ставящим под сомнение происхождение птиц от тероподов, но такому строению есть несколько возможных объяснений. Во-первых, могло произойти то, что называется сдвигом рамки, когда программа развития кисти фактически сдвигается на один палец, и второй развивается как первый, третий как второй и т. д. Такой феномен развития встречается в природе, а в пальцах случаются всевозможные аномалии развития. Их можно увидеть, например, у людей с лишними пальцами или с «зеркальной кистью», когда на каждой стороне кисти имеется по большому пальцу. Такое событие вполне могло произойти в какой-то момент на эволюционном дереве тероподов или древнейших птиц, однако это невозможно установить, пока мы не найдем идеально сохранившихся динозавров в эмбриональной стадии или просто очень маленьких (что теоретически вполне допустимо). Возможно и другое объяснение данной черты: у тероподов действительно наличествовали пальцы II–IV, и они утратили I палец, а II превратился в нечто, более похожее на I. У странного древнего цератозавра, названного лимузавром (Limusaurus), из среднеюрских отложений Китая II палец был похож на большой, но также имелся и значительно редуцированный I палец{30}. Можно предположить, что данные изменения в эволюции тероподов произошли относительно рано, и I палец в самом деле был утрачен, так что кисть тероподов соответствует строению, наблюдаемому у птиц: пальцам II–IV.

Вне зависимости от того, какая из этих схем (если вообще работала какая-то из них) ответственна за различия между большинством тероподов и птицами, в данной ситуации, очевидно, возникают проблемы при описании пальцев таких животных, как тираннозавры, – какие у них были пальцы: I–III или II–IV? Большинство исследователей сходится на первом варианте, хотя у двупалых видов должен был исчезнуть также и III палец и остаться только I и II. Как уже упоминалось, число составляющих пальцы костей варьирует. У тираннозавров I палец состоял из двух костей, II – из трех, а III – из четырех. Первый палец был заметно короче других, а второй и третий имели почти одинаковую длину – в третьем есть дополнительная кость, но очень короткая и мало прибавляющая к длине. Эти оценки включают последнюю – специализированную – кость пальца, которая формирует основу для когтя и называется когтевой фалангой.

Когтевые фаланги имеют крюкообразную форму и поддерживают кератиновый коготь (более подробно рассмотренный ниже). Сама кость дает представление о форме когтя в целом, но, возможно, она не так тесно связана с внешним когтем, как могло бы показаться, и между ними могут обнаружиться существенные различия и в общем размере, и в точной форме. Некоторые когти, вероятно, имели значительно больший размер и были сильнее изогнуты, чем можно предположить на основании подлежащей когтевой фаланги. По бокам когтевой фаланги до кончика когтя проходят желобки, однако их функция неясна. Существует предположение, что они могли быть местами крепления кератина или что по этим желобкам проходили кровеносные сосуды, питающие кератиновый когтевой чехол, что позволяло когтю расти.

Если рассматривать сочленения руки, то плечо позволяло достаточно свободное вращение, но другие суставы были более ограничены в движениях. Как у человека (а также большинства животных), локоть являлся простым шарнирным суставом и позволял нижней части руки прижиматься к плечевой части. Однако вращение в локте у динозавров в целом и тероподов в особенности было ограничено, а кисти обращены друг к другу, как будто животное собиралось аплодировать. Многочисленные реконструкции отображают руки неверно, показывая ладони обращенными вниз и сильно согнутыми в запястьях (что часто называют «кроличьими лапками»). У многих более поздних тероподов запястья действительно обладали большой степенью гибкости, но в другой плоскости – они как будто пытались заставить внешние пальцы указывать назад вдоль локтевой кости в сторону локтя. Это было ключевой модификацией для полетного взмаха у птиц, однако у тираннозавров в этом месте движения были значительно более ограниченными.

Пальцы могли сгибаться, как у человека, и каждый сустав обладал вполне приличной гибкостью. Тем не менее в пальцах тираннозавров структурных элементов меньше, чем в пальцах человека, а при том, что в каждом пальце имелось разное количество суставов, тираннозавры не были способны сложить кисть в нечто вроде кулака. Первые тираннозавры обладали хорошей гибкостью суставов и мощной хваткой{31}. Это подтверждается глубокими ямками по бокам фаланг, к которым крепились связки, присоединявшие следующую кость пальца. Чем глубже ямки, тем более прочно крепились связки и тем сильнее была хватка. Со временем ямки стали менее глубокими, и это показывает, что у более поздних видов хватка стала слабее. Основание когтевой фаланги часто расширено, что дает место для крепления мышц и в особенности связок, усиливает эту область и позволяет когтям протыкать то, что зажато в кисти (вероятно, добычу).

Эти длинные ноги

Второй пояс конечностей – тазовый – состоит из трех основных элементов: подвздошной, лобковой и седалищной кости, причем первая у взрослых особей полностью срасталась с крестцом, создавая структурно жесткую станину для ног. Тираннозавры довольно необычны своим «сплюснутым» тазом: если смотреть сверху, то кажется, что кости почти сходятся посередине, около невральных отростков крестцовых позвонков, отчего таз приобретает характерный вид. Почему это так, не вполне ясно; данная черта обнаруживается даже у таких ранних форм, как гуаньлун, в те времена, когда животные были еще небольшими и обладали менее специализированными ногами, чем позднейшие гиганты, и все же она сохранилась и даже развилась у более поздних тираннозавридов. Подвздошная кость служит местом крепления для разнообразных групп мышц, управляющих бедром, особенно перемещающих его вперед во время передвижения; главными же отводящими мышцами, как отмечалось ранее, являются те, что присоединялись к основанию хвоста.

Стержневидные лобковые и седалищные кости сходились с обеих сторон на средней линии тела и срастались, лобковая кость при этом была направлена вперед, а седалищная – назад. К подвздошной кости крепилось несколько групп мышц, отводящих бедро назад, а лобковая кость помогала поддерживать тело и служила местом крепления некоторых других ножных мышечных групп. У более поздних тираннозавров конец лобковой кости стал чрезвычайно большим, а седалищная кость немного уменьшилась, но причины этих изменений также неизвестны. Там, где три кости таза встречаются, они образуют край вертлужной впадины, представляющей собой большое отверстие в тазу, куда входит головка бедренной кости. На самом деле это отверстие заметно крупнее головки бедренной кости, но оно должно было быть выстлано большим количеством хрящевой ткани, предотвращающей истирание костей друг о друга при движении животного. Наверху вертлужной впадины имеется похожее на полку расширение нижней части подвздошной кости, помогавшее удерживать головку бедренной кости на месте.

Сама бедренная кость довольно типична для тероподов и имеет Г-образную форму за счет длинного стержня с полусферической головкой, почти перпендикулярной стержню и точно входящей в вертлужную впадину. Головка обеспечивает сочленение и позволяет бедру двигаться, а прямой стержень принимает вес животного. Именно такое устройство кости ожидается от животного с вертикальной посадкой корпуса (т. е. с ногами, расположенными прямо под туловищем), и также оно наблюдается у птиц и млекопитающих, но отличается у ползающих животных, таких как ящерицы и тритоны, у которых вес не приходится на продольную ось бедренной кости. Это один из ключевых признаков, показывающих, что динозавры в основном были животными с высокой посадкой тела, а не ящерицеподобными пресмыкающимися, и это ясно видно у тираннозавров.

Двигаемся вниз по конечности: далее идут крупная большеберцовая и несколько меньшая малоберцовая кости. У птиц малая берцовая кость практически отсутствует (как и у поздних птерозавров), а некоторые кости щиколотки срослись с большеберцовой костью и значительно упростили устройство сложной нижней части ноги, но у тираннозавров и у других нептичьих тероподов эти кости сохранились как отдельные элементы. На передней поверхности основания большеберцовой кости есть большое углубление для таранной кости. Это самая крупная кость в щиколотке тероподов. У нее имеется огромный треугольный вырост, располагающийся перед большеберцовой костью и придающий нижней части ног тероподов характерный вид. Как и запястье, предплюсну образует группа костей. Основание таранной кости похоже на роликовый шарнир, позволяющий стопе сгибаться и разгибаться, но в остальном довольно жесткий – в отличие от человека тираннозавры не особенно рисковали вывихнуть лодыжку.

Дальше идут пять плюсневых костей (метатарзальных). Первая, соответствующая нашему большому пальцу, очень мала и расположена примерно посередине второй плюсневой кости – это крошечный треугольный выступ, к которому крепится маленький палец, состоящий всего из одной обычной и одной когтевой фаланги. Это, по сути, эквивалент рудиментарного «прибылого» пальца, имеющегося у многих животных, и он представляет собой сильно редуцированный большой палец. Пятая плюсневая кость уменьшена еще сильнее – это короткая, тонкая и слегка изогнутая косточка на наружной стороне стопы, и на ней совсем нет пальца. Притом что первый палец сильно редуцирован, а пятый практически утрачен, на стопе остается три функциональных пальца для ходьбы, и поэтому тероподы оставляют трехпалые отпечатки ног.

Главные плюсневые кости представляют собой длинные прямые стержни, внешние кости (II и IV) немного расходятся к концу, а потому пальцы расставлены в стороны. У позднейших тираннозавров, однако, стопа довольно сильно изменена – центральная из трех плюсневых костей имеет очень тонкую проксимальную (верхнюю) часть, и она «зажата» между нормальными II и IV плюсневыми костями. Такое строение стабилизирует стопу, поскольку средняя плюсневая кость оказывается ограниченной двумя другими в боковом движении при ходьбе и особенно беге. При быстром перемещении на такое движение расходуется большое количество энергии, так что данная адаптация помогает сделать животное немного быстрее, но, что более важно, оно становится более ловким и эффективным{32}. Такое строение наверняка помогало животному тратить меньше усилий при переходах на большие расстояния, и это хорошо сочетается с уже рассмотренными нами более длинными бедренными костями и длинными плюсневыми костями в целом: у тираннозавров были широкий шаг и экономичная походка.

Плюсневые кости тем не менее в норме не соприкасались с землей. Люди в этом довольно необычны: мы ходим на полной стопе, и с землей у нас контактируют и пальцы ног, и плюсневые кости. Тираннозавры же были похожи на большинство животных, которые ходят только на пальцах (или в особых случаях, как у лошадей, на кончиках пальцев), используя плюсневые кости для эффективного увеличения длины ноги.

Как и на передней конечности, в каждом пальце ноги имелось разное количество фаланг, и все пальцы оканчивались когтевой фалангой. Второй состоял из трех элементов, включая когтевую фалангу, третий – из четырех, а четвертый – из пяти. И снова, как и в кисти руки, хотя количество костей различалось, пальцы оказывались примерно одинаковой длины – только третий был немного длиннее остальных. Когтевые фаланги по форме были в основном коническими и совсем не так сильно изогнутыми, как в кисти: ведь они в первую очередь должны были обеспечивать взаимодействие с землей.

Как они ходили

Чтобы узнать, как передвигались тираннозавры, требуется сложная совместная работа различных областей науки. Мы можем реконструировать скелет и основные группы мышц тираннозавра с некоторой степенью точности, и представление об общем строении этих животных (включая такие вопросы, как расположение и размеры легких и воздушных мешков) позволяет понять, где находился центр масс. Для сохранения равновесия движущемуся тираннозавру было необходимо удерживать центр масс практически над ногами, иначе бы он опрокинулся вперед или назад. На этом основании мы можем при помощи компьютерных моделей животных попробовать определить схемы движения и сопоставить результаты с данными по отпечаткам ног.

Отдельные отпечатки ног динозавров и цепочки следов – довольно обычные находки, но проблема в том, чтобы определить, какому виду животных мог принадлежать этот след. Отпечатки различаются в зависимости от оставившего их животного, а также от того, как оно двигалось, какой в тот момент была поверхность, и от любых изменений вроде эрозии, случившихся впоследствии. В результате имеется множество следов, по которым нельзя с уверенностью отличить гадрозавра от теропода, а отнести их к какой-либо кладе, не говоря уже о роде, практически невозможно. Но даже при этом существует пара-тройка следов, которые, как мы точно знаем, были оставлены тираннозаврами{33}, поскольку это явно огромные следы трехпалых тероподов, относящиеся к тому времени и месту, когда из тероподов в данном месте обитали только тираннозавриды.

Разумеется, даже если вы знаете, что перед вами след тираннозавра, это не продвинет его идентификацию, учитывая сложности, описанные выше. И все же существует по крайней мере несколько относительно устойчивых взаимосвязей между размером и формой стопы динозавра, расстоянием между отпечатками и тем, как этот динозавр двигался. Длина стопы дает хорошее представление о размере животного, а расстояния между отпечатками демонстрируют, насколько широк был его шаг, и таким образом указывают на скорость передвижения. Добавим эти данные к нашей модели движения, и, понимая работу мышц, мы сможем выстроить для тираннозавров картину набора скорости, скоростей разворота и предельных скоростей, хотя точные значения всегда останутся недостижимыми{34}.

Что касается фактического паттерна следов, несомненно, что тираннозавры были двуногими и, по-видимому, переставляли ноги поочередно. Это может казаться очевидным, но, хотя четвероногие животные имеют разнообразные схемы шагов при разных скоростях и в разное время (сравните, скажем, идущего жирафа, лошадь в легком галопе и кошачий шаг), даже двуногие способны передвигаться по-разному. Мелкие птицы, грызуны наподобие тушканчиков, кенгуру и валлаби прыгают, синхронно отталкиваясь задними ногами, а некоторые животные исполняют нечто вроде подскока, где после одного короткого шага идет длинный, отчего получается странный асимметричный бег (так, например, делают грифы), так что тираннозавры на самом деле ходили вполне нормально.

Бедренная кость у тираннозавров достаточно длинная по сравнению с другими тероподами, однако нижняя часть ноги и плюсневые кости пропорционально оказываются еще длиннее. Животные, которые быстро бегают, зачастую имеют короткую бедренную кость, поскольку, чтобы сделать полный шаг, бедро следует пронести вперед по дуге. Если бедро короткое, можно за меньший промежуток времени сделать больше шагов. Потеря в длине шага, следующая из укорочения бедра, компенсируется длинной большеберцовой костью и/или длинными плюсневыми костями. Посмотрите на ногу лошади или гончей – при общей значительной длине ног и скоростях, развиваемых этими животными, бедро у них относительно короткое и составляет небольшую часть длины ноги. У тираннозавра бедренная кость длинная, так что, возможно, он не мог очень быстро переставлять ноги, но это предположительно компенсировалось более длинными, чем обычно, нижними частями ноги, и такое строение указывает на то, что тираннозавры все же должны были быть относительно быстрыми ходоками и бегунами.

При любых скоростях тираннозавры, по-видимому, переносили одну ногу за раз, и хотя более крупные формы могли быть слишком массивными для бега, они все-таки были способны передвигаться достаточно быстро: большая длина шага может скомпенсировать многое. В нормальном стоячем положении ноги должны были ставиться бок о бок, а бедренные и большеберцовые кости – располагаться почти вертикально и образовывать опорный столб по отношению к земле, но при ходьбе эти кости, вероятно, переносились ближе к срединной линии тела животного. При каждом шаге нога должна была немного уходить под туловище, а стопа ставиться под тазом, а не сбоку, более эффективно принимая вес животного. Посмотрите, как ходит курица, а еще лучше – страус, и вы увидите, что его пальцы собираются при каждом шаге, чтобы пронести стопу мимо стоящей на земле ноги, а потом расправляются и ставятся под туловище. Если смотреть на следы птиц и тероподов (и даже на человеческие), становится ясно, что ноги не просто передвигаются спереди назад, но также из стороны в сторону, и такой характер движения становится более выраженным на больших скоростях.

Имеющаяся у нас информация дает наглядное представление о том, как тираннозавры могли использовать руки и ноги. Вписав эти знания в контекст других их анатомических особенностей, а также той окружающей среды, где обитали тираннозавры, и животных, с которыми они сосуществовали, мы можем воссоздать картину их жизни. Анатомия животного сообщает огромное количество информации о том, как оно функционировало, о его типичных действиях, возможностях и ограничениях и, следовательно, о том, как оно, вероятно, жило (а также умерло), даже если этот вид вымер десятки миллионов лет назад. Об этом мы будем говорить ниже, реконструируя жизнь тираннозавра, но сначала завершим описание этого животного рассказом о его покровах.

Глава 9 Внешний вид

Разобравшись с внутренностями тираннозавров, переходим к их внешнему виду. Всем организмам требуется некий барьер между ними и окружающей средой, чтобы защищать органы и удерживать их внутри, а любые патогены (такие как бактерии и вирусы) – снаружи. В случае позвоночных барьером служит кожа. Важнейшим событием эволюции тетраподов стало возникновение кожи, содержащей большое количество кератина, что делало кожу древнейших предков рептилий плотной и позволило им жить вне водной среды. В отличие от современных амфибий, рептилии не высыхают вдали от воды, и это позволяет им обитать в сухих природных условиях. Хотя чешуя утрачена млекопитающей ветвью дерева амниот и редуцирована у некоторых рептилий (и, разумеется, птиц), большинство рептилий, включая динозавров, были чешуйчатыми.

Это было очевидно для первых палеонтологов, идентифицировавших динозавров как рептилий. Некоторые сохранившиеся отпечатки и следы кожи динозавров также показывали, что у них имелась чешуя, как у современных ящериц, черепах и крокодилов, и в течение следующих 200 лет динозавров изображали чешуйчатыми. Как ни странно, даже когда стало ясно, что некоторые тероподы были очень близки к птицам и что археоптерикс и древнейшие птицы полностью покрыты перьями – причем довольно специализированными, исследователи и иллюстраторы, по всей видимости, не желали соглашаться с наличием перьев у кого-либо еще. Даже несмотря на явную неправдоподобность внезапного появления перьев как сплошного покрова тела у первых птиц, произошедших от полностью чешуйчатых динозавров, предполагалось именно такое развитие событий.

Тем не менее в последние годы динозавры в роскошном оперении были найдены в Китае, Германии, Бразилии и Канаде, благодаря чему у нас появилась поразительная идея о возникновении и развитии перьев у клады динозавров еще до появления птиц. Возможно, перья или по крайней мере перьеподобные волокна на самом деле старше динозавров и могли возникнуть еще у архозавров, а потом исчезнуть у завроподоморфов и большинства птицетазовых динозавров (о последних теперь известно, что у нескольких видов имелись перья, как и волокна у многих птерозавров); но настоящие перья точно наличествовали у целурозавров, включая тираннозавров.

У нас имеется прямое доказательство наличия перьев у двух тираннозавров: маленького дилуна и значительно более крупного ютираннуса{35}. Оба демонстрируют простые пухообразные ворсинки, похожие на пух птенцов. Эволюционно перья возникли из чешуи, пусть и очень сильно измененной, а далее сами перья уже произвели большое количество сильно различающихся форм. Птицы (а также разнообразные нептичьи динозавры) имеют широкий спектр типов перьев: от пуха, который мы видим у современных цыплят, и длинных волосков у киви и казуаров до более «традиционных» перьев, покрывающих тело и крылья летающих птиц. Перья сильно видоизменялись в разных линиях, а в разных группах тероподов встречаются поразительные курьезы. Своеобразные скансориоптеригиды (которых часто считали ранними нелетающими птицами, однако они, скорее, были очень необычными древними овирапторозаврами) имели перья, представлявшие собой плотные кератиновые пластинки; у одного теризинозавра, по-видимому, были стержнеподобные перья, которые могли функционировать как защита наподобие игл дикобразов и ежей; а у пингвинов сильно измененные перья приспособлены для жизни в водной среде. Только позже в эволюции динозавров появляются перья более современного типа – с центральным стержнем и отходящими от него бородками. У тираннозавров и компсогнатидов перья ограничивались простыми ворсинками, причем некоторые могли быть довольно длинными – местами волоски ютираннуса достигали в длину 10 см и более.

Сохранность перьев у единственного известного экземпляра дилуна неполная, но два экземпляра ютираннуса (окаменевшие парой) показывают, что по крайней мере у этого животного перья покрывали большую часть тела. Они видны только на контуре отпечатков особей (сильно расплющенных, а не 3D-образных, как большинство останков тираннозавров), но кажется маловероятным, чтобы перья шли по спине, животу, рукам, ногам и даже голове, но не покрывали боков. По общему виду перья, скорее всего, больше походили на шерсть или длинные волосы, чем на что-либо другое. Оперенные динозавры часто изображаются довольно косматыми, и хотя это возможно, все же большинство животных, покрытых шерстью или простыми волосками, выглядят опрятными, аккуратными и гладкими: шкура среднего млекопитающего больше напоминает шерсть лабрадора, а не йоркширского терьера.

Перья редко сохраняются, поскольку условия для этого должны быть близки к идеальным, и нам весьма повезло обнаружить окаменелые экземпляры оперенных животных. В связи с этим, несмотря на то что непосредственно известны только два тираннозавра, обладавших перьями, можно вполне обоснованно предположить, что все они были такими. Перья появляются где-то в этой точке на дереве тероподов, и все (от компсогнатидов до современных птиц) оставили в палеонтологической летописи по крайней мере нескольких пернатых представителей; также мы знаем, что никто из этих животных не утратил перья со временем: если перья появляются, то, по-видимому, уже не исчезают. Следовательно, как это ни прискорбно, популярные изображения тираннозавра, сражающегося с трицератопсом, почти наверняка некорректны. Когда-то высказывалось предположение, что детеныши крупных тираннозавров могли быть пушистыми, а взрослые становились лысыми и чешуйчатыми – идея заключалась в том, что более крупные животные перегревались бы, если бы имели теплоизолирующие покровы (отчасти по этой причине крупные животные вроде слонов и носорогов избавились от шерсти). Однако полный перьевой покров ютираннуса (животного, весившего значительно больше тонны), казалось бы, противоречит этому аргументу, и значит, можно ожидать, что даже взрослый тарбозавр или горгозавр был довольно густо оперен.

Тем не менее следует отметить, что перьевой покров не обязательно был одинаков. Большинство птиц покрыты перьями с головы до большей части ног, но не все. У страусов, к примеру, мало перьев на шее, и она в основном голая (и потому розовая); их бедра тоже в значительной степени лишены перьев. Возможно, это защита от перегрева: при движении на максимальной скорости мышцы ног работают чрезвычайно усердно и производят большое количество тепла. Толстый покров из перьев удерживал бы тепло и, вероятно, вызывал бы проблемы, так что, возможно, у тираннозавров имелись голые участки, служившие для более эффективной терморегуляции; особенно такое строение могло быть характерно для крупных форм, живущих в теплых природных условиях.

Мы обычно думаем о перьях как о «приспособлениях» в первую очередь для полета, но тот факт, что они появились за миллионы лет до первых птиц, позволяет предположить, что изначально они могли служить какой-то иной цели или нескольким иным целям. И в самом деле, у современных птиц перья приспособлены для выполнения огромного количества функций. Они могут быть водоотталкивающими и увеличивать плавучесть, создавать теплоизоляцию и удерживать тепло, а также служить для демонстраций или предупреждающих сигналов; их можно использовать в процессе высиживания яиц и для согревания птенцов, а также для защиты и прочих целей. Демонстрации и теплоизоляция, судя по всему, являются двумя главными факторами отбора на ранних стадиях эволюции перьев у тероподов: оперенные животные могли иметь какие-либо преимущества по сравнению с неоперенными, и отбор таким образом направлялся на их сохранение и развитие. Разумеется, у перьев есть преимущество перед чешуей, поскольку их легко можно сбросить, и потому животному легче менять летний наряд на зимний или цвет в брачный сезон.

Также перья при небольшой модификации могут выполнять весьма специфические функции. У нескольких групп птиц, таких как козодои, имеются удлиненные перья вокруг рта, называемые «клювными щетинками», которые, по-видимому, функционируют как некий чувствительный орган наподобие кошачьих усов. У других есть нечто аналогичное ресницам млекопитающих: щетинкообразные перья, помогающие защищать глаз от пыли и т. д. (они очень хорошо видны у крупных птиц-носорогов). Первые могут быть некоторым излишеством для многотонного тираннозавра, но легко представить, что у некоторых равнинных и пустынных тираннозавров вполне могли развиться ряды ресничных перьев, чтобы защищать их большие глаза от песка и мелких камешков.

Сами чешуи, конечно же, являются у нептичьих рептилий основным покровом (хотя существуют некоторые выведенные в неволе змеи и ящерицы, у которых отсутствует чешуя, точно так же, как существуют породы бесчешуйных рыб и неоперенных кур), но они варьируют по размеру, форме и расположению на теле. Чешуя, как и перья и, кстати говоря, шерсть млекопитающих, ногти, когти и даже клювы, состоит из кератина, который является довольно твердым веществом (отчасти поэтому кератин обычно выдерживает начальные стадии разложения и фоссилизируется лучше по сравнению с такими элементами, как внутренние органы) – качество, необходимое для создания барьера от внешнего мира. Заметное количество кератина содержится даже в нечешуйчатой коже, такой как наша собственная.

Неясно, что вызывает вариации в распределении чешуи по телу у большинства рептилий, хотя в некоторых случаях причина этого относительно очевидна. У крокодилов чешуя располагается на кусочках костной брони в коже, а у черепах она покрывает панцирь. В некоторых местах (таких как задняя часть колена) чешуя, от которой требуется большая гибкость, может становиться очень мелкой или редкой; в других местах она бывает крупной или мелкой или и тем и другим вперемежку, с чешуйками, плотно прилегающими друг к другу или широко разнесенными, выстроенными в полосы или круговые узоры, а кроме того, они могут располагаться во вроде бы случайном порядке. В результате без экземпляров с хорошей сохранностью чешуи трудно предсказать возможные ее паттерны у разных динозавров, а по тираннозаврам у нас, по сути, нет никаких данных. Хотя у некоторых оперенных динозавров перья покрывали пальцы передних и задних конечностей, стопы, вероятно, редко бывали оперены, так что это области, на которых чешуя могла сохраняться даже у тираннозавров в остальном покрытых перьями целиком. Морда или часть головы также могли оставаться бесперыми, но каким именно у среднего тираннозавра было распределение перьев помимо этого – остается неясным.

Существует мнение, что чешуя и перья – взаимоисключающие покровы: что если есть перья, то не может быть чешуи; но для этого нет никаких конкретных причин. По-видимому, нет ничего невозможного в том, чтобы у одного и того же животного наличествовали разные типы покровов. Тем не менее все несколько более сложно. Для начала чешуя редко сохраняется в окаменелостях, и даже если сохранились перья, то чешуя и кожа могли разложиться, так что их отсутствие не обязательно что-то значит. Даже у ископаемых птиц с почти идеально сохранившимся оперением ноги выглядят так, будто на них не было ничего, в то время как на самом деле можно ожидать найти там чешуи (динозаврового или птичьего типа), но они просто не сохранились.

Что более важно, чешуя не обязательно исключает перья. У некоторых птиц имеются на ногах маленькие нитевидные перья, торчащие между чешуй (и они могут расти вплоть до пальцев ног), так что по одной лишь причине наличия чешуи перья исключать нельзя. Однако при этом оказывается, что чешуя на ногах птиц на самом деле не такая, как у других рептилий, потому что птицы прошли через стадию, когда утратили всю исходную чешую, а та, что имеется у современных птиц, является по сути не чем иным, как вторичным преобразованием, развившимся из перьев. Хотя, казалось бы, чешуя должна обеспечивать стопам некоторую защиту, но эволюция иногда идет кружным путем. Следовательно, хотя мы можем быть уверены, что у тираннозавров имелось обильное оперение, вполне возможно, что местами также наличествовало значительное покрытие чешуей (даже в иных областях, чем стопы) и перья вполне могли расти вперемежку с чешуей.

Что, кроме чешуи

Перья и чешуя – не единственные возможные внешние покровы животных. У тираннозавров на некоторых участках кожи могло не быть ни того, ни другого – на лысых головах грифов и шеях некоторых сухопутных и водных черепах, к примеру, нет никаких других покровов, кроме кожи, – возможно, и у тираннозавров было нечто, куда более похожее по внешнему виду на кожу млекопитающих. На ней также мог нарастать утолщенный кератиновый слой: например, увеличивающий какой-либо элемент или участок или обеспечивающий ему лучшую защиту. На морде, возможно, не росло ни перьев, ни чешуи, но при этом на ней могли иметься любые сочетания гребней, похожих на петушиные, бородок, сережек типа индюшиных и других элементов, которые способны сохраняться в окаменелостях только при исключительных условиях. Здесь не утверждается, что тираннозавры действительно имели подобные украшения, но авантюрные реконструкции, наделяющие голову и шею тираннозавров мягкими тканями петушиного или индюшиного типа или даже более экстремальными элементами, такими как раздувающиеся мешки тропических птиц или цветные горла, как у трагопанов, не менее вероятны, чем покрытая чешуей или перьями морда.

Учитывая хищный образ жизни тираннозавров, вполне простительно предположение, что у них были лысые головы и шеи (как у грифов): их проще, чем оперение, держать в чистоте, когда имеешь дело с окровавленными трупами. У тираннозавров вполне могло не быть перьев на морде, но я сомневаюсь, что именно по этой причине. Грифы засовывают головы глубоко в полости тел мертвых животных, однако тираннозавры, вероятно, или заглатывали мелкую добычу, или разрывали и пожирали куски крупной и вряд ли рылись во внутренностях, так что у них не возникало такой проблемы, как у грифов. Кроме того, у многих других хищников, которые едят неряшливо, как львы и гиены, головы тоже не лысые, так что это явно не критически важная адаптация для такого образа жизни.

Для тираннозавров более вероятным, чем лысые головы с голой кожей, было бы обилие грубого и покрытого наростами кератина. Как упоминалось ранее в главе о черепе, подобный тип покрова кажется особенно возможным на участках вокруг носа, где небольшие выступы и впадины носовых костей обеспечивали бы идеальную основу для лишнего слоя кератина, и мы могли бы ожидать подобных наращений на рожках и бугорках над глазами. У некоторых рептилий имеются такие утолщения на рогах и некоторых участках головы (например, у ряда игуан и хамелеонов), так что вполне возможно, что у динозавров они тоже были.

Вопрос, по которому в последнее время велись жаркие дебаты, – имелись ли у большинства тероподов губы. Нижняя челюсть теропода в целом уже остального черепа, так что, когда челюсти сомкнуты, зубы нижней челюсти обычно скрыты за зубами верхней, что выглядит как глубокий прикус. Вследствие этого тероподов обычно изображают с «оскаленными» зубами на предчелюстной и верхнечелюстных костях; они окаймляют морду, и от этого создается впечатление, будто зубы были хорошо видны у животных при жизни. Однако у тероподов могли иметься губы, прикрывавшие зубы при закрытой пасти, отчего морда больше походила бы на ящеричью, чем на крокодилью. В отсутствие каких-либо конкретных костных останков, которые можно было бы соотнести со структурой мягких тканей, мы обычно обращаемся за информацией к ближайшим родственникам, но в данном случае это проблематично.

У птиц не зубы, а клювы, так что они, пожалуй, не лучший ориентир. У крокодилов вообще нет губ, все их зубы выставлены напоказ, и вполне возможно, именно эта особенность их внешности привела к общепринятой манере изображать зубастых тероподов. Однако современные крокодилы и их родственники обитают в воде, и в процессе нападения на добычу и ее поедания им необходимо свободно выливать воду изо рта; мясистые губы удерживали бы воду, замедляя укус, и, вероятно, стоили бы крокодилам обеда. Таким образом, крокодилы, вероятно, тоже плохой вариант для выяснения, как выглядел рот тероподов. Если мы обратимся к другим современным рептилиям, у которых нет клюва, – ящерицам, змеям и гаттериям, – можно видеть, что у них обычно есть губы. Даже у крупных хищников с длинными зубами и прикусом наподобие тероподового, таких как комодские вараны, зубов совсем не видно, когда пасть закрыта. Опять же, трудно что-либо сказать точно без конкретного ископаемого экземпляра, но эксперты склоняются к тому, что губы у тероподов, в том числе и у тираннозавров, имелись. Возможно, знаменитый шаблон «кольца зубов» доживает последние дни.

Следующий вопрос внешности динозавров: как кожа сидела на теле? В различных изводах изображений динозавров есть тенденция плотно обтягивать животное шкурой, т. е. фактически покрыть скелет почти минимумом мышц, а потом обернуть его кожей, облегающей как латекс. На таких участках, как голова или стопы, где поверх костей, по-видимому, было немного мышц, динозаврам обычно придают почти скелетообразную внешность. Так сложилось отчасти потому, что некоторые художники, создавая реконструкцию животного, старались показать скелетные останки – эксцентричная, но вполне понятная и порой полезная техника, ставшая, однако, чем-то вроде мема, так что некоторые животные в нашем представлении выглядят практически скелетами, обтянутыми кожей.

Теперь мы лучше представляем размеры и расположение мышц, что оказывается полезным для реконструкции внешности. Также мы углубили свое понимание биологии и знаем, что в некоторых местах, вероятно, откладывались запасы жира, а в случае черепа, например, должна была наличествовать некая обобщенная соединительная ткань между кожей и костью. У большинства ящериц и крокодилов через кожу невозможно разглядеть в подробностях черепные кости и отверстия, так почему бы ожидать чего-то подобного от динозавров? На теле тираннозавров также, вероятно, могли иметься разнообразные жировые отложения, отчего их внешний вид еще больше отличался от скелета, а некоторые животные могли откармливаться в одни месяцы и голодать в другие, подобно бурым медведям, и в результате внешность одной и той же особи все время колебалась между двумя крайними формами: чрезвычайно упитанной и скелетообразной (еще одна причина широкого разброса расчетной массы).

Последний аспект внешности тираннозавров, который следует рассмотреть, – когти. Костные когтевые фаланги, описанные выше, были покрыты толстым слоем кератина, образующим наружный чехол. Кстати, у человека и других приматов этот покров необычным образом редуцировался, пока не погрузился в кожу, образовав ноготь, а не коготь, покрывающий всю длину последней кости пальца. Форма когтя в действительности связана с его функцией: например, сильно изогнутые когти хороши для хватания, но их довольно сложно интерпретировать. Во-первых, хотя имеется общая связь между костью и роговым чехлом, форма этого чехла, как ни странно, не всегда полностью совпадает с формой подлежащей кости{36}. Обычно кость – единственное, что у нас имеется для исследований, но функцию когтя возможно установить, только зная форму кератинового чехла, и следовательно, наши данные оказываются недостаточными, что усложняет определение функции любого ископаемого когтя. Во-вторых, даже когда когти сохраняются, они обычно оказываются уплощенными, так что мы не знаем, была ли нижняя кромка закругленной или острой. При взгляде сбоку лезвие ножа может казаться похожим на нечто вроде гвоздя (который хорош для протыкания, а не для разрезания): не зная, есть ли режущий край, по одной когтевой фаланге трудно выяснить, для какой функции коготь был лучше приспособлен.

Когти стопы тираннозавров не имеют выраженного изгиба. Поскольку они должны были использоваться в первую очередь при ходьбе, а у когтей наземных животных обычно почти плоская нижняя сторона, это соответствует тому, что мы могли бы ожидать. Когти должны были постоянно расти, поскольку снашивались от использования, но кончики все же могли оставаться относительно острыми. Хотя когти тираннозавров были устроены не так, как когти хищных птиц, удар ноги тираннозавра мог все же оказаться весьма серьезным. Когти на руках тоньше и изогнуты сильнее, а значит, лучше приспособлены для хватания. Это вполне ожидаемо для древних тираннозавров, у которых кисти передних конечностей были больше, а сами руки – длиннее, чем у поздних форм, и их когти могли играть заметную роль при поимке добычи. У более поздних тираннозавров, имевших маленькие кисти, редуцированные пальцы и короткие руки, они бы так функционировать не могли; уменьшившиеся ямки для связок на пальцах коррелируют с этим, предполагая менее сильную хватку и меньшее использование когтей.

Одним словом, тираннозавры не только не были чешуйчатыми, но, вероятно, в действительности обладали мозаичным покровом – чешуей, перьями, голой кожей и кератином – на разных частях тела. Не вызовет удивления, что покровы, скорее всего, распределялись соответственно различающимся нуждам разных участков тела и отражали эти требования. На ногах, вероятно, имелись толстые чешуи для защиты, а на морде – дополнительный слой кератина для тех же целей. Перьев на задней поверхности коленей или между суставами пальцев, вероятно, не было, но на некоторых участках тела могли преобладать нитевидные перья, предотвращающие перегрев, а в других местах – более длинные ворсинки, используемые для демонстраций. В настоящее время мы мало знаем об этом, однако у нас по крайней мере имеется представление о том, чего можно ожидать, и для этих предположений есть веские основания. Обнаруживается все большее количество кожи и перьев для разных динозавров, включая тираннозавров, и, вероятно, в ближайшем будущем этот аспект станет продуктивной областью исследований.

Глава 10 Физиология

Мы можем считать, что бо́льшая часть основных функций тираннозавров была такой же, как у других позвоночных: им требовалось дышать, генерировать энергию, метаболизируя пищу при участии кислорода, их мышцы сокращались, осуществляя движение, отходы жизнедеятельности выводились из организма и т. д., поэтому основные физиологические процессы тираннозавров здесь не рассматриваются. Внимание сосредоточено исключительно на критически важных аспектах физиологии – уровне активности и способности регулировать температуру тела.

Этот вопрос уводит нас в прошлое, к первым исследованиям динозавров, когда возникли разногласия между Ричардом Оуэном, считавшим динозавров гигантскими ящерицами, и Гидеоном Мантеллом и Джозефом Лейди, которые полагали их более активными животными. Это основополагающее расхождение во взглядах, продолжающееся с тех пор в научных кругах, охватывает широкий круг противоречащих идей и исследований, которыми палеонтологи и биологи обменивались в течение десятилетий. Обладали ли тираннозавры в целом медленным обменом веществ, полагаясь в своей активности на тепло солнца и общую температуру окружающей среды, или они были способны генерировать тепло самостоятельно и таким образом быть активными в любое время суток и заниматься продолжительной энергоемкой деятельностью?

Согревание и охлаждение

Говоря кратко, основной вопрос таков: являлись тираннозавры теплокровными или холоднокровными животными? Чтобы попытаться ответить, необходимо иметь представление об уровнях метаболизма и о том, как мы можем определить этот уровень у тираннозавров, а также применим ли один ответ ко всей кладе или же к отдельным особям?

Разделение на тепло– и холоднокровных животных долгое время сохранялось в научных кругах, и в этом главная причина того, что оно задержалось и в общественном сознании. Это простое и удобное условное обозначение (вероятно, еще одна причина его долгожительства) для противопоставления активного и неактивного образа жизни, но в наше время необходимы более дифференцированные описания.

Традиционно млекопитающие и птицы считаются теплокровными животными, и, в сущности, по этой причине когда-то считалось, что эти две группы имеют общее происхождение. В конце концов это довольно специфичное свойство, которое не наблюдается ни у каких других животных, так что при всем разнообразии насекомых, моллюсков, ракообразных, рыб, амфибий и многочисленных других групп очевидно теплокровны только эти две (однако не так давно было обнаружено, что как минимум рыба, которая по-английски чудесно называется опах комический, по-русски опах обыкновенный или красноперый, а по-латыни Lampris guttatus, теплокровна – по крайней мере по сравнению с другими рыбами). У современных птиц и млекопитающих в самом деле теплая, даже горячая кровь: они теплые на ощупь и, что более важно, остаются таковыми даже в холодной среде и в течение продолжительного времени. Они сами производят тепло и сохраняют его, даже когда вокруг холодно.

Это весьма остроумное решение: оно позволяет обитать в тех местах, где другие животные не способны нормально существовать (сколько ящериц живет за полярным кругом?), и быть активными в то время дня или года (в холодные ночи и зимой), когда другие животные этого не могут. Однако же цена этого решения велика, ведь, чтобы производить тепло, «теплокровным» животным требуется значительно больше пищи, чем «нетеплокровным» сравнимого размера, – фактически в шесть или семь раз. Вот почему в зоопарках львов кормят каждые два дня, а большого аллигатора или питона только раз в неделю-две.

Холоднокровным животным требуется только часть калорий, необходимых теплокровным, а кроме того, они могут длительное время существовать без пищи и какой-либо активности: сообщения о ящерицах, проживших от шести месяцев до года без еды, вполне обычны. В то же время холоднокровные животные ограничены определенными регионами, средами обитания и не могут так просто «завестись», если температура недостаточно высока. Они в основном получают тепло от солнца (вот почему их практически не видно зимой и в высоких широтах) и проводят значительное время, лежа и вбирая его тепло, что также делает их уязвимыми для хищников.

Но зачем вообще затевать все эти сложности с сохранением тепла? Зачем животным вообще быть теплыми? Причина кроется в физиологических процессах, в особенности в работе ферментов. Эти белки осуществляют огромное количество химических реакций, поддерживающих жизнедеятельность организмов, и наиболее эффективно функционируют при температурах в районе 30° С. Следовательно, животные, поддерживающие такую температуру, могут проявлять бо́льшую активность в течение большего времени, поскольку их ферменты действуют при оптимальной температуре. Такая система особенно эффективна в крупных организмах, поскольку с увеличением размеров тела объем растет значительно быстрее, чем площадь поверхности. Куб со стороной 2 см имеет объем 8 см3 и площадь поверхности 24 см2, но, если увеличить сторону куба до 20 см, объем станет равен 8000 см3, а площадь поверхности – всего 2400 см2. Поэтому из большого организма тепло будет уходить медленнее, он будет дольше оставаться теплым, а меньшим по размеру животным придется потрудиться, чтобы сохранить тепло. Это может являться частичной причиной того, почему так мало эволюционных линий пришли к теплокровности: у мелких животных тепло уходит слишком быстро, а в пропорциональном отношении существует совсем немного видов животных, чья масса превышает несколько граммов.

Есть разнообразные способы получать тепло и поддерживать температуру на довольно высоком уровне. Дело не просто в том, что животное «теплое» вследствие того, что является млекопитающим или птицей и вырабатывает тепло в ходе физиологических процессов. Физиологи выделяют здесь два разных аспекта: первый – имеет животное высокую температуру тела или нет, а второй – как эта температура достигается и поддерживается. В итоге вместо простых слов «теплокровные» и «холоднокровные» сейчас используют термины «эндотермные» и «эктотермные», или «пойкилотермные» и «гомойотермные». В данных терминах «-термный» указывает на температуру, а первые части «эндо-» и «экто-» означают «внутри» и «снаружи» соответственно, а «пойкило-» и «гомойо-» – «различный» и «одинаковый». Таким образом, эндотермные животные – те, кто получает тепло из собственного организма, а эктотермные – из окружающей среды; гомойотермные поддерживают постоянную температуру тела, а пойкилотермные – нет. Может показаться, что эти термины избыточны – ведь наверняка эндотермные животные также и гомойотермны, – но это не так. Животные развили различные метаболические стратегии, и существуют интересные исключения и варианты, которые показывают, насколько все в биологии изменчиво и многообразно. Животные могут изменять свои физиологические характеристики за считаные дни, годы или в течение всей жизни в зависимости от размера и активности.

Для начала: некоторые млекопитающие не так уж хорошо поддерживают температуру собственного тела, они переохлаждаются и даже умирают, если вокруг недостаточно тепло. Утконос и голый землекоп нуждаются в теплой среде, так что их правильнее считать эктотермными гомойотермами: температура их тела стабильна, но как минимум частично поддерживается за счет внешнего мира. Температура тела других животных значительно понижается, когда они находятся в состоянии покоя, – надолго, как у впадающих в спячку медведей, или на ночь, как у птиц вроде колибри, – так что они считаются пойкилотермными эндотермами: сами вырабатывают тепло, но температура их тела непостоянна.

Ночные бабочки – особенно интересный случай. Многие предполагают, что теплоизоляция есть только у эндотермных животных, поскольку им необходимо удерживать как можно больше тепла при том количестве энергии, которое они тратят на его выработку, но ночные бабочки в основном мохнатые, хотя, будучи насекомыми, являются весьма зависимыми от внешней температуры, т. е. эктотермными животными. Однако ночные бабочки интенсивно машут крыльями во время полета, и эта деятельность создает большое количество тепла в их мышцах, разогревая животных; пушок помогает удерживать тепло, а полет постоянно генерирует новое. Ночные бабочки при низких температурах (ночью) могут какое-то время заниматься активной деятельностью, оставаясь теплоизолированными, что делает их эктотермными пойкилотермами.

На другом краю находятся большие акулы и тунцы, способные выгодно использовать соотношение площади поверхности тела и его объема. И те и другие эктотермны и гомойотермны: они поддерживают стабильную температуру тела, но, как и ночные бабочки, получают тепло от мышечной деятельности (хотя тепло генерируется внутри организма, это считается эктотермией, потому что сильно отличается от обладания более высоким базальным метаболизмом; а если они перестают двигаться, то охлаждаются). Подобное свойство позволяет им оставаться активными, поддерживая высокую температуру тела, и они всегда способны заниматься своими основными видами деятельности – немалое преимущество в холодных водах, где другие рыбы будут более медлительными.

Естественно, многие эктотермные животные получают тепло от солнца, принимая солнечные ванны, и если температура окружающей среды достаточно высока, сохраняют тепло. Вот почему в тропиках, где ночи теплые, существует множество ночных змей и ящериц, но в более холодном климате они в основном ограничены дневным временем, когда есть солнце. Крокодилы для той же цели пользуются еще и водой: вода остывает намного медленнее воздуха, так что ночью крокодилы могут плавать, получая некоторое количество тепла, и, наоборот, охлаждаться днем, когда вода холоднее воздуха. Особенно крупные крокодилы пользуются преимуществом большого объема и относительно меньшей площади поверхности тела и в результате дольше и эффективнее могут сохранять больше тепла, так что их можно отнести к эктотермным гомойотермам вместе с акулами.

И наконец, следует помнить, что крупные эндотермы на самом деле могут страдать от этого своего свойства: они перегреваются. Азиатские слоны, у которых есть возможность пользоваться лесной тенью и водой, значительно гуще покрыты волосами и имеют меньшие уши по сравнению с обитающими в саваннах Африки сородичами, которые больше по размеру и более открыты тропическому солнцу, и потому кожа у них почти голая, а для охлаждения они пользуются ушами. Носороги и бегемоты также в основном безволосы; крупные размеры в сочетании с жарой могут стать для них серьезной проблемой. Таким образом, в целом существует большое разнообразие эволюционных и поведенческих стратегий, которыми могут пользоваться животные, и возможна настоящая смесь эндотермии, эктотермии, гомойотермии и пойкилотермии, а кроме того, животные могут переключаться между ними (к примеру, детеныши крокодилов не обладают размерами взрослых, которые позволяли бы им сохранять тепло просто за счет величины).

Все это разнообразие лежит в основе трудностей в понимании физиологии динозавров. Тем не менее имеются некоторые важные данные, которые можно использовать для прояснения этого вопроса, что позволит нам составить некоторое представление о метаболизме и активности динозавров.

Ключ к пониманию – высокая посадка туловища?

Одним из первых аргументов в пользу возможности высоких уровней активности у динозавров был тот факт, что для них свойственно вертикальное положение конечностей, как у птиц и млекопитающих, но не как у рептилий и амфибий. Ноги динозавров располагаются прямо под туловищем, так что эти животные приспособлены к эффективному и быстрому передвижению, и тираннозавры с их длинными ногами, адаптированными для бега с помощью длинных плюсневых костей, являются особенно удачным примером. Разумеется, все обстоит намного сложнее. На самом деле и крокодилы способны передвигаться на выпрямленных под туловищем ногах (это называется «высокая походка»), хотя чаще они ползают, подобно ящерицам, расставив ноги по бокам от туловища. Однако это может быть следствием адаптации к полуводному образу жизни, а некоторые мезозойские крокодилы и другие архозавры имели вертикально расположенные конечности (таковы были, например, и птерозавры). Это позволяет предположить, что и латеральное расположение конечностей, и эктотермия у современных крокодилов и их родственников могут быть вторично приобретенными, а не унаследованными от предков чертами. Архозавры в целом могли быть весьма активными и если необязательно являлись эндотермами, то, вероятно, развивались в этом направлении.

В своей широко известной книге «Ереси о динозаврах» (The Dinosaur Heresies) палеонтолог Боб Бэккер указал на тот факт, что ископаемые данные продемонстрировали для динозавров соотношение хищник – жертва, подобное тому, которое наблюдается у современных млекопитающих. На каждого из обнаруженных хищных тероподов приходится около двух дюжин травоядных – точно такую же ситуацию мы видим в современных экосистемах с доминированием млекопитающих, что подразумевает высокий обмен веществ у этих динозавров. Идея была блестящей и весьма оригинальной, но трудность здесь, разумеется, заключается в том, что ископаемые останки принадлежат отдельным особям и необязательно соотносятся с фактической численностью животных при их жизни. Как мы увидим, в ископаемых данных есть одна серьезная проблема: нехватка детенышей и молодняка динозавров, которые, безусловно, составляли значительный процент природной популяции и были предпочитаемой пищей хищников, поэтому трудно определить, насколько можно полагаться на эти данные. Учитывая чрезвычайно малое количество обнаруженных останков тероподов, сложно быть уверенным, что показанное для останков динозавров соотношение – не какая-то статистическая ошибка, поскольку очередная находка может довольно значительно изменить это низкое соотношение, но в общем и целом оно указывает на нечто вроде эндотермии.

По некоторым данным, часть динозавров обитала в довольно холодных местностях, в которых эктотермам выжить было невозможно или по меньшей мере трудно. Некоторые динозавры, возможно, являлись ночными животными, о чем свидетельствуют их большие глаза и необычные уши (как у некрупного динозавра троодона), но, что более важно, многие виды жили в очень высоких широтах. Хотя в течение почти всего мезозоя климат был теплый и динозавры наслаждались всеми прелестями парникового мира, в меловом периоде обитатели северных областей Канады и южной Австралии наверняка столкнулись с обилием снега и льда и с морозными зимами. Есть основания предполагать, что динозавры оставались в этих местностях зимой, так что они, очевидно, могли переносить низкие температуры, неприемлемые для других рептилий{37}. Именно так ведут себя некоторые ящерицы и амфибии, впадающие в спячку в холодные сезоны, однако это, скорее, указывает на более высокую температуру тела у арктических и антарктических динозавров.

Также очень многие тероподы, включая тираннозавров, были покрыты перьями. Возможно, не всякие перья могли служить хорошими теплоизоляторами, но перья дилуна и ютираннуса (обнаруженных, кстати, в провинции Жэхэ на северо-востоке Китая, где, как считается, зимой бывало довольно холодно) имели такую форму, что были способны обеспечивать теплоизоляцию и, несомненно, сохранять тепло тела. Взрослый ютираннус был, скорее всего, достаточно крупным, чтобы сохранять тепло за счет массы тела, но молодые животные (если предполагать у них такой же покров) и дилун этого не могли. Как и в случае ночных бабочек, данный аргумент не претендует на абсолютную истину, но по крайней мере указывает и на эндотермию, и на гомойотермию. Из нескольких «пушистых» птицетазовых динозавров, обладавших перьеподобными ворсинками, тяньюйлун (Tianyulong) – еще один динозавр из Жэхэ, но птицетазовый – определенно был весь покрыт пушком, который вполне мог помогать сохранять тепло.

В основном наиболее убедительные данные, говорящие об эндотермии или по меньшей мере о гомойотермии, относятся к скорости роста динозавров. Эта тема более подробно рассмотрена далее, и здесь достаточно сказать, что скорость их роста была исключительной и сопоставимой или даже превосходящей темпы роста птиц и млекопитающих{38}. Динозавры, и сам тираннозавр в особенности, росли очень быстро. Такое возможно, только если животное гомойотермно, а детеныши динозавров не могли поддерживать высокую температуру тела за счет большого размера. Чтобы расти с подобной скоростью, они должны были обладать высоким уровнем метаболизма, а это может означать только то, что они являлись эндотермами по крайней мере в юном возрасте.

Также следует отметить, что птицы – это динозавры, а гомойотермная эндотермия распространена среди них практически поголовно и, несомненно, была унаследована от предковых птиц; следовательно, вполне логично предположить, что мезозойские формы также обладали данной чертой. Учитывая, насколько сложно отличить большинство птицеподобных динозавров от настоящих птиц и сколько птичьих черт было свойственно тероподам, также весьма вероятно, что эндотермия была, скорее, не особенностью современных птиц, но свойством, которым обладали многие тероподы. Это не обязательно означает, что такая черта была свойственна тираннозаврам, но во всяком случае указывает на подобную возможность. Также есть убедительные данные, говорящие о том, что птерозавры относились к эндотермным животным (во многом по тем же причинам: у них наличествовали теплоизоляция, вертикальное положение конечностей, быстрый рост, и, конечно же, они должны были быть весьма активными, чтобы летать), и, как отмечено выше, некоторые из ранних архозавров, возможно, также являлись эндотермами. Если так оно и было, эндотермия динозавров, по-видимому, оказывается унаследованной, и велика вероятность того, что эти животные являлись эндотермными гомойотермами изначально.

Разогрев

Итак, в общем и целом есть ряд причин считать, что многие динозавры были и эндотермными, и гомойотермными животными. В случае тех, что обитали в более теплом климате мезозоя, гомойотермия была вероятна, даже если они являлись эктотермами. Аналогично крупным динозаврам (особенно крупнейшим завроподам и разнообразным птицетазовым – животным, предположительно весившим 5–10 т и более) трудно было бы не быть гомойотермными. Настолько огромные, что для них оказывалось невозможно избавиться от тепла, создаваемого даже простейшей активностью, они наверняка имели постоянную и довольно высокую температуру тела. Разумеется, если они являлись эндотермами, перегрев при таких размерах стал бы серьезной проблемой, и тем не менее динозавры росли очень быстро. Возможно ли, что их физиологические процессы изменялись по мере роста и они переходили от эндотермии к эктотермии?

Этот интересный аспект роста также приложим и к самым крупным тираннозаврам, поскольку они тоже значительно менялись в размерах по мере взросления (длина только что вылупившегося тираннозавра, вероятно, составляла всего около метра, а масса – несколько килограммов). Самые крупные тираннозавры были, конечно же, громадны и весили много тонн, а подобные размеры предполагают, что перегрев будет значительно более сложной проблемой, чем согревание. Существует интересная идея, что перья могли помогать животным такого размера не перегреваться. Кажется, что это противоречит логике и здравому смыслу, учитывая все аргументы в пользу теплоизолирующей функции перьев, тем не менее такое предположение вполне правомерно. Хотя обычно плотный слой перьев (или шерсти у млекопитающих и волосообразного покрова у птерозавров и некоторых птицетазовых динозавров) создает прослойку воздуха и помогает удерживать тепло у тела, перья также можно использовать, чтобы избавляться от тепла. Если перья росли на теле редко, они вряд ли могли создать хорошую воздушную прослойку, а значит, удерживали мало тепла (подобно большей части волосяного покрова на теле человека).

Тем не менее у современных перьев основания имеют небольшое кровоснабжение, что необходимо для их роста, но также потенциально и для отвода тепла. Если бы эти перья стояли торчком, а кровь протекала через их основания, это могло бы эффективно увеличивать площадь поверхности тела животного, помогая отводить тепло. Возможно, перья были важным средством теплоизоляции для небольших и юных тираннозавров, но могли служить совершенно иной цели у крупных взрослых особей.

Для большинства, если не для всех, тираннозавров возможно привести очень весомые доводы в пользу гомойотермии и даже эндотермии. Без сомнения, они были активными животными с вертикальным расположением конечностей под туловищем, но также имели большое количество перьев (возможно, пригодных для теплоизоляции), являлись не слишком дальними родственниками птиц (и обладали рядом характерных для птиц признаков), могли обитать в холодных местностях и чрезвычайно быстро росли. Таким образом, наиболее вероятно, что тираннозавры в целом были как минимум гомойотермны, а возможно, и эндотермны (хотя крупные разновидности могли становиться эктотермными по достижении взрослых размеров). Днем или ночью, на севере или в тропиках, бодрствующий или спящий, тираннозавр был, вероятно, теплым на ощупь и обладал способностью мгновенно переходить от покоя к движению. Более того, он был способен к длительной активности и, возможно, мог довольно долго бежать, если того требовала ситуация. Не представляется возможным узнать, были ли тираннозавры лучше приспособлены к своего рода высокоскоростным рывкам, подобно гепардам, или пользовались размеренным бегом типа волчьего, но, вероятно, они были способны к движению, сравнимому по мощности с движением млекопитающих или птиц и отличающемуся от типичных коротких бросков крокодилов и других рептилий.

Один из важнейших параметров, связанных с метаболизмом, – размер тела. Хотя существуют неизбежные исключения, обычно мелкие животные имеют более быстрый обмен веществ, чем крупные, и в результате они прямо-таки «прожигают жизнь». Принцип «живи быстро, умри молодым» очень во многом приложим к таким животным, как мыши или мелкие ящерицы, продолжительность жизни которых составляет всего пару лет, в то время как страусы и львы могут прожить десятилетие или два, а гиганты вроде слонов, китов и самых крупных акул и крокодилов способны достичь полувекового возраста и больше. Это говорит о том, что крупные динозавры теоретически могли иметь большую продолжительность жизни. Однако даже крупные тираннозавры, возможно, не проживали более двух десятилетий, хотя нет точных данных, подтверждающих это предположение. Немногим животным удается умереть от старости в дикой природе, и слишком мало было найдено крупных взрослых тираннозавров. Предполагаемый возраст самых больших из обнаруженных особей – всего около 20 лет{39}, хотя максимальный (или даже «обычный») возраст старости для тираннозаврина мог быть значительно выше. В настоящее время нет данных, свидетельствующих о том, что они проживали 50 лет или около того, чего можно было бы ожидать от многотонных млекопитающих животных, так что динозавры, видимо, жили меньше некоторых современных животных сходного размера вне зависимости от своего метаболизма.

Размер имеет значение

Так насколько же большими были тираннозавры и откуда мы это знаем? Вопрос весьма спорный, но имеющий важное значение для биологии рассматриваемых животных. Размер тела и в особенности масса являются, пожалуй, единственными важнейшими факторами в жизни всякого организма, влияющими на потребности в ресурсах, скорость и эффективность движения, метаболизм, темпы роста и даже поведение. В общем, это то, что мы чрезвычайно хотим знать.

Наиболее часто публикуют значения размеров динозавров от кончика носа до кончика хвоста. Несомненно, это хорошее начало, и при полном скелете для такого измерения потребуется только рулетка, но такой подход быстро натыкается на несколько довольно серьезных проблем. Разумеется, полезно сравнивать таких животных, как тираннозавры или по крайней мере крупные тероподы. Однако по телосложению овирапторозавры и теризинозавры отличаются от большинства других динозавров, так что пятиметровый тираннозавр может оказаться намного тяжелее пятиметрового овирапторозавра. Сравнения между остальными динозаврами еще более проблематичны: цератопсы обладают иным строением тела, чем гадрозавры, не говоря уже об отличиях завроподов от тероподов, так что и здесь простое измерение длины имеет ограниченную ценность. Более того, многие скелеты настолько неполны, что любая оценочная длина является, по сути, предположением. Разумеется, существует достаточно много устойчивых соответствий между таксонами, и экстраполяции между ними вполне правомерны: чжучэнтираннус известен по очень малому количеству останков, но мы знаем, что он очень близок к тарбозавру и тираннозавру, а эти два вида так похожи, что не стоит ожидать каких-либо значительных различий. Наконец, использование общей длины тела как параметра оценки подразумевает и учет длины хвоста, а это особая проблема: даже почти полные хвосты динозавров обнаруживаются редко, и в тех случаях, когда они наличествуют, становится ясно, что они варьируют по длине даже у близкородственных видов, а также внутри самих видов{40}. Следовательно, при измерении длины лучше брать за основу голову, шею и туловище как целое, исключая хвост. Но даже при таком подходе оценка массы была бы намного полезнее.

Однако же выяснение массы, пожалуй, даже более сложная проблема: массу невозможно измерить и приходится каким-то образом рассчитывать или приблизительно оценивать. Первые исследователи в основном лишь строили догадки, сколько могли весить динозавры, в результате немногие такие оценки имеют друг с другом что-либо общее. С тех пор произошли некоторые изменения, и теперь существует ряд методов для приблизительного расчета массы динозавров, а популярность тираннозавров гарантирует, что они получат более чем справедливую долю внимания.

Относительно простой параметр – длина и/или окружность бедренной кости. У почти всех наземных животных – амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих – очень разных размеров и форм (и двуногих, и четвероногих) наблюдается довольно близкая корреляция между этими параметрами бедренной кости и массой животного. Нет никаких особенных причин считать, что это соотношение не будет выполняться при более крупных размерах, так что мы просто можем подсчитать массу тираннозавров, подставив их параметры в уравнение. Более сложные измерения предполагают попытку реконструировать животное целиком и рассчитать массу на этом основании.

Первые подсчеты такого типа потребовали создания масштабных моделей изучаемого динозавра, погружения их в воду для определения объема, а потом умножения результата на типичные значения плотности тканей животных. Когда этот метод впервые начал обсуждаться, у нас имелись почти полные скелеты ряда динозавров, включая тираннозавра, тем не менее наше понимание анатомии динозавров было ограничено; однако с тех пор оно значительно улучшилось и показало недостатки столь простого подхода. Мы теперь знаем, что у тираннозавров имелись пневматические кости и система воздушных мешков, и можем в соответствии с этим подкорректировать расчеты масс, кроме того, мы обладаем лучшим пониманием размеров и формы мышц. Более свежие модели включают в себя весь спектр – от относительно простых геометрических до основанных на полном лазерном сканировании скелетов с реконструированными отдельными группами мышц, в которых принимаются во внимание разные плотности для различных типов тканей.

Многие из оценок, полученных такими методами, в самом деле оказываются довольно близки друг к другу, давая нам некоторую уверенность в результате. Однако ни одна оценка никогда не будет точной, поскольку существует большой разброс между особями одного вида, к тому же индивидуальный организм также может значительно изменяться в течение жизни или даже от года к году. Некоторые животные вроде медведей, которые способны запасать много жира на зиму, могут практически удвоить свой вес от начала весны до конца осени (а потом снова потерять его к следующему году), и в подобных случаях будет равно корректно или, точнее, равно некорректно привязываться к любой из крайних оценок, но и усредненная также не будет отражать реальность. Мы стремимся к более точным оценкам массы и выяснению деталей по мере расширения наших знаний, но подобная вариативность останется всегда, так что даже «идеальный» расчет будет применим, только пока животное не нагуляло вес или не оставалось без еды в течение недели-двух.

Значения масс, полученные для крупнейших тираннозавров, поистине огромны по стандартам современных наземных животных: самые крупные особи тираннозавра могли достигать порядка 7 т{41}. Самый крупный почти полный экземпляр тираннозавра – знаменитая Сью в Музее естественной истории Филда в Чикаго. Длина этой особи составляет более 12 м в длину (плюс, возможно, еще около метра на отсутствующие хвостовые позвонки), и это самое крупное животное, в размере которого мы можем быть уверены. Однако Сью – не самый огромный тираннозавр. Во-первых, имеются весьма неполные, но более крупные экземпляры, чьи грудные позвонки больше самого большого позвонка Сью. Далее, нет никакой уверенности, что тираннозавр был самым большим тираннозавром: один неполный грудной позвонок из карьера, где был найден чжучэнтираннус, сравним по меньшей мере с самым большим позвонком Сью. Более того, экземпляр, названный Скотти, был, по-видимому, тяжелее Сью. Несмотря на меньшие линейные размеры, у Скотти бедренная кость и длиннее, и толще, что предполагает более плотное телосложение и больший вес.

Также следует иметь в виду следующий факт: вероятность того, что мы когда-либо найдем самые крупные особи, исчезающе мала. У нас имеется в лучшем случае около 30 прилично сохранившихся экземпляров крупнейших тираннозавринов и вдвое больше неполного материала, который можно использовать для получения достаточно хорошей оценки массы (для этой цели неплохо подходят крупный грудной позвонок, бедренная кость или бо́льшая часть черепа, а ребро или часть стопы не столь хороши). В любой момент времени в конце мелового периода во всем мире могли жить десятки или сотни тысяч тираннозавров, а за пару миллионов лет – десятки миллионов или даже миллиарды, так что шансы найти настоящего гиганта в нашем наборе из ста экземпляров исчезающе малы. Тем не менее гигантские тираннозавры должны были существовать. То и дело появляется огромный представитель вида, который заметно больше среднего или даже крупного экземпляра; а рекордные размеры для всех видов животных могут быть совершенно колоссальными. Например, вполне типичный самец жирафа достигает в высоту около 5 м, но рекорд превышает 6 м, или крупный африканский саванный слон весит около 5,5 т, а рекорд приблизительно вдвое больше. Поэтому я уверен, что при всех габаритах Сью и других, несомненно, крупных тираннозавринов, когда-то существовали животные, которые были значительно больше, как бы ни было трудно это вообразить. Тех, кто чрезмерно радуется, думая, что мы и в самом деле найдем таких животных, я огорчу: к сожалению, это невозможно. Также следует отметить, что тираннозавры вполне могли быть не самыми крупными хищниками всех времен, потому что такая же ситуация наблюдается для всех прочих гигантских хищников, когда-либо бродивших по земле. Но все же приятно думать о гигантских тираннозаврах и воображать, насколько они могли превосходить по размеру известных нам потрясающих особей.

Самые древние тираннозавры были на самом деле довольно небольшими, всего пару метров в длину, но переход от мелкого размера к крупному – лишь одна из целого ряда трансформаций и эволюционных изменений, случившихся за более чем 100 млн лет истории тираннозавров. Эти изменения и то, что они означали в жизни различных видов, – следующий вопрос, которым мы займемся.

Глава 11 Изменения

Мы рассмотрели различные виды тираннозавров, при помощи филогении поместили их в эволюционный контекст, а также описали их анатомию и вероятное функционирование в связи с анатомическими особенностями. Такие аспекты эволюции тираннозавров, как уменьшение количества пальцев и зубов у более поздних форм, вкратце уже упоминались. Здесь мы рассмотрим подобные изменения более детально и выскажем предположения о том, что они могли означать для различных линий тираннозавров в разное время.

Начнем с самого начала: как выглядел первый тираннозавр? В любом случае перед нам животное гипотетическое, потому что найти представителя истинной исходной популяции, ответвившейся от других тероподов, практически невозможно. Считается, что древнейшие популяции предков тираннозавров были небольшими в смысле количества особей и в целом просуществовали по эволюционным меркам недолго, так что вряд ли они появятся в палеонтологической летописи. Более того, кладистика не позволяет идентифицировать подобные группы; если бы мы когда-либо нашли такое животное и поместили его в филогению, оно бы считалось просто ближайшим родственником всех прочих тираннозавров, но не предком. Отчасти досада палеонтологов в общении со СМИ связана с тем фактом, что каждое открытое животное либо объявляется чьим-либо предком, либо недостающим звеном между двумя существами, в то время как оно не является ни тем, ни другим (точнее, мы не знаем, является ли оно тем или другим). При определении того, каким мог быть предковый тираннозавр, мы неизбежно представляем некий обобщенный образ, созданный на основании наших знаний о соседних с ним линиях.

Предковый тираннозавр должен был весьма походить на известные нам ранние формы – животных вроде гуаньлуна, стоксозавра и эотираннуса (рис. 12а), – но при этом был близок к древнейшим представителям групп, ближайших к тираннозаврам. К ним относятся компсогнатиды и, возможно, либо орнитомимозавры, либо аллозавроиды (поскольку не совсем понятно, отделились тираннозавры до компсогнатидов или после). На самом деле это может оказаться не так уж важно, поскольку мы ожидаем, что животные были очень похожи друг на друга: как-никак эти группы только начали расходиться друг с другом. И действительно, если посмотреть, скажем, на дилуна и китайского компсогнатида синокаллиоптерикса, то на первый и даже на второй взгляд между ними нет почти никаких разительных или даже явных различий, и было бы простительно посчитать их представителями одной клады. Это связано с тем, что они являются ранними представителями своих групп и еще не слишком дивергировали относительно предковой формы.

Предок тираннозавров должен был быть небольшим: возможно, всего около 2 м длиной (половину которых составлял хвост), и в этом нет ничего удивительного. Небольшой размер – обычная черта для ранних представителей многих эволюционных групп, поскольку эволюция зачастую идет более быстро у мелких животных (у которых жизнь поколения короче, а численность выше), а вымирание обычно настигает первыми более крупные виды (давая возможность оставшимся образовывать новые виды). Предка тираннозавра должно было отличать от других тероподов при ближайшем рассмотрении то, что он, несомненно, обладал отчетливыми признаками тираннозавров, или же это могла быть некая переходная или промежуточная между другими тероподами форма и даже самый ранний из «настоящих» тираннозавроидов.

Предковое животное должно было иметь простые нитевидные перья. Как отмечалось ранее, перья или какая-то их разновидность могли быть унаследованными от предков для всех тероподов вообще, но, учитывая их наличие у таких животных, как дилун, и во всех линиях, возникших позже, они наверняка появились еще до отделения тираннозавров. Однако здесь оказываются важны зубы – необычная зубная система тираннозавров, в том числе более толстые предчелюстные зубы – могли служить отличительными признаками этих самых первых представителей группы. Их истинное происхождение – загадка, тем не менее их развитие, вероятно, послужило основой эволюции под действием естественного отбора: форма и расположение зубов изменились в результате мутации внутри какой-то небольшой популяции, состоящей из немногих особей. Вариации в биологии естественны и неизбежны: как бы вы ни походили на своих родителей или братьев и сестер, всегда имеются какие-то отличия. Новые комбинации генов и изменения в них при мутациях приводят к тому, что все индивиды немного отличаются от своих ближайших родственников. Потом какое-нибудь событие (засуха, наводнение или появление нового хищника) начинает оказывать давление на хищника, и модификация зубной системы дает ему преимущество, способствуя распространению и умножению, или, возможно, изменение происходит в какой-то изолированной популяции и потому быстро распространяется. Давление отбора (конкуренция с другими хищниками или недостаток пищи) приводит к передаче и распространению этого признака, потому что особи, им не обладающие, выживают хуже. Такие изменения редко происходят изолированно и могут сопровождаться появлением нового поведения, и другие элементы анатомии тоже вполне могут адаптироваться к меняющимся условиям.

Популяция, в которой таких изменений происходит все больше, отделяется и обособляется от своих родственников (особенно если она изолирована или если какая-то катастрофа полностью уничтожает сородичей) и со временем, вероятно, станет полностью отдельной в эволюционном смысле. Мы считаем такую популяцию филогенетически отдельной линией и можем выделить анатомические особенности, которые отличают и обособляют ее от родственников. Представители разделившихся групп фактически перестают скрещиваться с исходной популяцией в связи с ее вымиранием, географической отдаленностью, каким-либо генетическим отличием, которое мешает скрещиванию, или какими-либо изменениями в поведении, приводящими к тому, что две группы животных больше не признают друг в друге потенциального брачного партнера.

Мы можем отследить изменения в анатомии этих животных по ископаемым останкам и соотнести их с определенными функциями. Как нам известно, наличие арктометатарзуса (сплюснутой средней кости стопы) и более жесткая щиколотка хорошо коррелируют с эффективным и даже быстрым бегом, а поскольку этот признак развивался многократно в различных группах тероподов, предполагается, что в каком-то смысле его было «просто» приобрести с эволюционной точки зрения, хотя мы точно не знаем, с чем был связан отбор по этому признаку. Привело ли преследование быстроногой добычи к появлению более быстрых и эффективных хищников, требовалось ли им мигрировать по своим территориям, чтобы не отставать от стад добычи, и это запустило отбор на эффективность движения или им угрожали другие хищники и преимущество получали те, кто бегал быстрее?

На эти вопросы ответить нелегко, отчасти потому, что мы не можем точно идентифицировать предков и поэтому вынуждены смотреть на изменения у животных, близких к разделению групп или к ранним представителям, определяя, что могло происходить, когда эти изменения возникали. Если нам удастся объединить это знание с информацией о тенденциях в других областях (изменения климата, появление новых групп животных, другие анатомические приспособления, миграции между континентами) и нашим знанием дат и времен для событий эволюционного ветвления, мы сможем начать складывать цельную картину.

Отрастить большую голову

Легче всего идентифицировать изменения, связанные с хищным образом жизни. Почти все элементы организма выполняют более одной функции (рога барана, к примеру, в первую очередь используются самцами для драк за самок, но также могут служить для отпугивания хищников и играть небольшую роль в охлаждении мозга благодаря проходящей через них крови), но, по-видимому, для большинства элементов в начале их эволюции основной или по крайней мере доминирующей является одна функция. Когда речь идет об отличительных признаках, тесно связанных с хищничеством, они относительно однозначны. Что верно, то верно, ноги носят хищника одинаково, охотится он или нет, но можно предсказать, что самой важной частью его жизни будет ловля добычи, где каждый промах может стать последним. Следовательно, этот фактор будет оказывать более заметное влияние на выживание данного животного, чем многие другие. Изменения в ключевых элементах тела, таких как голова, передние и задние конечности, и поддерживающих структурах (например, шея) могут, таким образом, быть показательными в этом отношении.

Изменения в размере и форме головы были очевидной и главной модификацией (рис. 12b). Не считая гребней на головах процератозавридов, влиявших, скорее, на внешний вид, череп у ранних форм был в целом довольно небольшим. У гуаньлуна череп выглядел пропорциональным по отношению к остальному телу: он не казался какой-то неестественно увеличенной чудовищной конструкцией, как у тираннозавра, но смотрелся бы уместно практически на любом тероподе. Однако у более поздних тираннозавроидов, например ютираннуса, голова стала больше по всем параметрам (в особенности по высоте) и начала выглядеть как доминирующая часть тела животного. Эта особенность была сходной у алиорама и дасплетозавра, а у тираннозавра и тарбозавра голова поистине заняла господствующее положение. Она не просто стала больше и выше (за исключением алиораминов), но также более массивной и прочной. У ранних представителей группы опорные кости, задающие очертания черепа, в особенности вокруг отверстий по бокам, были довольно тонкими – между ними много места, – но у тираннозавринов они стали куда более толстыми и прочными. Аналогично при переходе от ранних форм к поздним зубная кость и мандибула в целом сделались более глубокими и прочными, и особенно увеличились они у тираннозавринов. В общем, в голове стало значительно больше костной массы, чем раньше, и, хотя одно это не делало ее крепче, все же предполагается, что данные животные развивали все более мощный укус, а также череп, способный выдержать большие нагрузки.

Это изменение происходило вместе с другими, более явно проявляющимися в зубах. Когда мы переходим от первых тираннозавров к более поздним, становятся очевидны две тенденции: количество зубов на верхнечелюстных и зубной костях уменьшается, так что в челюстях оказывается меньше зубов, и эти зубы увеличиваются, в особенности в ширину. В целом зубы хищных тероподов сплюснуты с боков, так что оказываются довольно тонкими, и, хотя они определенно не «кинжалообразные», как периодически утверждается, в поперечном сечении они относительно узки. У альбертозавринов и особенно у тираннозавринов зубы на верхнечелюстных и зубной костях очень толстые, и если не полностью круглые в сечении, то близки к тому. Эти два изменения (более толстые зубы и меньшее их количество) также, по-видимому, коррелируют с увеличением силы укуса (как и более короткие шеи позднейших видов, служившие лучшей опорой для тяжелой головы) и с изменениями, произошедшими с черепом. Это предполагает, что отбору подверглись все эти черты, изменяя способ использования головы при укусе и увеличивая способность совершать более мощные укусы.

Что любопытно, черепа ранних тираннозавроидов по форме похожи, скорее, на черепа детенышей тираннозавридов, а это предполагает, что форма головы более поздних видов стала результатом изменений в схемах роста по мере того, как животные становились все крупнее. Также это подразумевает, что экология молодых тираннозавринов могла быть похожей на экологию взрослых тираннозавроидов{42}, поскольку похожая форма, вероятно, коррелирует с похожим стилем укуса.

Что вытягивать – руки или ноги?

Мы движемся дальше по телу, и руки демонстрируют тенденцию, противоположную голове, становясь со временем короче. У первых тираннозавров руки были относительно длинными и имели по три пальца, но при переходе к тираннозавридам руки уменьшались, пока не превратились в короткие отростки у тираннозавринов. Более того, притом что когтевые фаланги сохранились и вроде бы продолжали нести острые когти, они стали менее изогнутыми, чем у более ранних форм, и их основания редуцировались. Следовательно, эти животные обладали меньшей силой захвата, и места прикрепления связок у них стали меньше. В сочетании с относительной притупленностью когтей эта черта подразумевает, что руки стали использоваться меньше, чем у ранних представителей клады тираннозавров[13]. И это, по-видимому, снова связано с возрастающей ролью головы: в конце концов, если голова выполняет всю работу по убийству добычи и питанию, руки становятся менее полезными. Отбор может действовать так, чтобы руки уменьшались, потому что неиспользуемые большие руки – нечто вроде мертвого груза: на их рост и поддержание тратятся ресурсы, при этом они болтаются без дела, не принося особой пользы.

Интересно, что нечто похожее произошло в другой группе крупных тероподов. У абелизавров с южных континентов мелового периода руки также редуцировались, в то время как появился более специализированный и необычно короткий плоский череп. У этих животных руки редуцировались даже сильнее, чем у тираннозавров, и, хотя на кистях сохранилось по четыре пальца, они стали крошечными, и на них даже исчезли или максимально упростились когти, а особенно простой и почти дегенеративной сделалась плечевая кость. Следовательно, это предполагает, что в обеих данных группах эволюционный процесс, который привел к изменениям в черепе, был связан с уменьшением использования рук и в итоге с их изменением.

Даже у самых первых тираннозавроидов были длинные по сравнению с туловищем ноги, и этот признак сохранялся во всей линии. Последние из тираннозавринов также сохранили его; они обладали пропорционально длинными бедренной и плюсневыми костями, и это отличает их от всех остальных нептичьих тероподов, кроме орнитомимозавров{43}. Учитывая тесные родственные связи между орнитомимозаврами и тираннозаврами, это, возможно, характерный признак для исходного отделения этих линий от базальной ветви. Одной из ключевых предковых черт у тираннозавров было удлинение частей задних конечностей, что повышало эффективность и, вероятно, скорость этих животных. Это привело к тому, что орнитомимозавры стали высокоспециализированными в области больших скоростей, как предполагается, отчасти для обеспечения бегства, поскольку более поздние формы, по-видимому, в основном перешли к травоядности. У тираннозавров же подобный признак, вероятно, указывает на новую стратегию преследования добычи, связанную с изменениями головы и рук, хотя, несомненно, на ранних этапах своей истории некрупные тираннозавры также должны были быть уязвимы для более крупных тероподов и тоже могли нуждаться в способности быстро бегать.

В какой-то момент плюсневые кости у тираннозавров тоже изменились, породив характерную сплюснутую среднюю кость и странную треугольную форму этой части стопы. Этот признак не наблюдается у ранних тираннозавров и не развивается во всей полноте до появления тираннозавридов. Он явственно отсутствует даже у значительно более позднего ютираннуса, а это предполагает, что подобная черта возникла в эволюции тираннозавров относительно поздно и «заработала» только у крупных видов. Поскольку такая специализированная стопа, как известно, помогает уменьшать энергетические потери, возможно, это изменение было вызвано увеличением размеров тираннозавров; отбор в данном случае шел в направлении уменьшения усилия, требуемого для поворотов многотонного тела на относительно высоких скоростях.

Больше значит лучше

Еще одна очевидная тенденция – увеличение размера тела у тираннозавров. Процератозавриды и базальные тираннозавроиды были небольшими (менее 5 м общей длины), позднейшие тираннозавроиды стали заметно больше (около 8 м), альбертозаврины и алиорамины – еще больше (10 м), а тираннозаврины сделались совсем огромными. Увеличение размеров тела со временем вполне обычно для многих эволюционных линий: отчасти из-за того, что фокус вымирания сосредоточен на самых крупных видах, большинство клад начинают свое развитие с небольшого размера. Это означает, что чаще всего единственный возможный путь – становиться больше, хотя, разумеется, у динозавров увеличение размера было выражено сильнее, чем у большинства линий позвоночных, и в итоге такая тенденция дала самых огромных наземных животных всех времен среди крупнейших завроподов. Различные линии динозавров вырастали в гигантов из мелких исходных животных (упомянем лишь немногих: аллозавры, цератопсы, титанозавровые завроподы и овирапторозавры). Точные причины этих изменений в настоящее время неизвестны, но я подозреваю, что для тираннозавров по крайней мере такой переход является устойчивой эволюционной тенденцией, поскольку коррелирует с постоянно увеличивающейся силой укуса и соответствующими адаптациями.

Однако эта тенденция не абсолютна, поскольку, во-первых, такие животные, как тарбозавры, жили рядом с более мелкими формами вроде алиорама. Еще более примечательно то, что нанукзавр с севера Канады был намного меньше, чем мы предсказали бы, опираясь на размеры его родственников. Имея вполне солидные размеры (оценочно около 7 м в длину), по меркам других тираннозавринов он был маленьким, чуть ли не карликом. Что вызвало такое отклонение от тенденции увеличения размеров? Более того, уменьшение размера в данном случае – двойной сюрприз, поскольку нанукзавр обитал на Крайнем Севере, и мы могли бы ожидать проявления эволюционного феномена, называемого правилом Бергмана. Это правило говорит, что животные, обитающие в более холодных северных широтах, обычно крупнее живущих ближе к югу. В северных широтах более крупный размер тела помогает животным сохранять тепло (у них меньше отношение площади поверхности к объему), так что северные виды или популяции видов с широким ареалом в высоких широтах обычно крупнее, чем в низких. Нанукзавр являлся тираннозаврином и обитал на севере, так почему он был таким маленьким? Вероятная причина заключается в том, что он жил изолированно на относительно небольшом участке суши, а при ограниченных доступных ресурсах на небольшой территории и сама популяция должна была становиться меньше, и особи – уменьшаться в размерах под действием отбора. Это «островное правило», и здесь оно, по-видимому, пересилило ожидаемую тенденцию и привело в итоге к появлению небольшого тираннозаврина{44}.

Встает вопрос об ограничениях эволюции. Размеры тела явно не могут увеличиваться бесконечно: фундаментальные ограничения, такие как физические свойства костей и мышц, и физиологические ограничения, связанные с достаточным снабжением тканей кислородом или передачей нервных сигналов, в итоге препятствуют животным становиться еще крупнее. В случае нанукзавра имели место конфликтующие направления отбора: крупные размеры дают возможность лучше сохранять тепло, но это преимущество уравновешивается и даже перевешивается ограничениями жизни на острове и небольшим количеством ресурсов. Также отсюда вытекают проблемы, связанные с изменением существующей формы: эволюция может работать только с тем, что есть, и если у нее имеется позднейшая форма тираннозавра с маленькими ручками и всего двумя пальцами, внезапное смещение отбора, скажем, в сторону благоприятствования тонким манипуляциям с добычей при помощи рук будет затруднено. В таких случаях специализация может затронуть какую-либо другую часть организма, в том числе возможно альтернативное решение проблемы, такое как перемещение в другую экологическую нишу или даже вымирание вида. Утерянные элементы могут восстанавливаться, но, если они отсутствовали в течение долгого времени, гены для них тоже могут оказаться утрачены, что сделает их возвращение без множества совместно возникших мутаций значительно менее вероятным. Отсюда вытекают наблюдаемые нами эффекты, такие как неоднозначность признаков: они могут быть приспособлены для выполнения многих функций или представлять собой компромисс между разнонаправленными давлениями отбора. Результатом могут быть поразительные приобретения и модификации, такие как бивни слонов, которые можно использовать в битвах с другими слонами или чтобы отбиваться от хищников, копать ямы для воды, снимать кору с деревьев и т. д.; на самом деле ни одно направление отбора не побеждает другие полностью, хотя половой отбор и внутривидовая конкуренция, по-видимому, доминируют, по крайней мере в отношении бивней.

В биологии всегда имеют место подобные удивительные исключения и отклонения. При достаточном времени и разнообразии где-нибудь в кладе почти неизбежно появляется эволюционное исключение: примером могут служить гигантские нелетающие птицы, безволосые млекопитающие, безногие ящерицы, гигантские сухопутные черепахи и лягушки, которые превращаются из головастиков во взрослых особей. Даже если изъять подобные случаи из уравнения, остаются некоторые очевидные эволюционные тенденции для тираннозавров, и выявление их создает наглядное представление о том, как они менялись и что означали эти изменения для их жизни. В следующей части мы переходим к поведению и экологии тираннозавров: как они вписывались в свои экосистемы и взаимодействовали с представителями собственного вида и других видов.

Часть III Экология

Глава 12 Размножение и рост

Внастоящее время еще не найдены окаменевшие яйца – а также гнезда, только что вылупившиеся детеныши или зародыши, – которых можно было бы с уверенностью приписать к какому-либо тираннозавру, так что наши знания об их репродуктивной биологии весьма ограничены. Однако надежда есть: территории Монголии, где нашли останки тарбозавра, алиорама и рапторекса, также известны огромными количествами окаменелых яиц динозавров всевозможных видов, причем в некоторых имеются зародыши, и обнаружены даже несколько останков тероподов-родителей, лежащих на гнездах{45}. Следовательно, нет ничего невозможного в том, что в какой-то момент в не столь уж отдаленном будущем будут найдены яйца или даже целые гнезда каких-либо тираннозавров.

Несмотря на общую недостаточность данных, в некоторых аспектах мы можем быть вполне обоснованно уверены. Например, все известные нам архозавры откладывали яйца с твердой скорлупой. Хотя различные ящерицы и змеи развили способность рождать живых детенышей (как и ряд морских рептилий), никто из крокодилов, птиц, птерозавров или других нептичьих динозавров никогда ничего подобного не делал; следовательно, кажется оправданным предположение, что тираннозавры также откладывали яйца, у которых была твердая скорлупа.

Общей для динозавров и крокодилов стратегией (менее часто встречающейся у птиц) было откладывание большого количества яиц. Большинство обнаруженных неповрежденных гнезд динозавров действительно содержали большое количество яиц – иногда более 50. И снова, несмотря на недостаток данных непосредственно по тираннозаврам, такая стратегия характерна для множества видов динозавров по всей кладе динозавров, и – хотя данные имеются в основном для гадрозавров и цератопсов – есть подтверждения того, что многие представители тероподов также откладывали яйца, в том числе такие близкие к тираннозаврам группы, как овирапторозавры и теризинозавры. Маловероятно, чтобы тираннозавры делали нечто совершенно отличное от всех остальных известных нам динозавров или же от большинства современных архозавров, пусть даже несколько видов птиц выбрали иной путь (киви, например, откладывают только одно, поистине колоссальное яйцо).

Одна очевидная сложность в интерпретации этих данных состоит в том, что самки некоторых птиц могут откладывать яйца в несколько гнезд, а высиживают их самцы. Так поступают страусы, и потому в страусином гнезде с десятками яиц несколько самок могли оставить лишь по одному-два яйца. Если какие-то динозавры так делали, то очень большое количество яиц, которое мы видим в их гнездах, будет являться достоверным показателем плодовитости не одной типичной самки, а многих. Однако этому противоречат две линии данных, которые подтверждают идею, что динозавры в среднем были высокоплодовитыми животными.

Во-первых, в то время как птицы вроде страусов могут откладывать в одно гнездо лишь одно-два яйца, они обычно откладывают их в несколько гнезд, так что в целом плодовитость одной самки все равно получается высокой. Во-вторых, яйца динозавров обычно невелики по размеру относительно взрослых динозавров. Такова обычная для животных модель в отношении репродуктивных стратегий: они или производят немного крупных детенышей со значительным родительским вкладом на одного или же большое количество детенышей с маленьким вкладом на каждого. Сравните стратегию крыс, которые могут приносить дюжину детенышей каждые пару-тройку недель, быстро отлучают их от матери и снова беременеют, со слонами, рождающими одного слоненка раз в несколько лет, а потом в течение пары лет выкармливающими и ухаживающими за ним. Крайние варианты такого поведения могут проявляться у животных, которые производят огромное количество потомков, и это особенно характерно для тех, кто откладывает яйца: только посмотрите, например, на количество яиц, производимых некоторыми лягушками и рыбами.

На основании небольших размеров яиц динозавров (даже самые крупные завроподы, достигавшие десятков тонн, откладывали яйца размером меньше футбольного мяча), напрашивается вывод, что большинство пользовались подходом «много маленьких». На самом деле вряд ли у них был особенный выбор: есть предел тому, насколько большим может быть яйцо с твердой скорлупой. Очень крупное яйцо нуждается в сверхпрочной скорлупе, обеспечивающей необходимый каркас, чтобы не схлопнуться под собственным весом. Динозавры могли производить более твердую скорлупу, но это бы убило зародыша. Хотя яйца выглядят непроницаемыми, у птиц и рептилий скорлупа покрыта мельчайшими порами, которые пропускают воздух внутрь яйца, чтобы у детеныша шел обмен веществ, и выпускают образующийся углекислый газ наружу. Чтобы получилось гигантское яйцо диаметром, скажем, сантиметров 60–100 (какое можно было бы ожидать от огромных динозавров, включая крупнейших тираннозавринов), скорлупа должна быть такой толстой, что это помешало бы газообмену между развивающимся зародышем и внешней средой, и зародыш задохнулся бы. Таким образом, крупные динозавры просто не могли откладывать очень большие яйца, соответствующие их размеру (в отличие от китов или носорогов, которые могут выносить очень крупного детеныша), так что им приходилось следовать путем откладывания небольших яиц, а значит, большего их количества. Некоторые мелкие динозавры, по-видимому, действительно могли перейти к меньшему количеству более крупных яиц, но для больших тираннозавров такой возможности не было.

Для большинства динозавров во всем мире, по-видимому, существовал некий оптимальный сезон размножения, когда еда имелась в изобилии и погода была наилучшей. Размножение, вероятно, ограничивалось этим временны́м периодом. В оптимальных условиях для роста производится максимальное количество растительной массы, а значит, семян, листьев и плодов. В это время будут стремиться обзавестись потомством всевозможные травоядные, чтобы извлечь максимум преимуществ из доступной пищи и пониженной конкуренции, и тогда же хищники в свою очередь захотят извлечь выгоду из обилия новых детенышей. В более высоких широтах такой весенний период, конечно, должен был быть весьма ограничен, и всем животным, вероятно, приходилось вступать в настоящую борьбу за размножение, стараясь попасть в этот узкий временной промежуток. Ближе к экватору сезонность должна была являться меньшей проблемой, поскольку там пища в основном доступна круглый год, но даже в этих местах происходят небольшие сезонные колебания, и в результате у экваториальных растений и животных тоже обычно появляется определенный период размножения. Некоторые виды все-таки приносят потомство круглый год, а у других взросление и воспроизводство происходят настолько быстро, что они успевают пройти несколько циклов размножения за относительно короткий период времени.

Динозавры могли производить многочисленные кладки яиц, как это делают некоторые птицы и крокодилы, и потому, если мы находим характерное для данного вида гнездо, допустим, с 30 яйцами, это не означает, что таково типичное для этих животных ежегодное воспроизводство. Если они делали две или даже больше кладок в год, они могли производить ежегодно более 100 яиц. Это может показаться чрезмерным, но на самом деле вполне правдоподобно. Многие птицы, например, откладывают небольшое число яиц, потому что есть некоторое максимальное количество птенцов, которое они могут выкормить, и этот показатель более важен, чем возможный для них максимум отложенных яиц: производство яиц не является лимитирующим фактором. Менее здоровые животные или те, кто может рассчитывать только на небольшую территорию, откладывают меньше яиц, чем родители, имеющие более выгодное положение: они не смогут прокормить слишком много детенышей, так что просто сокращают количество откладываемых яиц. Лазоревка может отложить несколько десятков яиц за пару недель, если кладки окажутся уничтожены или перемещены, и в итоге общая масса этих яиц будет сравнима с массой родительницы. Даже сотня яиц за пару месяцев могла таким образом быть вполне правдоподобным количеством для некоторых наиболее крупных динозавров.

Гнезда и развитие

Известные нам гнезда динозавров были относительно простыми строениями, в отличие от сложных многослойных растительных конструкций большинства современных птиц. В земле выкапывались круглые ямки, они также могли быть выстланы опавшими листьями или чем-то подобным для обеспечения некоторой защиты и поддержания влажности и тепла за счет гниения. Короче говоря, гнезда в целом больше походили на гнезда аллигаторов и крокодилов, чем птиц. Однако некоторые позднейшие тероподы сидели на своих гнездах, как это делают птицы{46}, и они могли использовать собственные перья для защиты яиц или свежевылупившихся динозавров и, конечно, чтобы держать их в тепле.

Динозавры, включая тираннозавров, вероятно, проявляли какую-то форму родительской заботы и о яйцах, и о вылупившихся детенышах. Только несколько видов птиц практически утратили родительское поведение и присматривают только за яйцами в гнезде, но не за вылупившимися птенцами, которые способны сами позаботиться о себе, как только проклюнутся. Однако подобный подход весьма необычен, все крокодиловые и большинство птицы заботятся и о яйцах, и о детенышах. Они могут делать это в течение пары недель или года и больше, но обычно как минимум один родитель проявляет какую-то заботу (чаще всего, но не обязательно, самка), а иногда и оба. Есть некоторое количество найденных останков динозавров, где, по-видимому, сохранились детеныши вместе со взрослыми, что может свидетельствовать о том, что родители жили со своим потомством, и такая интерпретация вполне оправдана, поскольку мы именно это и могли бы ожидать{47}. И все же, учитывая нехватку доступных данных, дальше в своих предположениях мы заходить не можем. Все это, вероятно, справедливо и для тираннозавров, но точный уровень и объем какой-либо родительской заботы определить трудно.

Естественно, передача генов и выращивание следующего поколения – важнейшая часть жизненного цикла любого организма, и неудивительно, что животные стараются максимизировать свой репродуктивный потенциал. Частью этой стратегии является проверка, хороший ли у них партнер: они не хотят напрасно тратить время с хилым, или больным, или плохо обеспечивающим пищей партнером. Животные прикладывают большие усилия, чтобы удостовериться, что будут спариваться с полноценным партнером, и, как объясняется ниже, это может приводить к некоторым интересным эволюционным эффектам. Также это означает, что им требуется адаптировать свою репродуктивную стратегию к сложившимся условиям. Как отмечалось выше, животные обычно стремятся произвести или большее количество потомков с маленьким вкладом в каждого, или мало потомков при значительном вкладе, но в этих стратегиях есть определенные нюансы и интересные возможности для динозавров.

При ограниченной величине яйца динозавры откладывали больше яиц, чем можно было бы ожидать при их размерах, но если они много вкладывали в потомство, то могли производить и не максимально возможное число яиц. Забота о детенышах может требовать огромного труда: только посмотрите, как безумно носятся маленькие птички, когда их птенцы только вылупляются; родители возвращаются к гнезду каждые несколько минут, чтобы запихнуть пищу в рот своим детям. Они должны держать гнездо в чистоте, не допускать появления паразитов и отбиваться от хищников и других родителей, посягающих на их территорию; неудивительно, что это может дорого им обходиться и в итоге оставлять измученными и истощенными.

В то же время для тираннозавров даже при большом числе вылупившихся детенышей родительская забота не должна была быть чересчур обременительной, учитывая размеры новорожденных; подобно крокодилам и в отличие от птиц, только что вылупившийся тираннозавр должен был быть крошечным по сравнению со взрослым и вряд ли требовал, к примеру, огромного количества пищи. У мелкой птички в гнезде может быть всего полдюжины птенцов, и в течение нескольких недель каждый достигнет половины размера родителей, но по-прежнему будет зависеть от них в плане пищи, так что родителям придется кормить эквивалент трех или четырех взрослых в течение многих дней без перерыва. Однако тираннозавры в связи с маленьким первоначальным размером и значительно более долгим периодом роста даже через год могут набрать только небольшой процент от массы взрослого животного. Учитывая тот факт, что довольно много детенышей, по-видимому, умирали в первые несколько дней или недель (детская смертность у всех видов огромна, и, по расчетам, до 60 % молодых тираннозавров не проживали дольше первого года){48}, вероятно, было лучше произвести некоторое количество новых яиц – и надеяться, что кто-то из них выживет, – чем медлить, чтобы не дать голодать уже существующему выводку. Взрослому тираннозаврину должно было хватать одного добытого животного, чтобы накормить целое гнездо месячных детенышей в течение нескольких дней, так что сама по себе забота не должна была быть для них таким тяжким бременем, как для мелких птичек.

Мы оставляем в стороне некоторые неясные вопросы, но одно знаем точно: детеныши динозавров в основном росли быстро, а конкретно тираннозавр рос поразительно быстро. У динозавров и многих других позвоночных в костях образуется нечто вроде годовых колец, почти как у деревьев, так что их возраст можно определить с некоторой точностью. По мере роста новая костная ткань откладывается все новыми слоями поверх старой. В тяжелых условиях (зимой) рост замедляется, так что слои ложатся гуще и выглядят более темными, но в изобильные времена расстояние между слоями увеличивается. В результате простой подсчет более темных колец показывает число зим и, следовательно, лет, прожитых данным животным. Величину животных мы можем оценить непосредственно, так что при некотором количестве экземпляров разного роста возможно сопоставить их возраст с размером и понять, насколько быстро они росли. Метод подсчета колец не стопроцентно надежен – кольца во время роста иногда теряются и не всегда видны четко, и потому отдельные особи могут оказаться старше, чем кажутся, – но даже при этом некоторые из выявленных в костях скоростей роста, безусловно, колоссальны.

Только что вылупившийся детеныш тираннозаврина мог быть всего около метра длиной и весить килограмм или два: нечто близкое по размеру к крупной домашней кошке или небольшой собаке. Однако к двум годам он уже мог достигать 30 кг, а к 15 годам приближаться к 2 т. К возрасту около 20 лет он, вероятно, дорастал до полного взрослого размера, т. е. метров 10–12 в длину, и весил больше 5 т{49}. Это должно подразумевать некую экстремальную скорость роста, по-видимому, бо́льшую, чем у других динозавров, включая большинство тираннозавров – сравните тираннозавра с дасплетозавром и альбертозавром на рис. 13, – однако все эти животные, несомненно, росли быстро.

Что именно способствовало столь быстрому росту, не вполне понятно. Разумеется, ему должен был помогать предполагаемый высокий обмен веществ у этих животных (если у вас более быстрый метаболизм, все процессы происходят быстрее, если, конечно, вы получаете достаточно пищи), а при его повышении по мере увеличения особи в размерах (или повышении его эффективности, отчего больше сил можно было направить на увеличение размера тела) рост ускорялся бы еще сильнее.

Важно отметить, что юным животным внимание родителей могло приносить большую пользу, и это, пожалуй, весомый аргумент в пользу активной родительской заботы в первые годы жизни юных тираннозавров. Если еду детенышам приносили, это обеспечивало бы их питательными веществами для роста, но и, что немаловажно, сохранило бы им огромное количество сил, требуемых для поисков и добычи пищи, а также энергию и время, которые иначе тратились бы на избегание хищников, охотившихся на уязвимых юных динозавров.

Здесь наглядным примером будет сравнение с птенцами: они растут очень быстро и обычно не делают почти ничего, только сидят в гнезде и получают пищу. Хотя зачастую, когда птицы вылупляются, их размеры составляют значительный процент от родительских (благодаря тем самым пропорционально более крупным яйцам), они могут превратиться из едва проклюнувшихся птенцов во вполне развитых животных взрослых габаритов за какие-то месяцы или даже недели; следовательно, быстрый рост может обеспечиваться родителями, и это, возможно, указывает на существование у тираннозавров некоторой родительской заботы. Млекопитающие могут расти так же быстро, получая много заботы от своих родителей и питаясь молоком, в то время как ящерицам и крокодилам – несмотря на некоторую периодическую помощь или защиту родителей – в действительности приходится тратить силы на поиски и добычу пищи, и, вероятно, поэтому они растут более медленно (хотя, разумеется, типичный для них более низкий уровень метаболизма также задерживает рост).

Мы ждем перемен!

Животные по мере роста естественным образом меняют форму. Характерными для маленьких тероподов являются крупные головы с большими глазами и большие стопы. Черты, которые нам кажутся умилительными у щенков и котят, на самом деле универсальны, и наблюдаются у людей точно так же, как у динозавров. В целом у нас имеется довольно мало окаменелых детенышей динозавров – они редки в палеонтологической летописи по нескольким причинам: они малы и их трудно найти, они подвергаются большей, чем взрослые, опасности быть съеденными, а это исключает фоссилизацию. Тем не менее некоторое количество окаменелых останков невзрослых тираннозавров из разных таксонов все-таки найдено. Многие близки по размерам к взрослым, но известны и относительно маленькие детеныши гуаньлуна, тираннозавра и особенно тарбозавра, а единственный обнаруженный экземпляр рапторекса[14] – далеко не взрослое животное.

Мы можем проследить изменения в процессе роста для одного вида, и здесь тарбозавр, пожалуй, изучен лучше всех. Недавно описанный юный экземпляр был обнаружен в Монголии. Ему было всего два года, и в длину он достигал 2 м, значительную часть которых составлял хвост{50}. Таким образом, теперь у нас имеется отличный ювенильный материал и также ряд останков взрослых особей. Хотя в настоящее время для тарбозавра нет хороших останков детеныша среднего размера, таким экземпляром мы располагаем для тираннозавра, а учитывая, насколько близки эти два рода, он может считаться вполне адекватным заместителем.

Как рассматривалось выше, со временем в различных кладах тираннозавров происходили заметные изменения, и до некоторой степени это можно наблюдать в развитии одного животного. Если посмотреть на ювенильную особь тираннозавра, именуемую Джейн (о которой подробнее будет рассказано позже), и сравнить ее со взрослыми экземплярами, мы можем увидеть, как происходят изменения. Череп становится больше по сравнению с общим размером животного (тенденция, противоположная типичной для позвоночных), а также более толстым и прочным, а количество зубов при переходе от подростка к взрослому, по-видимому, уменьшается у нескольких видов тираннозавров, но, как ни странно, не у тарбозавра{51}. Рожки над глазами тоже увеличиваются, еще сильнее изменяя внешний вид головы. Конечности остаются длинными, но взрослые животные не такие «голенастые», как юные; а туловище становится значительно больше, и взрослое животное в целом имеет более плотное телосложение.

Тарбозавр – хорошая иллюстрация изменений при переходе от юного животного к взрослому, но напрашивается очевидный вопрос: если они настолько менялись по мере роста, как тогда отличить взрослого динозавра от детеныша? Один только размер будет в этом случае довольно плохим критерием, поскольку, например, львята не так уж сильно отличаются в плане размера от взрослой домашней кошки, но во взрослом состоянии это очень разные по размеру животные. У млекопитающих часто ссылаются на набор зубов, чтобы понять, каков возраст животного, но регулярная смена зубов у динозавров этого не позволяет. Взамен мы можем рассмотреть три ключевые области, помогающих определить возраст динозавра.

Во-первых, есть кольца роста на костях, о которых говорилось выше. Рост может быть чрезвычайно быстрым, но животное, возраст которого всего год или два, вряд ли окажется взрослым. Во-вторых, мы можем посмотреть на классические пропорции: если животное имеет выраженно большие стопы или крупную голову с огромными глазами, тогда это, вероятно, детеныш и к тому же довольно маленький, потому что такая схема почти универсальна для позвоночных. Однако здесь требуется осторожность, поскольку некоторые животные сохраняют относительно ювенильные черты достаточно долго во взрослом состоянии (у ряда пород собак большие лапы сохраняются даже у взрослых, хотя обычно это признак щенков). Наконец мы можем посмотреть на сращения в скелете.

Вы, вероятно, знаете, что, когда люди рождаются, голова у них довольно «мягкая»: разнообразные плоские кости пока не срослись вместе и могут двигаться относительно друг друга. Костям требуется некоторое время, чтобы полностью срастись и образовать единое целое, о котором мы привыкли думать как о человеческом черепе. Если взглянуть на череп взрослого человека, то по-прежнему можно увидеть тонкие зигзагообразные линии между сросшимися костями, называемые швами. Аналогично таз состоит из трех парных костей, которые срастаются в одну большую структуру, и, кстати, каждый позвонок в позвоночнике состоит из двух частей, сросшихся вместе (телом позвонка внизу и дугой наверху). Динозавры устроены сходным образом, и их кости медленно срастаются по мере роста и приближения к взрослым размерам. Однако чрезвычайно важно, что это происходит относительно одинаково, так что при хорошо сохранившейся большей части скелета мы можем попробовать оценить возраст животного по шкале от только вылупившегося до взрослого.

Тело и дуга каждого позвонка медленно начинают срастаться по мере роста животного, пока шов не станет едва заметным и в итоге не исчезнет совершенно, так что у взрослых его увидеть нельзя. Этот процесс обычно происходит сначала в задней части тела и постепенно продвигается вперед, так что хвостовые позвонки могут срастись полностью, позвонки в середине грудного отдела – частично, а шейные – быть далеки от полного сращения. Прибавим к этому состояние костей таза и черепа, и мы можем составить неплохое представление о приблизительном возрасте данной особи тираннозавра. Например, единственный имеющийся на сей момент экземпляр рапторекса имеет достаточно открытые швы по всему позвоночнику, а значит, ему явно предстояло еще расти и расти.

Взрослого тираннозавра с полностью сросшимися швами костей следует считать «остеологически зрелым», но это не означает, что он перестал расти. До сих пор неясно, продолжали ли динозавры расти всю жизнь (как крокодилы, ящерицы и разнообразные другие позвоночные) или их рост в итоге останавливался по достижении некоего взрослого размера, как происходит у птиц и млекопитающих. Разумеется, когда динозавры приближались к взрослому размеру, их рост сильно замедлялся, но мог продолжаться, пусть и очень медленно, до самой смерти. Интересно, что динозавры, вероятно, достигали половой зрелости задолго до остеологической. На самом деле так происходит у множества животных, но в целом это необычно для млекопитающих и птиц, хотя человек здесь – примечательное исключение (обычно мы достигаем половой зрелости, будучи подростками, но можем продолжать расти и некоторое время после 20 лет).

Как отмечалось выше, у самок динозавров появлялась медуллярная кость, когда они откладывали яйца, и она была обнаружена у многих видов динозавров. Также медуллярную кость несколько раз находили у особей, не достигших остеологической зрелости, и это показывает, что динозавры, по сути, начинали обзаводиться потомством, еще будучи «подростками». Это весьма практичная репродуктивная стратегия: большинство динозавров погибали молодыми, и чтобы иметь хоть какой-то шанс передать свои гены следующему поколению, правильным выходом было начинать размножаться при первой возможности. Медуллярная кость была найдена по меньшей мере у одного тираннозавра: небольшого, но взрослого экземпляра тираннозавра из Монтаны (США), в бедренной кости которого имеются специфические медуллярные слои{52}.

Несмотря на обратные утверждения, между экземплярами любого тираннозавра (и особенно самого тираннозавра) нет никаких устойчивых признаков, позволяющих различить самцов и самок. Существует расхожее заблуждение, что самки были крупнее самцов, но, поскольку мы не можем достоверно отличить одних от других среди большого количества образцов, нет причин считать, что это соответствует истине. У некоторых видов животных самки в среднем действительно являются более крупными особями (тигры, а также многие пауки и лягушки – лишь несколько примеров), и это может соответствовать большему вкладу самки в потомство по сравнению с самцами. Самцы, однако, могут вносить свой вклад иным образом – конкурируя за самок, вот почему обычно самцы крупнее самок.

Животные вступают в прямую конкуренцию с другими представителями собственного вида в различное время своей жизни. Они могут бороться за пищу или воду, за территорию, за то, чтобы стать доминантным членом группы, или за право на спаривание. Любой из этих факторов может оказаться важным для кратко– или долгосрочного выживания особи или его генетической линии и может появляться один раз в жизни или почти ежедневно, в зависимости от ситуации. Взаимодействия могут быть весьма агрессивными, но необязательно переходят в насилие. Посмотрите на двух собак, которые готовятся к драке, и, скорее всего, там будет много рычания и показывания зубов, кружения, вздыбливания шерсти и т. п., прежде чем что-либо начнется по-настоящему. Они примериваются друг к другу и ритуально заявляют о своих размерах и доминировании посредством голосовых и визуальных сигналов. Зачастую одна отступает еще до начала сколько-нибудь серьезной драки. За некоторые вещи стоит сражаться, даже до смерти, но мало смысла вступать в бой, если ты уверен, что проиграешь, поэтому в интересах обоих животных прикинуть, как пойдет сражение, прежде чем рисковать получить травму или нечто худшее в серьезной схватке.

Реклама себя окупает

Один из способов конкуренции среди животных – сигналы саморекламы. Такие черты, как большой гребень, рога или крупные зубы, могут указывать на относительное здоровье и общий статус особи. Чем больше и ярче сигнал, тем больше сил и энергии животное потратило на его отращивание и таскание с собой и потому тем более сильным и подходящим партнером оно является. Яркие цвета у животного демонстрируют, что оно, по всей вероятности, имеет хорошее здоровье, а также способно избежать внимания хищников, даже будучи заметным, или, если это сам хищник, что может успешно охотиться, даже рискуя выдать потенциальной добыче свое местонахождение. Такие сигналы полезны в драках за статус и ресурсы, но также могут использоваться для привлечения потенциальных брачных партнеров.

Половой отбор – направление эволюции, связанное с изменениями, которые способствуют репродуктивной успешности: породить большее количество потомков или более приспособленных. Классическим проявлением полового отбора является сам факт, что вообще существуют самцы и самки (по причине разного вклада в производство яйцеклеток и спермы и разной степени уверенности в своем родительстве) и такие сигналы, как перья райских птиц, или такое оружие, как рога оленя. Подобные сигналы могут выполнять много ролей: их с успехом можно применять для отражения опасности, а также как средство привлечения противоположного пола или даже общий показатель социального статуса. По крайней мере некоторые динозавры сражались друг с другом (например, известно, что рога трицератопса использовались для драк с представителями того же рода – это видно по отметинам и повреждениям черепов ряда экземпляров), и что-то из огромного разнообразия пластин, гребней, рогов, клыков и воротников на различных динозаврах, вероятно, использовалось в качестве сигнала социального или полового доминирования{53}. Тираннозавры в этом отношении не были исключением.

Наиболее очевидные черты – длинные гребни на головах процератозавридов процератозавра и гуаньлуна. Они велики по сравнению с носившими их головами и сопоставимы с гребнями многих других динозавров, однако необычны для тероподов. В целом хищные тероподы, по-видимому, имели не такие большие гребни на головах, как были у травоядных форм, и в этом присутствует экологический смысл. Травоядные во множестве есть в экосистемах и проводят большую часть жизни в поисках пищи. Они могут выходить на открытые пространства, зачастую стадом, так что крупный визуальный сигнал, который может выдать их местонахождение, не так уж рискован: их и так не очень сложно найти. Охотящийся теропод с большим гребнем, наоборот, будет более заметен для потенциальной добычи. Конечно, вам может хотеться покрасоваться перед партнерами и соперниками, но такое украшение совершенно бесполезно, если вы умираете от голода, потому что добыча видит, как вы подкрадываетесь, поэтому, вероятно, развитие подобных элементов было ограничено из-за конфликтующих направлений отбора: реклама против возможности питаться.

Интересно, что гребни процератозавридов полые и полны отверстий, которые похожи на пневматические и, вероятно, соединялись с синусами. У позднейших тираннозавров не было ничего столь выдающегося, как эти гребни, но у большинства видов все же имелись рожки над глазами. Особенно крупными они были у алиорама, но также вполне явно наличествовали у ютираннуса и других тираннозавров. И эти рожки, и морщинистые участки костей вдоль морды, вероятно, выглядели больше, обрастая кератином, но их общий размер все же был относительно мал по сравнению с головой и черепом, в отличие от трицератопса или увенчанных гребнем гадрозавров.

Эти разнообразные черты использовались для обмена сигналами между животными; разумеется, они не могли нести никакой механической функции (например, выступать в качестве места прикрепления мышц). Можно подумать, что такие украшения должны были быть только у самцов, как это обычно происходит у животных с демонстративным нарядом (вроде павлинов, лосей и львов), но это не всегда оказывалось так. Взаимный половой отбор может идти, когда и самцы, и самки конкурируют с представителями своего пола за лучших брачных партнеров, так что у представителей обоих полов, возможно, имелись гребни, сигнализирующие об их полноценности и качественности. Также это может перекрываться с социальными или доминантными сигналами, следовательно, то, что у всех особей есть рожки, не является аргументом против полового отбора. Растущее число видов животных, о которых известно, что они находятся под давлением взаимного полового отбора, и все большее количество примеров среди птиц указывают на то, что эта черта присутствовала и у их вымерших родственников.

Как описывается ниже, временами между тираннозаврами отношения действительно накалялись и случались драки – возможно, даже ритуальные сражения – между особями. Это вполне могло включать драки из-за брачных партнеров или даже с самими потенциальными партнерами (у некоторых видов животных самцам приходится бороться с самкой, прежде чем спариться, в качестве демонстрации своего здоровья и силы), хотя мы не можем это подтвердить.

Относительно самого спаривания можно сказать только, что оно, несомненно, происходило. Самцам требовалось забраться верхом на самку и передать сперму, но далее мы уже балансируем на грани догадок и предположений. Тем не менее некоторые моменты более вероятны, и в этой теме есть несколько очевидных вопросов, которые можно рассмотреть. Номер один – тот факт, что тираннозавры (и многие динозавры вообще) обладают и огромными размерами, и неудобной формой тела, поэтому сложить вместе две соответствующие части должно было быть непросто. Палеонтологи пытались смоделировать, как разные динозавры могли спариваться. Самыми сложными для понимания оказываются бронированные и шипастые стегозавры, гигантские завроподы почти догоняют их, но и у тираннозавров не все просто (особенно у крупных), поскольку мышцы вокруг хвоста должны были особенно мешать.

Они не могли легко сойтись лицом к лицу, и значит, важнейшую роль играет поза спаривания, подобная той, которой пользуется большинство животных (включая ныне живущих архозавров), когда самец забирается на лежащую или стоящую самку сзади. На самом деле предполагалось, что маленькие ручки сохранялись у поздних тираннозавров, чтобы удерживать самку во время спаривания, однако это вряд ли объясняет, почему у самок они тоже не исчезли. Но все равно оставалось бы расстояние, которое требовалось преодолеть, и здесь самым очевидным решением являлось бы, как говорилось выше (для тираннозавров и многих других динозавров неудобной формы), развитие органа, названного дивным эвфемизмом «копулятивный орган». Затем, когда яйцеклетки оплодотворялись внутри самки, у них формировалась скорлупа, самка откладывала яйца, и пару недель спустя первые из следующего поколения тираннозавров начинали вылупляться и ловить окружающую фауну, постепенно проходя свой путь превращения в самых крупных хищников мезозоя.

Глава 13 Добыча

Мир тираннозавров был сложным и изменчивым. Между их появлением в юрском периоде и вымиранием в конце мелового на планете происходили существенные изменения, в том числе расхождение континентов, значительные флуктуации климата и эволюция флоры и фауны. В юре появились и начали распространяться первые цветковые растения; гигантские саговники, папоротники и хвощи, повсеместно распространенные в раннем мезозое, в итоге уступали место более современным деревьям и кустарникам, включая знакомые нам магнолии и гинкго. В конце мелового периода появились травы, которые сформировали совершенно новый напочвенный покров. Такие изменения в растительной жизни повлияли на то, как и что ели травоядные, и впоследствии привели к эволюционным изменениям в этих животных. Кроме того, они повлияли на пространственное распределение и размеры территорий для хищных животных.

С течением времени тероподы различных линий несколько изменились по форме, однако хищники в общем и целом были в этом отношении довольно консервативны. Все они остались двуногими, никто не развил брони или панциря, и хотя некоторые виды (включая ранних тираннозавров) имели на головах гребни, они были относительно маленькие. У птицетазовых и завроподов, наоборот, возникло огромное разнообразие размеров и форм в плане строения тела: к примеру, одни ходили на двух ногах, а другие – на четырех или могли переходить от одного способа ходьбы к другому, у третьих развились длиннейшие шеи или массивные хвосты; существовали животные с броней, шипами, панцирями, мощными костяными булавами на хвосте, рогами и всевозможными гигантскими головными гребнями. Даже травоядные тероподы часто выглядели довольно причудливо по сравнению со своими кузенами-мясоедами, и хотя они утратили острые зубы и когти, но обзавелись некоторыми другими любопытными эволюционными особенностями, которые делали их весьма непохожими на хищных родственников.

Динозавры изначально являлись хищниками. Динозавроморфы и их ближайшие родственники (ранние птерозавры и крокодилы) все были хищными, а разнообразные травоядные отошли от своей исходной плотоядной диеты, в то время как тероподы остались верны традициям предков. Вегетарианство может казаться для животного дешевым и легким способом питания: ведь доступно огромное количество растительности, и растения не склонны убегать прочь, когда их пытаются съесть. Однако в действительности у растений существуют всевозможные защиты от поедания, такие как шипы и ядовитые листья, а стебли и листья злаков содержат кремний, который сильно изнашивает зубы и трудно переваривается. Кроме того, растения не очень питательны по сравнению с мясом, и животным требуется поглощать огромное количество листьев (и еще больше коры или стеблей), чтобы извлечь из них достаточно питательных веществ, в итоге животным приходится или есть очень много, или долго переваривать пищу, или и то и другое. Все это следует проделывать на фоне конкуренции с другими травоядными за пищу и, конечно же, угрозы нападения хищников. Травоядность совсем не так легка, как кажется, и точно так же, как хищники, вырабатывающие адаптацию к своему образу жизни и отличия от конкурентов, поступают и вегетарианцы.

Важно понять, кого ели тираннозавры, какие виды присутствовали (или отсутствовали) в их меню и как и где жили эти животные. Мясо мертвых животных практически одинаковое, но одно дело пообедать анкилозавром, покрытым костяными пластинами и шипами и носящим на хвосте булаву, а другое – поймать орнитомимозавра, не имеющего даже намека на броню, но способного развивать очень высокую скорость. Итак, здесь мы отвлечемся от тираннозавров и посмотрим на животных, составлявших их меню, а также на значение, которое они имели для фауны в целом, а когда вернемся к тираннозаврам, обратимся к их экологии и поведению.

Гетеродонтозавры

Эта группа птицетазовых динозавров одной из первых ответвилась от исходного дерева и породила разнообразные линии, и она в основном являлась частью ранней динозавровой фауны, хотя некоторые животные пережили юрский период и даже добрались до мелового. Динозавры были в целом довольно крупными животными во взрослом возрасте{54}, и существует немного очень маленьких таксонов, которые не входят в кладу манирапторовых, несколько тероподов, более похожих на птиц, а гетеродонтозавры – одна из немногих групп, в которых известны только мелкие виды. Эти животные, вероятно, изначально были травоядными, однако также предполагается, что время от времени они могли питаться насекомыми и подобной добычей.

У гетеродонтозавров имелся небольшой клюв на переднем конце морды и ряды зубов позади него, однако их главным отличительным признаком были большие клыкообразные зубы по обе стороны пасти, росшие из нижней челюсти. Это и дало группе название (которое приблизительно означает «разнозубые ящеры»), и привело к тому, что черепа гетеродонтозавров чем-то напоминают череп свиньи или оленя-мунтжака с весьма выделяющимися гигантскими зубами в челюсти. Также у гетеродонтозавров имелась в верхнечелюстных костях полость, в которую входил клык, так что он довольно ловко его прятал, когда пасть была закрыта. Функция этих больших зубов неясна: они могли использоваться при ловле животной добычи, в демонстрациях угрозы или в драках между животными, как зубы бабуинов, обладающие похожей формой.

Двигаемся вниз по телу: у гетеродонтозавров на первых пальцах рук имелись большие когти, которые могли использоваться для ловли насекомых, чтобы разнообразить растительную диету. В отличие от почти всех прочих птицетазовых в хвосте у них не найдено ряда окостеневших сухожилий, идущих по всей длине и, по-видимому, укрепляющих и поддерживающих жесткость, так что хвост гетеродонтозавра должен был быть более гибким, чем хвосты большинства птицетазовых динозавров. Важным аспектом во внешнем виде этой клады является то, что гетеродонтозавры – одни из немногих нетероподовых динозавров, у которых обнаружен своего рода волосяной покров. Несколько экземпляров рода тяньюйлун из раннемеловых китайских отложений сохранились в окаменелом виде с густым покровом из длинных волосоподобных нитей, идущих вдоль спины почти от самой морды до кончика хвоста{55}, отчего при жизни животные должны были выглядеть как мелкие, чрезвычайно пушистые зверьки. Эти динозавры, судя по всему, предпочитали пустынные и полупустынные ландшафты, хотя тяньюйлун найден в куда более «традиционной» для динозавров лесной обстановке.

Стегозавры

Это одна из редких групп динозавров, не нуждающаяся в представлении: стегозавр знаком большинству людей не меньше, чем диплодок, трицератопс и тираннозавр. Эти знаменитые североамериканские динозавры имели несколько горбатый вид при маленьких передних и более крупных задних лапах, они обладали довольно небольшой головой, однако их броня была устроена значительно сложнее. У стегозавра имелись широко известные крупные пластины, идущие в два ряда вдоль по спине, потом четыре шипа на конце хвоста, но у других стегозавров пластины на передней части туловища были значительно меньше, а начиная от таза пластины сменялись симметричными парами шипов. И это еще не все: из плеч у них росли два огромных шипа, которые торчали в стороны, что на самом деле делает популярного стегозавра наименее шипастым из всех стегозавров (рис. 14). Можно вполне обоснованно предположить, что хвостовые шипы стегозавров представляли собой своего рода средство устрашения или орудие нападения (в исследованиях высказывается гипотеза, что хвост мог хлестать по широкой дуге, причем весьма мощно){56}, но какую задачу выполняли шипы на спине, остается неясным. Они не защищали голову или бока достаточно надежно, и современники этих стегозавров – тероподы – могли бы пробиться сквозь них, а идея, что шипы служили для регуляции температуры, достаточно спорна. Пластины, вероятно, лучше считать некой формой сигнальной структуры. У стегозавров были небольшие остромордые головы и вследствие этого, возможно, питались они довольно избирательно. Хотя стегозавры, по-видимому, были способны вставать на задние лапы, чтобы дотягиваться до пищи, расположенной высоко, скорее всего, они питались побегами и низко растущими ветками: тем не менее данные из находок в США предполагают, что по крайней мере стегозавры предпочитали достаточно сухой климат.

Стегозавры пребывали на пике своего расцвета в средне– и позднеюрском периодах и потому не совпали по времени с большинством тираннозавров, а взрослый стегозавр был, скорее всего, опасным противником для некрупных тираннозавров вроде стоксозавра. И все же по меньшей мере один стегозавр[15] дожил до мелового периода в Китае и мог встречаться с более крупными тираннозавроидами. В целом, однако, живые стегозавры вряд ли присутствовали в меню тираннозавров, поскольку были больше современных им тираннозавров и заметно лучше экипированы для самозащиты, чем большинство динозавров-жертв.

Анкилозавры

Эту группу бронированных динозавров можно легко разделить на две: те, у кого имелась на хвосте булава, и те, у кого она отсутствовала. Все анкилозавры были почти полностью облачены в костную броню с разнообразными пластинами, шипами и гребнями, чаще всего покрывающими тело рядами, что давало им довольно заметное усиление защиты по сравнению с близкими родственниками – стегозаврами. Некоторые из анкилозавров были практически целиком заключены в костные пластины, идущие поперек спины, и защищены рядами торчащих из плеч шипов, в то время как брюхо было ничем не покрыто и теоретически уязвимо, но только если находчивому хищнику удавалось перевернуть потенциальную добычу. Череп анкилозавров представлял собой практически сплошную костяную коробку и тоже был покрыт элементами костной брони, сраставшейся с костями черепа и образовывавшей чрезвычайно прочную голову. В отличие от стегозавров анкилозавры были довольно низкорослыми животными, обладавшими необычайно широким тазом, отчего выглядели широкими и приземистыми. Хвостовые булавы, имевшиеся у некоторых анкилозавров, лучше описывать как молоты, поскольку у них в действительности имелись рукояти. Последняя пара позвонков превращалась в сросшийся костный блок, зачастую весьма напоминающий символ карточной масти «трефы» с тремя округлыми выростами. Перед ними шел ряд позвонков, сросшийся в твердый стержень, который так и называют – рукоять, и все это вместе придавало хвосту огромную жесткость и мощь, образуя конструкцию, позволяющую наносить сильные удары. Им, вероятно, пользовались в драках с другими анкилозаврами, но нет причин считать, что его нельзя было применить и как средство защиты от хищников.

В отличие от стегозавров расцвет анкилозавров пришелся на меловой период, и особенно в конце его многие анкилозавры жили на одних территориях с крупными тираннозаврами Азии и Северной Америки, где броня, по-видимому, обеспечивала вполне серьезную защиту от костедробительных укусов. Приземистые анкилозавры питались травой и нижними ветками, однако их головы были пропорционально крупнее и шире, чем у стегозавров, позволяя им поместить в рот больше пищи за один укус, и это предполагает, что они были менее разборчивы в еде. Хотя анкилозавры в целом являлись редким компонентом фауны, пинакозавры из позднего мела Китая и Монголии были не только широко распространены, но также иногда обнаруживаются группами, а это предполагает, что данные животные могли часто собираться вместе. Останки анкилозавров нередко находят в морских отложениях, и считается, что они могли предпочитать побережья или устья рек и, возможно, обходили берега в поисках пищи.

Базальные гадрозавроиды

Эти животные представляют собой раннее эволюционное ответвление группы, которая впоследствии произвела гадрозавров (более известных как утконосые динозавры) и включает в себя виды, бывшие одной из доминирующих групп травоядных в Северном полушарии раннемелового периода. Представленная игуанодоном, эта группа обладала многими признаками, впоследствии ставшими характерными для гадрозавров. Как один из первых динозавров, получивших название, а потом первый динозавр, известный по большому количеству ископаемого материала (добытого из угольной шахты в Бельгии), игуанодон долгое время служил объектом многочисленных исследований. У этих животных на переднем конце челюстей имелся клюв, помогающий срезать растительность, а во рту, как у более поздних гадрозавров, располагались ряды зубов, эффективно перемалывавших пищу, включая жесткую растительную массу вроде хвойных иголок.

Они могли ходить на всех четырех конечностях (на кончиках пальцев у них имелись копытоподобные когти), но также умели вставать на дыбы и, когда приходилось передвигаться быстро, вероятно, бежали на одних лишь задних ногах. Этот признак называется «факультативная двуногость»: они могли становиться двуногими по собственному желанию, в отличие, скажем, от тероподов, бывших облигатно двуногими, или облигатно четвероногих завроподов. Как и более поздние гадрозавры, эти животные, вероятно, исходно являлись четвероногими (это показывают многие следы), однако задние ноги у них были длиннее и сильнее, чем передние. В придачу к специализированным копытам на пальцах многие базальные гадрозавроиды также имели весьма интересное дополнение на кистях передних лап. Во-первых, пятый палец («мизинец») располагался под углом к трем средним, так что его можно было прижать к ладони; по сути, он функционировал как подобие большого пальца, но внизу кисти, а не вверху. Это давало животным своего рода ограниченную хватательную способность, которая могла использоваться в процессе питания. Большой палец игуанодона и ряда его родственников фактически представлял собой всего лишь почти конический шип, который, заканчиваясь когтем, возможно, являлся своеобразным оружием. Ведутся споры, использовалось ли оно для защиты от хищников либо в драках между сородичами за территорию или брачного партнера. Нет никаких реальных подтверждений обеих этих гипотез, однако, чтобы попытаться проткнуть теропода когтем, базальному гадрозавроиду пришлось бы фактически заключить его в медвежьи объятия, так что этот элемент, вероятно, следует считать в лучшем случае последней отчаянной защитой, притом, возможно, малополезной. Отсутствие гребня на голове – или других «очевидных» признаков – могло внести свой вклад в то, что их таксономия в течение долгого времени была чрезвычайно консервативной. Однако же теперь эта группа считается значительно более разнообразной, чем полагалось ранее, и вполне вероятно, что, как и во многих других динозавровых сообществах, множество близкородственных форм базальных гадрозавроидов обитали рядом друг с другом в характерных для этих видов местностях.

Гадрозавры

На северных континентах позднемелового периода утконосые стали доминирующей кладой травоядных, фактически вытеснив с этого места завроподов. Глядя на современную фауну, мы видим, что доминируют в ней парнокопытные: коровы, овцы, свиньи, олени, антилопы и их родственники, такие как верблюды и жирафы, широко распространенные и многочисленные, и гадрозавры великолепно исполняли эту роль на пике того времени, когда на планете обитали тираннозавры. Поэтому нет ничего удивительного в том, что, будучи самыми многочисленными из травоядных, они, по-видимому, являлись предпочитаемой добычей тираннозавринов. По общим очертаниям они были близки к своим предшественникам, могли передвигаться на двух и четырех ногах и имели длинные морды с клювами, а в челюстях – ряды специализированных зубов для срезания и перетирания растительной массы. Однако у них не было хватательного пальца и большого пальца с шипом и передние лапы выглядели более приспособленными для ходьбы, хотя и другие способы их использования исключать нельзя. Настоящим отличием гадрозавров являлось огромное разнообразие гребней на голове. Они были следующей после цератопсов группой динозавров с самыми разнообразными и крупными «украшениями», включая то, что выглядело как гигантские шлемы, рога и пластины. Как и в случае многих других необычных черт, их точная функция не известна, но, по-видимому, они в первую очередь связаны с некими формами сексуальных демонстраций или сигналов доминирования. По меньшей мере у одного из гадрозавров – гигантского паразауролофа из Америки – такая структура была связана с носовым проходом; словно исполинский петлеобразный тромбон, она могла служить в качестве огромной эхо-камеры, усиливая крики животного{57}. Разнообразные современные виды используют звуки для коммуникации, и то, что многие гадрозавры, как нам известно, собирались вместе, возможно, делало такой гребень ценным приспособлением для подачи сигналов.

Для гадрозавров были найдены массовые гнездовья, а также целые поля отпечатков ног и места массовых смертей – это показывает, что они регулярно собирались группами, а размеры некоторых детенышей в гнездах предполагают, что родители заботились о потомстве по крайней мере первые недели или месяцы их жизни. Хотя костяные гребни доминируют в дискуссиях, когда речь заходит о сигналах гадрозавров, недавно была обнаружена особь эдмонтозавра, лишенного костяного гребня, но с чем-то вроде петушиного гребешка на голове: экземпляр превосходной сохранности, с большим количеством кожи и чешуи, а также мясистым выростом на затылке. Этот признак мог быть широко распространен и предполагает, что ряд, казалось бы, «безгребневых» гадрозавров, предположительно лишенных костяных выростов черепа, могли тем не менее иметь на голове какую-то иную структуру.

Бытует широко распространенное заблуждение о том, что гадрозавры были водными или полуводными животными. Эта популярная среди первых исследователей идея в настоящее время полностью опровергнута. Ключевыми ее пунктами было то, что широкие хвосты гадрозавров фактически могли служить веслами, но на самом деле эти хвосты были стянуты внутри многочисленными окостеневшими сухожилиями и, по-видимому, являлись довольно жесткими: они не могли функционировать, подобно хвосту крокодила, как это представлялось ранее. Передние конечности с копытами (и плотно расположенными пальцами, а не широкой плоской кистью) также предполагают полностью сухопутный образ жизни, и зубы их были хорошо приспособлены к жестким наземным растениям – эту идею позже подтвердили находки гадрозавров с сосновыми иглами в желудках. Гадрозавры могли плавать (это могут почти все животные), но идея, что они проводили свои дни нежась в озерах или спасались от тираннозавров в воде, где преследователи были не в силах их догнать, не соответствует действительности.

Цератопсы

Зачастую известные как рогатые динозавры, многие из этих животных – хотя, разумеется, не все – имели на мордах большие рога. Большинству людей знакомы такие животные, как трицератопс и стиракозавр, являвшиеся крупными четвероногими с массивной головой, на которой росли направленные вперед рога на носу или над глазами, и объемным воротником, отходящим от задней части черепа и расширяющимся над шеей. Древнейшие цератопсы, однако, были весьма небольшими и, возможно, даже двуногими и, несомненно, не имели рогов и воротников. Эти развившиеся позднее черты получились чрезвычайно изменчивыми и разнообразными по форме, размерам и количеству: шипы, рога, шишки и прочие костяные выросты. Основными местами для них были нос, надглазные бугорки, нижние части щек и края воротника. По крайней мере некоторые из этих животных сражались друг с другом, используя это свое вооружение{58}, и они, несомненно, могли отбиваться – или как минимум отгонять потенциальных хищников и конкурентов, – но выросты на морде использовались в основном для социальных сигналов и сексуальных демонстраций. Несмотря на разнообразие подобных черт, довольно мало какие из них в действительности подходили для сражений с другими представителями своего же вида, в особенности воротники, которые оказались слишком тонкими, чтобы служить каким-либо щитом или броней, как утверждалось, и недостаточно объемными для функционирования в качестве эффективных излучателей тепла, как предполагалось некогда. Несколько видов цератопсов известны по событиям массовой гибели иногда с участием десятков животных, и это показывает, что многие из них, возможно, жили стадами, особенно молодняк, но по крайней мере взрослый трицератопс вполне мог быть одиночным животным.

Самые древние цератопсы появились в среднеюрском периоде в Азии, но в средне– и позднемеловом они стали наиболее распространенной кладой на северных континентах, и по численности их превосходили только гадрозавры. Все цератопсы были травоядными и обладали заостренным клювом на конце морды и рядами зубов позади него, которые могли справиться с большинством растений, хотя общее строение животных, по-видимому, ограничивало их меню травой или низкими ветками. Найдено некоторое количество хороших отпечатков кожи и фрагментов окаменевшей кожи цератопсов, которые показывают, что в основном они были покрыты небольшими похожими на гальку чешуйками, среди которых иногда встречались более крупные. Еще больше интригует, что у экземпляра небольшого раннемелового пситтакозавра имелись ряды длинных нитевидных перьев, торчащих из спины и идущих вдоль всего хвоста. Данные ворсинки мало изучены, но по форме похожи на обнаруженные у гетеродонтозавра тяньюйлуна, а это предполагает, что, возможно, у большего количества видов птицетазовых динозавров имелись какие-либо протоперьеобразные структуры. Вопрос, были ли они связаны с перьями прямо или имели независимое эволюционное происхождение, до сих пор является предметом дебатов. Другие цератопсы могли иметь нечто подобное, и иногда исследователи даже рискуют высказывать гипотезу, что на самых крупных чешуях вдоль спины некоторых позднейших цератопсов, возможно, росли большие твердые «волосы», придавая животным несколько колючий вид.

Пахицефалозавры

Эти динозавры были в основном некрупными двуногими животными, но при этом их ближайшими родственниками являлись цератопсы. Сравнение такого животного, как пахицефалозавр с трицератопсом может показаться абсурдным, но древнейшие цератопсы как минимум иногда ходили на двух ногах и не имели рогов и воротников, которые развились у их потомков; черта, объединяющая эти две клады, – возникновение костяного выроста на задней стороне черепа. В случае цератопсов он стал знаменитым огромным воротником, но у пахицефалозавров развился в массивное костяное полушарие на макушке головы, часто усеянное по краю шипами и шишками или выдающееся назад. О функции этого купола споры велись очень долго, но в основном исследователи соглашаются, что он использовался как некая форма тарана, хотя неясно, применялся он в первую очередь против других представителей собственного вида или чтобы отбиваться от хищников. Однако понятно, что он должен был значительно усиливать удар, при этом наиболее крупные животные имели вполне солидные размеры и, вероятно, были достаточно быстроноги, так что их основной стратегией взаимодействия с хищником вполне могло являться бегство, хотя вряд ли их можно назвать такими уж беззащитными.

В целом мы очень мало знаем об этой кладе динозавров: для нее нет полных скелетов[16] – и находим мы в основном прочные костяные купола. Это предполагает, что животные были редкими и/или в основном обитали на территориях с низким потенциалом фоссилизации: возможно, они только случайно забредали в районы водоемов, где их останки могли сохраниться, но некоторые экземпляры обнаружены в слоях, в которых находили и тираннозавров. Рты у пахицефалозавров были маленькие, что подразумевает избирательность в питании, однако глаза большие, и по всей вероятности, эти животные имели хорошее зрение.

Завроподы

Завроподы – одна из важнейших клад динозавров и для них известно больше сотни видов, так что в некотором смысле такое разнообразие трудно обобщать. Однако в основном эти животные были крупными: даже самые маленькие карликовые виды весили около тонны, очень многие – более 10 т и по крайней мере пара десятков видов достигали 30–50 т, а некоторые, возможно, и больше. Относительно знакомые животные, такие как диплодок, апатозавр, бронтозавр и брахиозавр, создают вполне удовлетворительный образ завроподов в целом. Они были четвероногими, с широкой грудной клеткой, четырьмя длинными столбообразными конечностями, зачастую с длинным хвостом и особенно длинной шеей, а также с удивительно маленькой головой с небольшим количеством зубов на самом конце морды. Изображения на рис. 16 дают представление о размере этих животных, некоторые (зачастую даже измеренные по неполным останкам) поистине колоссальны, отчасти потому, что завроподы, как и тероподы, имели пневматические кости и при огромном объеме тела обладали не такой уж большой массой: в некоторых из их костей объем, занимаемый воздухом, превышал объем самой кости{59}. У юрского мамэньсизавра из Китая шея доходила до ошеломляющих 13 м, в то время как еще более крупные завроподы могли иметь не настолько длинную шею, при этом достигать в длину 30 м и даже больше. Шея – наиболее примечательная особенность завроподов, ей посвящено огромное количество исследований.

Мнения по поводу того, для чего именно использовалась шея и как она могла функционировать, с годами изменялись, но к настоящему моменту достигнут некий консенсус в том, что ее основной ролью была помощь в добывании пищи. Длинная шея помогала животному дотягиваться до высоких ветвей деревьев и срывать пищу, расположенную высоко, а также могла быть полезной, чтобы тянуться далеко вперед. Даже один шаг требует довольно значительного усилия от животного, весящего, скажем, 20 т, но если у животного длинная шея, то голова может двигаться по широкому кругу как вправо, так и влево, охватывая большое пространство. Прекрасную аналогию представляют собой гуси, которые щиплют траву, медленно продвигаясь вперед: понаблюдайте за тем, как они пасутся, и вы увидите, что голова перемещается из стороны в сторону и захватывает по мере продвижения весьма солидную территорию.

Для чего завроподы не использовали шею – так это для того, чтобы держать голову над водой: завроподы могли плавать, но не являлись водными животными, погруженными по шею в озеро или болото (они бы всплывали, а не ходили по дну). Их черепа были небольшими и довольно легкими и обычно имели немного зубов, зачастую напоминающих колышки и пригодных для общипывания и обдирания растительности. Даже при этом их стратегия питания, вероятно, предполагала заглатывание больших масс пищи в расчете на огромный размер тела и длинный пищеварительный тракт для извлечения необходимой энергии. Разумеется, завроподы (а также некоторые из крупнейших птицетазовых динозавров) могли получать от своего размера довольно значительную выгоду: скорее всего, он делал их очень эффективными метаболизаторами и они были способны усваивать из своей пищи больше энергии, чем животные меньшего размера или относительно крупные млекопитающие вроде современных слонов. Шеи были не единственной их любопытной чертой, по крайней мере у некоторых видов, демонстрировавших адаптации, будто бы «украденные» у представителей других эволюционных линий. Некоторые из форм, живших в меловом периоде, были фактически бронированными, словно далекие родственники анкилозавров и стегозавров: их кожу усеивали маленькие костные кусочки, а на плечах росли шипы. Как минимум два разных завропода также независимо развили анкилозавроподобные хвостовые булавы с массивными участками сросшихся костей на конце, хотя и без повышающей жесткость рукояти.

Основной стратегией защиты для этих животных был, вероятно, сам их размер. В целом они были медлительными и уж точно не проворными и не бронированными обычным образом, но животное, весящее порядка 10–20 т, будет представлять опасность даже для очень крупных хищников. Завроподы появились в триасе, но достигли истинного расцвета лишь в юрском периоде, когда огромное количество разнообразных завроподов населяло множество экосистем. В знаменитой формации Моррисон в США обнаружилось около 20 различных видов, и все были многотонными гигантами. Их разнообразие несколько снизилось в меловом периоде, особенно на северных континентах, где они из доминирующей клады травоядных превратились в одну из самых редких. Даже при этом завроподы дожили до конца мезозоя, и меловой период увидел животное, вероятно, являвшееся самым крупным из всех завроподов, – аргентинозавра. Поскольку тираннозавры в течение юрского периода были в основном небольшими и редкими, а завроподы стали редкими в меловой период, эти две эволюционные линии, скорее всего, взаимодействовали не слишком много, но все же, как мы увидим, завроподы попадали в меню тираннозавров, по крайней мере время от времени.

От птицетазовых динозавров и завроподов мы переходим к нескольким группам тероподов, жившим бок о бок с тираннозаврами и представлявшими собой заманчивую добычу. Хотя крупные тираннозавры, вероятно, были готовы и способны убивать и есть других хищников, те являются сравнительно редким элементом экосистем и не могут служить главным пищевым объектом. Меньшие по размеру дромеозавры, троодонтиды и овирапторозавры (и даже насекомоядные альваресзавры) могли иногда оказываться убитыми и съеденными, но существовали две главные клады тероподов, которые были и достаточно крупными, чтобы рассматривать их как подходящую добычу, и, что более важно, широко распространенными, поскольку являлись травоядными.

Орнитомимозавры

Название «орнитомимозавры» означает «ящеры, подражающие птицам», и, хотя мы сейчас знаем, что ряд других клад тероподов был ближе к птицам, чем орнитомимозавры, они, конечно, очень походили на птиц. Точнее, представители этой группы были сильно похожи на страусов, эму и прочих крупных нелетающих птиц. Они обладали длинными ногами и длинной гибкой шеей, на которой сидела относительно маленькая голова с большими глазами и клювом, при этом сохранялся типично динозавровый хвост. Процветавшие в меловом периоде на севере ископаемые орнитомимиды в больших количествах обнаруживаются в Северной Америке и Восточной Азии и представляют большое разнообразие. У ранних форм имелись зубы: у китайского шэньчжоузавра множество крошечных зубов, позволявших ему питаться растениями или очень маленькими животными вроде насекомых, а у причудливого пеликанимима из Испании – много длинных тонких зубов и горловой мешок, т. е. он, вероятно, являлся каким-либо фильтратором. Однако более поздние формы, по-видимому, стали травоядными с закругленным клювом, несколько похожим на утиный, и желудочными камнями (гастролитами), помогающими переваривать растительную пищу. Шеи этих животных были длинными и гибкими и предположительно позволяли дотягиваться до земли. Вероятно, они и двигались, и кормились практически как страусы, подбирая отдельные небольшие пищевые объекты. Неясно, какую функцию у этой клады выполняли руки: они оставались довольно длинными по сравнению с руками ранних тероподов, однако когти не особенно изогнутые и острые, а длинная шея позволяла, по-видимому, тянуться вниз или вверх, собирая пищу так же хорошо, если не лучше, как страусы.

Специфической чертой этих животных являлись ноги: орнитомимозавры, одни из самых быстроногих динозавров, вероятно, были способны обогнать почти любое существо, жившее в то время. Как и тираннозавры, они обладали стабилизирующей арктометатарзальной стопой, а общие пропорции ног – короткая бедренная кость и длинные большеберцовая и плюсневые – должны были делать этих животных очень быстрыми. Эти черты в сочетании с небольшим туловищем и легким телосложением, по-видимому, превращали их в превосходных бегунов. Оценки максимальной скорости значительно различаются, учитывая неизбежную неточность, но кажется вполне оправданным предположить, что они могли развивать скорость до 60 км/ч, а в рывке, возможно, даже больше. Естественно, наиболее вероятной стратегией защиты от хищников для них являлось простое бегство, хотя то, что большие глаза должны были обеспечивать орнитомимозаврам хорошее зрение, и возможный стадный образ жизни (обнаружена как минимум одна большая группа почти взрослых особей) тоже могли помогать спасаться от нападений хищников (преимущества жизни в группе рассматриваются ниже).

Большинство орнитомимозавров были примерно одинакового размера: около 2 м высотой в стоячем положении, но недавние находки в Монголии привели в итоге к подтверждению гипотезы, что странный малоизвестный дейнохейр являлся на самом деле поистине огромным орнитомимозавром с несколько горбатой, как у спинозавра, спиной{60}. До недавних пор считалось, что у этой группы имелись перья, поскольку были известны и более ранние, и более поздние пернатые тероподы, но оперенные экземпляры не были описаны до 2013 г. К всеобщему удивлению, они происходили из чрезвычайно продуктивных отложений канадской Альберты; считалось, что здесь фоссилизация перьев была невозможна, однако, судя по этим находкам, в других породах также может обнаружиться множество подобных экземпляров. Как и для одного из овирапторозавров, найденные перья показали, что у детенышей и взрослых особей оперение различалось, как у птиц в наши дни, и эта черта, по всей вероятности, была общей для оперенных тероподов.

Теризинозавры

Теризинозавры – одна из самых необычных клад тероподов – отличались и причудливой анатомией, и интересной историей. Первый найденный материал происходит из Монголии и первоначально был принят за какого-то гигантского представителя черепах (группа, включающая морских, сухопутных и пресноводных черепах) или как минимум похожее животное. Хотя в истории палеонтологии было множество ошибочных идентификаций, эта стоит особняком как пример абсолютной ошибки. Как же это произошло? Во-первых, материал представлял собой лишь часть передней конечности, и самой примечательной чертой оказался колоссальный размер когтевых фаланг: крупнейшие были длиннее 50 см. Большие когти при плоской кисти являются своего рода характерным признаком черепах, так что этот странный вывод на самом деле не так уж удивителен, как кажется на первый взгляд. Название, присвоенное в итоге этому животному, отдает должное той истории: Therizinosaurus cheloniformis – теризинозавр черепахообразный, где первое слово означает «ящер-косарь» – весьма эффектный образ. Остальная часть животного, как обнаружилось при последующих находках, тоже была довольно необычной и чаще всего сравнивалась с древними гигантскими ленивцами.

Теризинозавры были массивными и плотно сбитыми животными с довольно короткими ногами и весьма коротким по динозавровым стандартам хвостом. Таз выглядел особенно толстым и прочным, что подразумевает тяжеловесное животное, однако шея была длинная, а голова – маленькая. Как и у орнитомимозавров, на переднем конце челюстей имелся клюв, но у всех теризинозавров в пасти сохранялось множество мелких листовидных зубов. Выдающейся их особенностью были передние конечности, однако кисть теризинозавра, по-видимому, уникальна, и притом что в когтевых фалангах рук теризинозавров существуют большие различия{61}, ни у кого нет таких гигантских когтей. Как ни странно, эти когти очень тонкие, и невозможно не предположить, что они были чуть ли не хрупкими или как минимум легко повреждались и ломались при больших нагрузках, и хотя могли служить эффектной демонстрацией, но, вероятнее всего, не представляли особенной угрозы для крупных хищников. Следовательно, идея, что они помогали отбиваться от хищных тероподов, кажется далекой от истины; обычно приводится аналогия с гигантскими муравьедами, которые вставали на задние лапы и угрожающе размахивали когтями, но у муравьедов значительно более мощные передние лапы и очень прочные и толстые когти (используемые для разрывания бетоноподобных стен термитников). Другое предположение по использованию таких когтей – обрывание листьев с деревьев, но вопрос, насколько широко были распространены деревья в монгольских пустынях, а также тот факт, что длинная шея уже должна была позволять этим животным дотягиваться до ветвей деревьев, оставляют их функцию непонятной. Эти животные представляют собой еще одну группу пернатых тероподов, однако у входящего в нее китайского бэйпяозавра есть некая удивительная особенность. У этого животного в придачу ко множеству длинных ворсинок вдоль спины и особенно шеи шли густые перья, судя по виду жесткие и весьма похожие на шипы. Они могли функционировать как некая защитная структура, отпугивавшая потенциальных нападающих.

Помимо всевозможных видов динозавров, мезозой отличался и огромным разнообразием других животных. Обычно мы считаем, что в современных наземных экосистемах доминируют млекопитающие (и до определенной степени так оно и есть), но при этом из виду упускаются птицы, змеи, насекомые, крокодилы и другие животные. Крупные тираннозавры наверняка предпочитали в качестве добычи других динозавров, поскольку охотились бы за животными, соответствующими им по размерам, и это по большей части вычеркивало бы из их меню всех, кроме других динозавров, но даже самый большой тираннозавр когда-то был детенышем, а маленькие тираннозавры не могли бы одолеть ни молодых, ни старых представителей многих видов динозавров, рядом с которыми обитали. В мезозое существовало множество разнообразных животных, которых сегодня мы посчитали бы обычными элементами экосистемы, и в течение жизни тираннозавр должен был пользоваться практически любой доступной пищей; мясо у всех одинаково, любое животное может сгодиться хищнику.

Как и в наши дни, в ту пору существовали ящерицы, змеи, сухопутные и пресноводные черепахи, лягушки и саламандры, птицы, рыбы и всевозможные беспозвоночные, такие как насекомые, многоножки и улитки, которые могли иногда становиться пищей тираннозавров, особенно детенышей или представителей более мелких видов. К примеру, в первый год жизни современные крокодилы едят практически только насекомых, головастиков и рыбью молодь, и проходит довольно много времени, прежде чем они смогут переключиться на крупную рыбу, не говоря о таких больших животных, как антилопа. Млекопитающие в тот исторический период были очень мелкими, похожими на крыс или поссумов и, вероятно, ночными, но не менее разнообразными. Среди них существовали планирующие животные и полуводные пловцы, а например, репеномам, живший в одно время и на одной территории с дилуном, был хищником, размером и формой напоминавшим барсука, и один экземпляр его был найден в Китае с останками маленького динозавра в желудке{62}. Можно предположить, что хищник и жертва здесь менялись ролями в зависимости от того, кто был детенышем, а кто – взрослым.

Еще один вариант пищевого животного для тираннозавров – птерозавры. Вероятно, широко распространенные во многих экосистемах, эти летуны должны были быть трудной добычей, тем не менее мы знаем по крайней мере одного, съеденного спинозавром, кроме того, была описана кость птерозавра[17], найденная внутри экземпляра велоцираптора, так что удачливый или ловкий хищник мог поймать птерозавра. Если продолжать разговор о рептилиях, в то время наверняка было множество крокодилов не только гигантских, описанных выше, но и мелких форм, и, кстати, многие были сухопутными, а некоторые, вероятно, даже травоядными. Также имелись такие рептилии, как хампсозавры (с виду весьма напоминающие маленьких крокодилов с очень длинной мордой), и очень много других групп рептилий, которые в настоящее время уже не существуют, но могли быть потенциальными жертвами тираннозавров.

Остаться в живых

Ключ к выживанию для любого животного – не дать хищнику себя съесть. В дикой природе очень малому числу животных удается умереть от старости, и любое животное, страдающее от серьезной болезни или травмы либо зараженное паразитами, скорее всего, попадет кому-то на обед, поскольку будет слишком слабым или несообразительным, чтобы избежать такой смерти. Однако, как упоминалось выше, жизнь травоядного тяжела, и травоядные животные обычно или имеют очень разнообразную диету, поедая все и вся им доступное (например, коровы весьма неразборчивы в еде), или разборчивы и выбирают только лучшую пищу, заменяя количество качеством (довольно щепетильны в этом отношении жирафы). Однако же в любом случае поиски пищи и питание занимают у них очень много времени; а пока травоядное животное смотрит вниз и ищет еду на земле, в густом кустарнике или высоко на дереве, ему трудно следить еще и за тем, чтобы самому не стать чей-то пищей. Поэтому очень важно постоянно быть настороже, вот почему кормящиеся животные регулярно прекращают это занятие и поднимают голову, оглядываясь в поисках каких-либо потенциальных угроз. Хотя добыть пищу для нехищного животного очень важно и оно не может себе позволить бесконечно упускать возможность покормиться, всего одна ошибка может означать для него конец жизни.

Зрение часто является ключевым фактором в отслеживании опасностей, и у динозавров в целом было хорошее зрение; многие виды, такие как орнитомимозавры, отличались большими глазами. Однако обоняние и слух тоже должны позволять замечать опасность, а эти чувства могут давать более широкий охват пространства, чем визуальное обнаружение хищников. Наши представления об этих чувствах труднее поддаются расчетам: размер глазницы довольно хорошо коррелирует с размером глаза и, кстати, с остротой зрения, о важности запахов для животного мы можем судить по форме их мозга, а о диапазоне слуха – по структуре внутреннего уха, но без особенных подробностей. Животное могло в целом иметь не слишком острый нюх, но если он был тонко настроен на запах тираннозавра, то становился чрезвычайно полезным.

Одним из важнейших аспектов бдительности и защиты является сотрудничество: и с другими видами, и особенно с представителями собственного вида. Растений обычно довольно много, так что травоядные могут не подвергаться такой уж большой конкуренции от непосредственных соседей, и, возможно, потери в пище более чем компенсируются улучшением способности защититься от нападения. Очевидно, что животные одного и того же вида будут иметь одинаковые привычки и хотеть делать одно и то же одновременно и уже поэтому собираться вместе. Хотя это необязательно означает, что они социальны, но бытование частью группы всегда дает ряд преимуществ. Во-первых, проявляется эффект рассеяния внимания: если хищник натыкается на потенциальную одинокую жертву, она становится единственной целью нападения. Однако группа может состоять из десятков животных, и велики шансы, что нападающий выберет другую жертву – возможно, больную или иным образом уязвимую особь. Большая численность может оказывать влияние, уменьшая воздействие хищников, и, разумеется, толпа защитников в состоянии выступить против хищника единым фронтом. Одна овца вряд ли сможет много сделать, встретившись с волком, но группа, готовая и способная дать отпор, причем с разных сторон, представляет собой значительно более серьезную и потенциально опасную для хищника ситуацию.

Однако еще более важно, что там, где собирается много животных, значительно сокращается время, необходимое на высматривание хищников. Требуется меньше времени на то, чтобы оглядываться по сторонам, и намного больше вероятность того, что кто-то из группы заметит опасность. Это оправданно с точки зрения логики, и полевые исследования показывают, что там, где хищники встречаются чаще, больше животных склонны образовывать группы, а численность существующих групп увеличивается. Таким образом, собираться вместе – важный аспект поведения животных, на которых охотятся, и нет ничего удивительного, что многие виды, служившие пищей тираннозаврам, вероятно, проводили вместе много времени, особенно когда еды было в достатке.

Быть частью группы особенно важно для молодых животных, которые по сравнению со взрослыми страдают от огромного количества сложностей, связанных с поиском пищи. Во-первых, они растут, и потому им требуется больше еды, чем взрослым, отчего время кормления увеличивается. И самое главное, они обычно плохие добытчики: будучи юными и неопытными, они зачастую плохо находят пищу, а более крупные взрослые способны не пускать их в лучшие места для кормления, что заставляет молодняк ограничиваться менее качественной пищей, которой приходится съедать больше, чтобы удовлетворить свои потребности в питательных веществах. Все это влечет за собой увеличение времени кормления или поиска пищи, а также, возможно, поиски в более опасных местах; поэтому молодняк значительно более уязвим для хищников, чем взрослые особи. Кроме того, они плохо разбираются в хищниках (могут не узнать хищников, с которыми не встречались прежде, или не среагировать на сигналы других животных) и потому становятся чрезвычайно уязвимыми. Пожалуй, не стоит удивляться весьма убедительным подтверждениям того, что молодые динозавры не только сбивались в стада, но и что такое поведение могло иметь место даже у тех видов, где взрослые особи являются преимущественно одиночными животными.

Заметить хищника – только первый шаг выживания, от хищников нужно еще и уклониться. Естественно, кормление в удачных местах (подальше от классических позиций для засады, таких как густые заросли среди деревьев, или под ветром относительно такого убежища, чтобы буквально унюхать опасность) в первую очередь помогает не стать мишенью хищника, но во множестве случаев на животное будут нападать активно. Подавляющее большинство предполагаемых жертв первым делом побегут; среди современных видов даже те, кто способен дать отпор или хорошо экипирован для отпугивания хищников, обычно сначала убегают. Разумеется, многие динозавры были к этому прекрасно приспособлены, даже с учетом скорости бега тираннозавров, так что орнитомимозавры, гадрозавры и гетеродонтозавры, несомненно, побежали бы, а птерозавры бы взлетели, чтобы уклониться от хищника. По меньшей мере один экземпляр трицератопса, по-видимому, сразился с тираннозавром лицом к лицу, и отпечатки зубов остались на роге цератопса{63}. Однако это вряд ли являлось обычной защитной стратегией для цератопсов: во-первых, многие были слишком малы, чтобы ею пользоваться, и не имели таких больших направленных вперед рогов, как у трицератопса. Кроме того, хищник обычно не хочет встречаться лицом к лицу со столь вооруженным противником, так что подобные примеры, скорее, исключение, а не правило. Ни один хищник не прожил бы долго, если бы его главной стратегией добывания обеда было сражение с прекрасно защищенным животным в надежде победить в драматической битве, как показывают в кино; старые, больные и юные животные – классическая добыча. А вот как ее поймать – совсем другой вопрос.

Глава 14 Конкуренты

Разнообразные тираннозавры никогда не были единственными хищниками в своих экосистемах и в течение большей части своей истории на Земле также не являлись самыми крупными. В конце мелового периода в Северной Америке и Восточной Азии тираннозавры стали доминирующими хищниками, но у них было множество конкурентов из числа других тероподов и, разумеется, других рептилий, живших в мезозойскую эру. Данные о любых прямых взаимодействиях между тираннозаврами и этими животными (таких как сражения или совместное поедание трупа) отсутствуют, но в какие-то моменты подобные контакты, несомненно, происходили. Также должно было существовать непрямое давление, воздействовавшее и на тираннозавров, и на конкурирующие виды; хищники не живут в эволюционной и экологической изоляции, и каждый занимаемый представителем какого-либо вида участок земли, и даже каждое пойманное им животное будут влиять на другие виды.

Редкость хищников в наземных экосистемах в итоге определяется базовой энергетикой систем. Растения даже в самом лучшем случае могут усваивать всего лишь около 2 % энергии, поступающей от солнца. Из усвоенной энергии некоторая часть может быть использована растениями для роста и производства следующего поколения, а бо́льшая часть пойдет на поддержание их собственной жизни посредством основных биологических процессов. В лучшем случае около 10 % энергии перейдет к травоядным, которые съедят эти растения, и те же 10 % перейдут к хищникам, съевшим этих травоядных. Тираннозавр в действительности оказывается в такой ситуации, что ему приходится ловить только крупную добычу с некоторой регулярностью (как ни увлекательно фантазировать об иных возможностях, ни один взрослый тираннозавр не в состоянии выжить на диете из жуков или мышей). Многие мелкие травоядные, такие как насекомые, также получают энергию из доступной растительной массы, так что нетрудно понять, почему в меловом периоде на каждую пару километров не могло приходиться по многотонному тираннозавру.

Если динозавры, в особенности крупнейшие формы, либо сохраняли тепло, эксплуатируя свои размеры (вместо того, чтобы напрямую сжигать калории, как это делают млекопитающие), либо попросту оставались эктотермами, то за их счет могло существовать и больше хищных динозавров. Если животные не используют значительную часть поглощенной ими энергии на поддержание собственной жизнедеятельности, тогда на то же количество растительной массы может приходиться большее число травоядных, а значит, и больше хищников. Практически невозможно подсчитать такие соотношения по тому, что сохранилось в ископаемых останках, но тем не менее при любых раскладах хищники должны были быть сравнительно редким компонентом фауны.

Даже при том, что хищники в норме могут встречаться относительно редко, обычно в любой экосистеме одновременно присутствует несколько крупных хищников. Если мы посмотрим на нынешнюю ситуацию, то обычно увидим какую-либо комбинацию из псовых, кошачьих, медвежьих и/или гиеновых почти в каждой наземной экосистеме (кроме Австралии и Антарктиды – по совершенно разным причинам). Хотя эти сочетания отличаются в разных местах, в большей части Африки можно легко увидеть львов, одну или двух гиен, гепардов, леопардов и гиеновидных собак, в большей части Азии – леопардов, тигров и медведей (в отдельных областях Индии – львов и гиен, а также серых и красных волков) и на большей части Америки – медведей и пум с волками на севере и ягуарами на юге. Хотя они несколько различаются по размерам, типам добычи и поведению, но тем не менее являются крупными хищниками, и если опуститься на ступеньку ниже, разница будет велика (животные вроде разнообразных шакалов, рысей и барсуков обычно вдвое меньше крупных хищников).

Часто говорят о «высших хищниках» или «суперхищниках» в данной экосистеме, но термин неправомерен, когда речь идет о животных вроде львов или, если уж на то пошло, тираннозавров. В экологии высшими хищниками обычно называют самых крупных хищников в экосистеме (или, более формально, занимающих высший трофический уровень), но в конкретных случаях этот термин применяется, чтобы отличить таких животных от других хищников, которыми они питаются. Например, большие акулы – суперхищники, поскольку питаются в основном другими хищниками (крупной рыбой и морскими львами, которые едят более мелкую рыбу, кальмаров, крабов и т. п.). Следовательно, в данном контексте термин «суперхищник» для льва применен некорректно. Хотя они и в самом деле убивают и поедают других хищников, основу их рациона составляют травоядные, и львы являются в своей экосистеме не более высшими хищниками, чем шакалы или даже мангусты: они занимают тот же трофический уровень. При этом данные животные могут конкурировать или не конкурировать друг с другом, и отношения между ними в пищевой сети становятся довольно сложными.

Конкуренция между животными может быть прямой и непрямой. При прямой конкуренции два разных вида животных (особей или групп) конфликтуют из-за конкретных пищевых животных или ресурсов. Например, горгозавр и альбертозавр могут сражаться из-за трупа гадрозавра, либо оба могут попытаться пить из одного источника, либо использовать одно и то же место для гнездовья. Победит только один из них, а второй в результате пострадает. Также животные могут конкурировать непрямо, т. е. вообще не вступая в контакт друг с другом. Одно может охотиться только ночью, а другое только днем, но каждое животное, съеденное горгозавром, исчезнет из числа доступных для альбертозавра жертв.

Такие экологические взаимодействия обычны и широко распространены и могут вызывать большие сложности в экосистеме. Появление нового хищника может спровоцировать крушение стабильности системы, отчего одни виды чрезвычайно выиграют, а другие в итоге вымрут. К примеру, из-за реинтродукции волков в Йеллоустонский национальный парк в США сократилась численность койотов, а медведей и таких мелких хищников, как лисы, стало больше. Численность оленей резко упала (хотя количество доступных оленьих трупов выросло), их поведение также изменилось в результате столкновений с реинтродуцированным хищником. Однако реинтродукция принесла пользу другим травоядным; бизоны, бобры и мелкие птицы размножились и таким образом обеспечили пропитание другим хищникам. Эффекты таких изменений в экосистемах могут быть очень масштабными, продолжительными и иногда труднопредсказуемыми, и потому необходимо знать, какие виды присутствуют на данной территории и как они могут взаимодействовать, чтобы представлять подобные последствия. Разумеется, очень сложно понять, как взаимодействовали динозавры, нам обычно достаются отдельные статичные «картинки», относящиеся к какому-то времени, и редко встречаются свидетельства контактов между хищниками и их жертвами, не говоря уже о взаимодействии хищников друг с другом. Однако обычно даже небольшое количество хищников в любой экосистеме наверняка конкурирует на каком-либо уровне.

Постоянно меняющиеся и эволюционирующие виды

Различные линии тираннозавров в течение мезозойской эры перемещались с континента на континент и трансформировались, и то же самое делали их конкуренты. Таким образом, в то время как в природных обстановках стоксозавра и дилуна обитало довольно большое количество нетираннозавровых конкурентов (или животных, которых можно было опасаться), тираннозавр, по всей видимости, был практически одинок. Произошел естественный переход: прежде чем появились тираннозавриды, среди крупнейших хищников в их экосистемах не было никаких тираннозавров, но в позднейшие периоды верхнего мела они входили в число крупнейших тероподов везде, где наличествовали.

Конкурирующие линии хищных динозавров значительно различались по анатомическим приспособлениям, и каждая специализировалась в соответствии с тем способом, которым охотилась на добычу. Например, спинозавры обладали черепами, похожими на крокодильи, и известно, что они ели рыбу и других динозавров; у кархародонтозавров головы были значительно уже, а зубы тоньше и острее, чем у тираннозавров; аждархиды же не имели зубов и значительно отличались от остальных этих групп тем, что могли летать, будучи крупными птерозаврами, а не тероподами.

Цератозавры, мегалозавры и аллозавры

Хотя каждая из этих групп представляет собой отдельную ветвь хищных тероподов, удобно рассмотреть их вместе, поскольку по строению тела они похожи и, кстати говоря, в качестве хищников действовали, вероятно, сходным образом. Мегалозавры были в целом самыми некрупными из этих клад, аллозавры просуществовали дольше других и породили большее разнообразие видов, в том числе и некоторых гигантов, а цератозавры были древней кладой тероподов, которая впоследствии произвела причудливых абелизавров. У всех них были довольно длинные руки и относительно узкие черепа с тонкими острыми зубами, так что они во многих отношениях представляли собой архетипичных тероподов, представленных такими животными, как мегалозавр, аллозавр и цератозавр.

Учитывая размер передних конечностей, эти животные, по-видимому, пользовались ими для ловли добычи, и, хотя их зубы позволяли совершать мощные укусы, черепа были значительно менее прочными, чем у тираннозавридов, а зубы – тоньше и многочисленнее, что предполагает скорее рассекающий, а не дробящий укус. Аллозавр, к примеру, мог пользоваться головой как пилозубым топором, вгрызаясь в жертву и вырывая куски мяса или оставляя большие кровоточащие раны{64}. Мегалозавр, цератозавр и самые древние аллозавры могли встречаться с некоторыми из ранних тираннозавроидов, а поздние аллозавры, такие как сам аллозавр, и большой украшенный гребнем цератозавр совпадали по времени и территории с такими животными, как стоксозавр (по крайней мере в Северной Америке). Позднейшая группа аллозавров – кархародонтозавры – известна по позднемеловым отложениям Южной Америки и, таким образом, не встретилась с тираннозавринами и альбертозавринами (к печали любителей сценариев в духе «кто кого»). Однако в раннемеловом периоде они обитали одновременно с тираннозаврами в Азии и Америке, и, хотя мы еще не обнаружили местонахождения, где бы явно присутствовали и те и другие, есть отложения, близкие по времени и содержащие останки одних или других.

Что интересно, в действительности картина выглядит так, будто у кархародонтозавров и тираннозавров произошла «смена составов», и первая клада произвела более крупные и многочисленные ископаемые останки в раннем мелу и первой части позднего, а возникшие позже тираннозавры заняли их место, и кархародонтозавры исчезли. Неясно, что могло способствовать такой смене, но, возможно, изменения окружающей среды благоприятствовали тираннозаврам, а кархародонтозавры не могли адаптироваться или не поспевали за ними, а может быть, тираннозавры в чем-то превосходили соперников, тем не менее этот процесс занял много миллионов лет. Я лично подозреваю, что виновен тут был переворот в фауне того времени, потому что в этот момент начали развиваться цератопсы и анкилозавры, и гадрозавры также эволюционировали, производя новые виды. Изменения в пищевых видах должны были оказывать серьезнейшее влияние на основных хищников, питающихся ими, и легко представить, что какой-то аспект поведения или биологии групп потенциальных жертв давал тираннозаврам преимущество перед кархародонтозаврами. Следует помнить, что в тот момент гигантские головы и зубы продвинутых тираннозавринов и альбертозавринов еще не развились, а значит, эти две клады были намного более похожи друг на друга, чем последующие их формы, что заставляет предположить более тонкие различия в подходах к добыванию пищи.

Спинозавры

Представители этой клады, вероятно, являются самыми интересными и необычными из всех тероподов, поскольку во многих отношениях отличаются от любой другой родственной клады. Они были редкими, и хотя лучший палеонтологический материал происходит из Северной Африки и Бразилии, превосходный скелет барионикса (рис. 15) был найден в Британии, и есть данные, что эти животные обитали также в Восточной Африке, Таиланде и Центральном Китае. Почти все останки относятся к меловому периоду, но спинозавриды, учитывая их эволюционную историю, должны были возникнуть еще в поздне– или даже среднеюрском периоде, хотя ископаемые данные, подтверждающие это, отсутствуют, возможно, потому что спинозавры были редкими видами в большинстве экосистем.

Название этой группы идет от спинозавра, очень интересного и поистине гигантского теропода, найденного в Египте и Марокко, который, как предполагает его наименование, обладал проходящим вдоль всей спины огромным «парусом» из удлиненных отростков позвонков, достигавших 2 м в высоту. Другие спинозавры не были так богато украшены, хотя, возможно, имели нечто вроде большого гребня вдоль хребта. Отсутствие полных скелетов для данной группы делает приблизительную оценку размеров этих животных трудной и дискуссионной задачей; тем не менее некоторые расчеты для спинозавров приводят к колоссальной цифре 17 м{65}, и хотя это, вероятно, некоторое завышение, но все же подобные значения вполне возможны. При таких размерах этот род превосходил бы даже тираннозавра, по крайней мере в плане общей длины, однако же оценка массы предполагает в целом более легкое животное; крупные тираннозавры были очень мощными и плотно сложенными. Помимо гигантского паруса спинозавры выделяются тем, что имели весьма сильные передние конечности с особенно большими когтями. У них не произошло характерной для многих крупных тероподов редукции рук, хотя как именно спинозавры ими пользовались, остается неясным.

По-настоящему выдающимся анатомическим элементом спинозавров был череп. На первый взгляд черепа спинозавров кажутся похожими на черепа современных крокодилов: они длинные и низкие, с достаточно неровным краем челюсти, из которого растут зубы, конец челюсти расширен, и наличествует явственный зазор там, где предчелюстная кость встречается с верхнечелюстной. Внутри же есть очень необычный элемент: вторичное костное нёбо – так что, по сути, нёбо удвоено (еще одна черта, характерная для крокодилов), – а их зубы почти конические и значительно больше похожи на зубы крокодилов, чем на зубы других тероподов. В общем и целом это весьма выдающийся набор черт, и они все вместе указывают на крокодилоподобный метод ловли добычи. Зубы с круглым поперечным сечением должны были быть крепкими и устойчивыми к излому, а также годиться для прокусывания жертвы и удерживания ее, а вторичное нёбо обеспечивало превосходное сопротивление скручиванию челюсти. Коротко говоря, это животное выглядит прекрасно приспособленным к тому, чтобы хватать отбивающихся животных и при необходимости трясти их до смерти. Эти, в общем, крокодиловые адаптации предполагают вероятное наличие в меню спинозавров рыбы, и в самом деле для барионикса поедание рыбы – установленный факт; это наводит на мысль, что спинозавры могли быть более приспособлены к такой диете, чем другие тероподы. Однако крокодилы также нападают на сухопутных животных, и упомянутый выше экземпляр барионикса демонстрирует, что съел молодого представителя клады игуантодонтов. Возможно, спинозавров вполне устраивали условия, в которых мало какие другие тероподы были способны благополучно существовать, и поскольку они питались разнообразной добычей, то могли выживать там, где остальные с трудом находили себе достаточное пропитание. Если дело обстоит так, то спинозавры могли довольно редко встречаться с тираннозаврами, хотя и существовали в одно время на одних территориях.

Не только разнообразные линии тероподов произвели крупных конкурентов для всевозможных тираннозавров юрского и мелового периодов – существовали и другие динозавры, готовые следовать их примеру. Как в настоящее время крупные хищные птицы, такие как орлы и грифы, могут вырывать пищу (почти буквально) из пасти больших кошек и волков, так и в мезозойскую эру огромные птерозавры реяли в воздухе, выискивая добычу. Аналогично и в водоемах эры динозавров имелось достаточное количество водных и полуводных рептилий. В наши дни крокодилы довольно ограничены в численности и разнообразии форм, но в прошлом видов крокодилов было значительно больше – как тех, что жили почти исключительно на суше, так и морских, редко покидавших воду. Однако существовали и похожие по общему внешнему виду и поведению на крупнейших крокодилов, с которыми мы делим мир сегодня. Это были животные с массивным телом, которые хорошо плавали, но также выходили далеко на сушу и обитали как у морских побережий, так и у рек и озер и могли ловить крупную добычу.

Аждархиды

Аждархиды были крупнейшими птерозаврами, достигшими расцвета в позднемеловом периоде, где совпадали по времени и территориям с крупнейшими из тираннозавров по всему Северному полушарию. Некоторые обладали ошеломительным размахом крыльев 10 м и шире, что более чем втрое превышает размеры странствующего альбатроса (птицы с наибольшим размахом крыльев в настоящее время) и приближается скорее к небольшому самолету, чем к какому-либо летающему биологическому объекту наших дней. Птерозавров часто неверно считают летающими динозаврами или предками птиц, в то время как на самом деле они образуют собственную ветвь архозавров, пусть и близкую к динозаврам. Общественное сознание также полагает их плохими летунами, способными только планировать или парить, и неуклюжими на земле, больше похожими на нелепых гигантских летучих мышей, чем на кого-либо еще. Однако это полностью противоречит истине – в действительности аждархиды были превосходными аэронавтами, не только равными птицам, но, возможно, и превосходящими их на своих мембранных крыльях. Точно так же, как птицы, они неплохо ориентировались и на земле или, точнее, были столь же ловкими, какими могут быть невообразимо проворные и активные летучие мыши-вампиры: передвигались на четырех ногах, складывая крылья вдоль тела, ходя и даже бегая, как весьма странно выглядящие рептильные жирафы. При таком строении аждархиды, в отличие от птиц, могли пользоваться своими огромными полетными мышцами для взлета (птицы подпрыгивают, отталкиваясь ногами, а потом машут крыльями) и оказываться в воздухе за секунду, не нуждаясь в долгом разбеге, который требуется таким птицам, как кондоры и лебеди{66}.

Несмотря на гигантские размеры, они не были особенно тяжелыми: благодаря пневматическому скелету и другим адаптациям, даже самые большие из аждархид весили всего около 250 кг, что поистине невероятно для животного, которое могло напугать даже крупного тираннозаврина; в конце концов одна только голова (большей частью состоявшая из клюва) достигала порядка 3 м в длину. Прямых ископаемых данных о диете аждархид нет, но острые клювы показывают, что питались они мясом. Они были, возможно, лучше всех других клад птерозавров приспособлены к хождению по земле, и их останки обнаруживаются преимущественно в наземных обстановках, а не в морских, как останки большинства птерозавров[18]. Таким образом, лучшей аналогией для них будут африканские марабу и рогатые вороны: крупные птицы, которые большую часть времени проводят на земле, но охотятся на мелких млекопитающих и рептилий или поедают падаль.

Крокодилы

Несколько видов огромных крокодилов в разное время жили рядом с тираннозаврами, хотя самым очевидным их конкурентом должен был быть гигантский дейнозух. Это чудовище могло достигать размеров, значительно превосходящих даже самых крупных из современных крокодилов, по расчетам – до 10 м. Как и для многих динозавров, хороших скелетов этого животного найдено мало, и большую часть ископаемого материала составляют зубы и фрагменты костяной брони со спины.

Несмотря на разнообразие крокодилов в мезозое, дейнозух и его ближайшие родственники в действительности были очень похожи на современных крокодилов анатомией, а также поведением. На самом деле дейнозух относится к ветви, включающей современных аллигаторов, так что он был ближе к ним, чем современные крокодилы, включая настоящих крокодилов. Во многих отношениях дейнозухи, будучи полуводными, являлись гигантскими аллигаторами и могли питаться практически всеми животными воды и суши. В то время как их преимущественную диету, вполне вероятно, составляли рыбы и морские или пресноводные черепахи, эти крокодилы были более чем способны одолеть динозавра. И в самом деле, панцири морских черепах с отметинами зубов, приписываемыми дейнозухам, и даже кости гадрозавров с отпечатками укусов на них предполагают, что такие события происходили нередко. Нападая на крупных животных на суше, эти крокодилы, скорее всего, действовали как засадные хищники: бросались от края воды и старались утопить свою жертву. Найденный только в последней части позднемелового периода дейнозух обнаруживается от северной Мексики до Алабамы в США, так что должен был совпадать по времени и территории с некоторыми позднейшими тираннозаврами. Другие гигантские крокодилы известны из находок в Северной Африке и других регионах, но в этих областях тираннозавры, судя по всему, не водились.

Далее эта глава сосредотачивается на крупнейших тероподах и других архозавровых хищниках, которые могли выступать прямыми конкурентами тираннозавров во взрослом возрасте. Однако юные тираннозавры и меньшие по размеру животные, такие как процератозавриды, также должны были подвергаться конкуренции со стороны меньших тероподов и меньших птерозавров и крокодилов. Даже если, как предполагается, крупные тираннозаврины в действительности проявляли родительскую заботу на протяжении нескольких лет, в итоге все равно относительно небольшие независимые юные тираннозавры должны были бы добывать себе пищу самостоятельно и конкурировать с другими некрупными тероподами прямо или косвенно.

В частности, такой группой мелких хищников, питающихся разнообразной пищей, в том числе, возможно, и маленькими или юными тираннозаврами, были различные птицеподобные тероподы, являющиеся близкими родственниками птиц. Этих животных полностью покрывали перья, и в наши дни их легко можно было бы спутать издалека с большими птицами. В этой точке эволюционного дерева тероподов разница между птичьими и нептичьими динозаврами весьма размыта, и некоторые виды в разных кладистических исследованиях перепархивают из одной ветви в другую. Огромное количество черт, которые мы ассоциируем с современными птицами, можно увидеть и в этих группах, особенно у дромеозавров и троодонтид, наиболее близких к птицам. Как и тираннозавры, некоторые из этих животных стали предметом множества домыслов и фантазий. Восторженное тиражирование средствами массовой информации неподтвержденных гипотез и их проникновение в поп-культуру («Парк юрского периода» стал причиной множества заблуждений в том, что касается велоцираптора) подарили многим животным довольно неоправданную и одностороннюю репутацию.

Овирапторозавры

Пожалуй, самые интересные из некрупных тероподов, и в составе этой группы, несомненно, было некоторое количество травоядных видов, а также, вероятно, несколько всеядных и хищников. Это клада тероподов с самым любопытным названием, причем его происхождение и использование сопровождалось неким забавным поворотом. Название клады произошло от первого открытого ее представителя – овираптор переводится как «яичный вор» – и сложилось на основании довольно частого обнаружения останков данных динозавров рядом с гнездами, полными яиц, в пустынях Монголии. Однако теперь мы знаем, что эти животные не воровали яйца других динозавров, а заботились о собственных{67}. Они явно были усердными и самоотверженными родителями и погибали, защищая свои яйца от песчаной бури или похожего события. При этом меня бы чрезвычайно удивило, если бы какие-то из подобных животных не крали яйца при появлении такой возможности, т. е. название остается вполне подходящим.

Овирапторозавры были в основном беззубыми, а вместо зубов у них имелся глубокий клюв, похожий на клюв попугая, который мог одинаково хорошо служить и для раздирания жестких растений и семян, и для разрывания мелких динозавров и других жертв. В одном гнезде обнаружились останки ящерицы, возможно, не доеденной овирапторозаврами или принесенной в гнездо, чтобы накормить детенышей. Один гигантский монгольский овирапторозавр из позднемелового периода мог соперничать по величине с алиорамом. Диета его неизвестна, но, даже если он был травоядным, его опасались бы и тираннозавры.

Троодонтиды

Это еще одна группа животных с неизвестными пищевыми привычками, поскольку некоторые исследователи предполагают, что изначально они могли быть травоядными. Отчасти потому, что зазубрины на их зубах огромны и похожи не на обычные для тероподов, а на гигантские зазубрины, часто наблюдаемые на зубах птицетазовых динозавров, с их помощью срезавших листья. Однако помимо зубов у троодонтид явно имелся ряд признаков хищников, в том числе длинные когти на передних и задних конечностях. Как у дромеозавров, описанных ниже, второй палец стопы у троодонтид был коротким и обычно не доставал до земли (мы видим это по положению стопы в окаменелостях, а также по двупалым следам). Как у кошек, эта адаптация не позволяла когтям стираться о землю во время ежедневной ходьбы, и они сохраняли остроту. Одним словом, троодонтиды обладали смертельным оружием.

Все эти животные были достаточно невелики, редко достигали даже 10 кг, но тем не менее могли быть опасны для маленького тираннозавра. По крайней мере у одного вида имелись наружные уши, весьма похожие на уши современных сов, которые должны были давать им превосходную способность определять направление по слуху, а в сочетании с довольно большими глазами это предполагает, что они могли являться ночными животными или по крайней мере способными охотиться при низкой освещенности, хотя, возможно, предпочитали ловить мелкую добычу. Их тезка троодон хорошо известен тем, что имел самый пропорционально большой мозг среди динозавров; возможно, троодонтиды были не великими интеллектуалами, но уж точно не глупыми животными.

Дромеозавры

Дромеозавры, несомненно, являлись хищниками, причем с широким спектром потенциальных жертв. Обнаружены различные ископаемые образцы с костями в животе: рыбьими, птичьими, принадлежавшими млекопитающим – эти данные предполагают, что дромеозавры не только добывали пищу активной охотой, но и питались падалью. Их описывают как идеальные машины для убийства, и, хотя такая репутация несколько преувеличена, легко понять, откуда она взялась. Как и троодонтиды, дромеозавриды обычно были довольно некрупными по меркам тероподов (мало кто достигал больше 2 м в длину, а многие были и значительно меньше) и отличались легким телосложением, длинными ногами и общими пропорциями, предполагающими способность быстро бегать. В отличие от своих кузенов, дромеозавры развили укрепленный хвост, вероятно, помогавший им лучше удерживать равновесие. В придачу к обычному набору зубов у них имелись длинные передние конечности с большими когтями и, как у троодонтид, крупным втяжным когтем на каждой ноге. Однако, в отличие от троодонтид, этот коготь вырастал особенно большим, что предполагает довольно специфическое использование данного элемента. Каким именно могло быть это использование, ведутся споры, высказан ряд гипотез, но все они в итоге сводятся к хищничеству.

Важнейший вопрос в отношении дромеозавров – охотились они в группах или нет, и если да, то нападали ли на крупных животных. Эта интереснейшая гипотеза появилась главным образом вследствие обнаружения останков множества известных дромеозаврид дейнонихов рядом с костями птицетазового динозавра тенонтозавра – тем не менее это максимум имеющихся материальных данных в поддержку этой гипотезы, и они не особенно убедительны{68}. Вряд ли можно ожидать, что группа хищников умрет рядом со своей жертвой: довольно плохая долгосрочная стратегия – охотиться на того, кто может убить множество членов твоей группы, так что эта находка представляет собой скорее случайность, чем место привычного «преступления». Если несколько животных обнаруживают вместе один раз, это еще не значит, что они охотились стаей, а мертвое травоядное не обязательно было убито именно ими. Это и не исключает возможность стайной охоты, но данный случай не более убедителен для дромеозавров, чем аналогичные для гипотезы общественных тираннозавров; идея, что эти животные специально охотились за крупной добычей группами, не имеет серьезных подтверждений.

Место для кого-то еще?

В различные периоды истории тираннозавров вышеупомянутые мезозойские хищники создавали для них бо́льшие или меньшие трудности. Тираннозавры юрского периода были относительно небольшого размера и, возможно, сталкивались только с прямой конкуренцией от меньших или юных мегалозавров и древнейших аллозавров; по мере перехода в меловой период проблемой стали кархародонтозавры, а расцвет огромных крокодилов и аждархид вывел на сцену новых конкурентов; в конце мелового периода самую большую опасность представляли в основном другие тираннозавры. В Центральном Китае ютираннус и дилун обитали в одних и тех же экосистемах; в Восточном Китае чжучэнтираннус жил рядом как минимум с одним видом тираннозавров; в Монголии тарбозавр должен был сталкиваться с алиорамом и рапторексом; в Америке первые литронаксы, вероятно, территориально совпадали с бистахиэверсорами, а позднее дасплетозавр, альбертозавр и горгозавр временами контактировали друг с другом[19]. Словом, имели место разнообразные сочетания тираннозавров в одних системах, и даже тираннозавр, часто считающийся одиночкой в смысле конкуренции со стороны других тероподов, порой мог быть ограблен гигантским аждархидом или огорчен потерей каких-нибудь маленьких гадрозавров, украденных троодонтидом либо дромеозавром, составляющим всего 1 % его размера.

Однако с точки зрения экологии различные хищники должны были в каком-то смысле разделяться по нишам. Да, конкуренция была, но если у двух видов совершенно одинаковые потребности, то предполагается, что в итоге это приведет один из видов к исчезновению (он или вымрет, или будет вынужден уйти из этой экосистемы). Один вид может чуть лучше добывать пищу, быстрее размножаться или иметь какое-нибудь другое небольшое преимущество. Конечно, постоянно меняющийся мир (в том числе такие факторы, как изобильное лето, периодические засухи, появляющиеся новые виды и распространяющиеся болезни) будет препятствовать стабильности в достаточной степени, чтобы многие прямые конкуренты выживали, но вряд ли это окажется возможным, если у них совершенно одинаковый образ жизни. Следовательно, мы можем ожидать некоторого экологического разделения: два конкурента выбирают разные способы добывания достаточного пропитания, и в результате ни один не ограничивает другого в достаточной степени.

У животных для этого существует множество способов. Любые два конкурента могут охотиться на разные виды животных или разных представителей одного и того же вида (молодняк или взрослых). Они могут охотиться в разных местах (у воды или в лесу), в разное время суток или даже года (если они или их потенциальные жертвы мигрируют) или могут быть преимущественно или исключительно падальщиками, а не активными хищниками. Любого из этих факторов может быть достаточно, чтобы два вида существовали достаточно раздельно и не уничтожили друг друга посредством конкуренции, и более чем вероятно, что некая комбинация этих факторов действовала в любой отдельно взятый момент между динозаврами. Более того, такие черты, скорее всего, должны были различаться в разных частях ареала животных: там, где виды делили территорию с несколькими конкурентами, им, возможно, приходилось больше сосредотачиваться на определенном виде пищи, в отличие от мест, где конкурентов было меньше или они отсутствовали совсем. Индивидуальные вариации иногда оказываются весьма впечатляющими: одна особь может охотиться только на животных каких-либо конкретных видов и в темноте, а другая – на представителей иных видов и днем. Эволюция отшлифовывает характерные особенности строения и поведения в направлении определенной специализации (у тираннозавров мощный укус, а спинозавры могут эффективно ловить рыбу), но они могут быть чрезвычайно разнообразны и изменчивы, и поэтому в мире появляются такие странные отклонения[20], как антилопа, которая охотится и поедает мелких птиц и млекопитающих.

Основные различия в анатомии между этими группами и данные, доступные по ископаемым находкам содержимого желудков, отпечатков ног и отметин от укусов, позволяют сделать только общие предположения о том, как группы могли разделяться под влиянием экологических факторов. Несомненно, есть вещи, которые не так просто определить: например, несмотря на утверждения, что какие-либо динозавры были ночными или дневными, основанные на размере и форме глазницы, это не особенно надежный показатель характерного образа жизни, так что все может оказаться намного сложнее, чем мы представляем. Различия в обстановке также определить очень трудно, и животные, обитавшие далеко от воды, вероятно, будут реже оказываться погребенными под грунтом и, следовательно, сохраняться в виде окаменелостей. Мы можем считать, что они редко встречались, поскольку у нас по ним мало материала, тем не менее они могли быть весьма широко распространены, просто жили в другом месте. Также важен тот факт, что разные животные охотятся по-разному. В Африке львы, гиеновидные собаки, гиены и крокодилы регулярно добывают разнообразных антилоп и делают это разными способами, но как минимум по этому источнику пищи они конкурируют, и то, что один вид нападает на жертв из воды, а другие гоняются за ними по саваннам, не препятствует хищникам конфликтовать друг с другом. Словом, биологические взаимодействия сложны и неочевидны.

Тем не менее на основании доступных данных мы можем делать некоторые общие выводы о различиях в образе жизни конкурентов тираннозавров. Крокодилы (или по крайней мере крупные хищные крокодилы), по-видимому, были вполне похожи на современных: неспособные быстро покрывать большие расстояния на суше, они полагались на засады у края воды. Животные, пришедшие на водопой или вынужденные пересекать водоемы, оказывались особенно уязвимыми, и одного мощного укуса могло хватить, чтобы убить потенциальную жертву или затащить ее под воду. Аналогично, спинозавры явно активно действовали в воде или близко к воде, но при этом и на суше были более ловкими, чем средний крокодил. Существует предположение, что они обычно занимали местообитания с ограниченными ресурсами, где способность добывать пищу и в воде, и на суше позволяла им прокормиться, а животные, привязанные к одному источнику пищи, испытывали трудности. Аждархиды, наоборот, должны были держаться открытых пространств: при ходьбе они выглядели весьма компактными, однако при десятиметровом размахе крыльев, скорее всего, избегали лесов и загроможденных чем-либо территорий, потому что им было бы трудно оттуда взлетать и маневрировать. Так что эти животные держались, по-видимому, равнин, ловя мелкую добычу, такую как детеныши динозавров или ящерицы, хотя это не означает, что они не добывали водных обитателей и не кормились вдоль береговой линии.

Для всевозможных дромеозавров и троодонтид, останки которых обнаруживаются в лесных обстановках, такая ситуация могла быть связана с погрешностями сохранения мелких животных в подобных породных слоях или указывать на факт, что эти животные процветали в подобных экосистемах. Разумеется, правдой может оказаться и то и другое, и, действительно, легко представить, что эти небольшие и проворные животные были хорошо приспособлены к шнырянию среди веток и кустарников, что у гигантских тероподов, вероятно, вызывало бы затруднение. И тем не менее эти мелкие хищники также во множестве обнаруживаются в пустынях, а значит, не были ограничены лесными экосистемами. Пусть мы предположим для них возможность стайной охоты, но большинство этих животных были весьма невелики, и трудно согласиться с идеей, что даже большая группа могла регулярно побеждать крупных динозавров, так что основную часть их пищи, скорее всего, составляли мелкие и тоже разнообразные животные.

Что касается более крупных сухопутных тероподов, некоторые из них явно могли действовать в загроможденных пространствах. Ютираннус был отнюдь не маленьким животным, а ископаемые данные предполагают, что он обитал по большей части в лесной обстановке. Предположительно тероподы из других клад, имеющие сходные размеры, были способны действовать в закрытых пространствах, хотя, конечно, крупная добыча тоже избегала подобных мест, что могло служить осложняющим фактором. Аллозавры, кархародонтозавры и мегалозавры занимали множество экосистем, о чем свидетельствует их распространенность в разнообразных местообитаниях, и поэтому (как и в случае со многими современными крупными хищниками) трудно охарактеризовать какую-либо группу в целом как приспособленную к жизни на равнинах, в лесах или иных местообитаниях.

По крайней мере некоторые аллозавры могли атаковать жертву мощными хлещущими ударами головы, причем их намерением, вероятно, было постараться обескровить жертву, а не сразить одним сокрушительным ударом (хотя, возможно, и это оказывалось эффективно в случае более мелких животных), и более поздние кархародонтозавры тоже могли следовать такой тактике. Разумеется, они обладали довольно острыми зубами и были не так приспособлены к дробящим укусам, как тираннозавры (но это не делало их вообще неспособными на мощные укусы), к тому же узкие головы не позволяли им совершать глубокие укусы. Как действовали мегалозавры, на самом деле неясно, их образ жизни мало исследован. Никто из животных этих групп не кажется особенно быстрым: их ноги по пропорциям не похожи на ноги таких сверхбыстрых или эффективных бегунов, как альваресзавры и орнитомимиды и, кстати, многие тираннозавры. Они, скорее всего, были плохо приспособлены к стремительным рывкам и погоням за жертвой и в охоте больше полагались на засады.

Итак, мы раскрыли тему конкурентов тираннозавров и их возможных взаимодействий. Но как действовали сами тираннозавры? Эта область достаточно исследована (пусть результаты и не всегда бесспорны и непротиворечивы), и потому накопилось значительное количество информации и данных, на основе которых можно сделать некоторые выводы.

Глава 15 Добыча пищи

Изучив и доступную для тираннозавров добычу, и их конкурентов за эту пищу, мы можем приступить к объединению данной информации с нашими знаниями об их анатомии и воссозданию особенностей процесса их питания с экологической и поведенческой точки зрения. Для ранних форм тираннозавров такая информация значительно более отрывочна: у нас имеется намного меньше окаменелых экземпляров и намного больше конкурентов, запутывающих данные, но для тираннозавринов все значительно яснее. Если, скажем, мы обнаруживаем на кости завропода отметины зубов небольшого теропода из позднеюрского периода, то их могли оставить аллозавр, цератозавр или тираннозавр, но, если рядом с костью нет выпавших зубов, трудно прийти к верному выводу о том, что это был за хищник. Однако в последних отделах мелового периода все зубастые хищники крупнее 4 м были тираннозаврами или крокодилами, которых трудно спутать, так что любой след укуса или другого повреждения, нанесенного потенциальной жертве, атрибутировать значительно легче. Далее, альбертозавры и тираннозаврины обладали значительно более специализированными зубными системами и общим строением, чем у ранних форм, и были весьма похожи друг на друга. Это означает, что относительно правомерно воспользоваться информацией, которая у нас есть по одному виду, при исследовании близких родственников, и, хотя большей частью имеющихся у нас знаний мы обязаны немногим видам, вероятно, они приложимы и ко всем родственным животным. При этом более общие аспекты биологии можно применять к разным группам значительно шире. Однако, прежде чем рассматривать эти аспекты подробнее, мы должны обратиться к совершенно ошибочному представлению о тираннозавре (а также, кстати, и других тираннозавринах и их более дальних родственниках) – к дилемме, был он хищником или падальщиком.

Хищники и падальщики

Первой реакцией на этот вопрос должно быть замечание, что он неверен по сути, так как подразумевает некое противопоставление, которого в норме в природе вообще-то не существует. Очень мало крупных плотоядных животных могут себе позволить быть исключительно падальщиками. Это требует весьма специфического набора адаптаций, поскольку такому падальщику необходимо выждать, пока животное умрет или его убьют, вовремя добраться до трупа, чтобы успеть поесть, и быть способным либо дождаться, пока насытятся другие, либо отогнать их. Так могут поступать грифы, парящие над огромными пространствами с очень маленьким расходом энергии и полагающиеся на объедки от чужой добычи, но никакое другое крупное животное не в состоянии прокормиться таким образом. Разумеется, многие хищники подбирают падаль и даже специализированные хищники едят при случае мертвечину (зачем упускать пищу?). К примеру, идея, что львы являются хищниками, а гиены – падальщиками, неверна, поскольку и те и другие убивают множество животных, а также отбирают добычу друг у друга и прочих охотников, когда им это удается. Тираннозавры, по-видимому, ничем от них не отличались, так что более правильный вопрос таков: в каком месте на спектре от хищников до падальщиков они могли располагаться?

Некоторые данные в пользу гипотезы облигатных падальщиков явно спорны и, возможно, не дают даже надежного подтверждения наличия самой способности питаться падалью. В этом контексте тираннозавр описывался палеонтологом Джеком Хорнером как имеющий «глаза-бусинки», но на самом деле у тираннозавра одни из самых больших глазниц среди когда-либо существовавших наземных организмов{69}. Они никак не могли быть маленькими и похожими на бусинки, а вот большими и зоркими, вероятно, были (и, конечно, поразительной зоркостью обладают грифы). Аналогично идея о том, что тираннозавр обладал исключительным обонянием и это делало его падальщиком, неверна. Хотя столь развитый нюх помогал бы этим животным находить трупы, у многих акул и псовых также имеются выдающиеся ольфакторные способности, но они при этом не являются падальщиками в чистом виде.

Мог ли крупный тираннозавр вообще существовать как падальщик? Будучи единственным животным таких размеров в своей экосистеме, один тираннозавр, вероятно, мог распугать даже группу дромеозавров или троодонтид и заставить их бросить добычу, но могло ли это происходить на его территории достаточно часто, чтобы пищи хватало многотонному животному? Мало какое животное просто падает замертво; большинство хищников не каждый день убивают добычу во много раз крупнее, чем способны съесть, а птерозавры и птицы значительно быстрее добираются до трупа, при этом им требуется намного меньше пищи. Это может означать, что такое животное, как тираннозавр, должно было бы пребывать в постоянной гонке, добывая не очень доступную пищу, и, даже будь он эктотермом, ему бы требовалось огромное количество еды для поддержания жизнедеятельности и продолжения этой гонки. Также он сталкивался бы с серьезной конкуренцией со стороны молодых и наверняка намного более быстрых представителей его собственного вида. Тираннозавры, возможно, были эффективными и экономичными ходоками и даже бегунами, но одно это не могло бы им позволять всегда находить достаточно мяса. Словом, идея, что крупные тираннозавры были чистыми падальщиками, явно сомнительна, и в поддержку ее нет реальных данных. Но питались ли они вообще таким способом?

Некоторые давние работы предполагали, что такое случалось. Известен фрагмент таза трицератопса с отсутствующим большим куском и многочисленными следами зубов тираннозавра. Это, несомненно, показывает, что как минимум один тираннозавр плотно пообедал тушей трицератопса, но это могло быть и последнее обгладывание трупа{70}. Хищники всех видов чаще всего едят больших животных (которых не могут проглотить за пару укусов) стереотипным образом, начиная с областей концентрации мышечной массы (например, с бедер), и переходят к внутренностям, потом двигаются к участкам, где мяса значительно меньше, таким как шея и стопы, а заканчивают обычно головой. Если крупное животное или целая стая кормятся трупом несколько дней, то от трупа в итоге почти ничего не остается, но невозможно сказать, обгладывал ли тираннозавр в вышеприведенном примере последние остатки мяса с давно мертвого цератопса или с убитого им самим и поедаемого на протяжении нескольких дней.

Однако сейчас благодаря необычной сохранности одного ископаемого экземпляра появились убедительные доказательства поедания тираннозавром падали. Мне повезло описывать находку, представляющую собой почти полный скелет монгольского гадрозавра зауролофа{71}. Данное животное прекрасно сохранилось: в наличии практически весь скелет, кости в превосходном состоянии, и даже имеется участок фоссилизированной кожи. Фактически единственные отсутствующие элементы – несколько кусочков хвоста и руки, однако важнейшим здесь является состояние плечевой кости: она покрыта отпечатками зубов. На поверхности кости видны глубокие укусы и огромное количество параллельных царапин, особенно в том месте, где должны были проходить главные мышцы, и эти следы такого размера и глубины, что их мог оставить только крупный тираннозаврин, а в контексте времени и места это должен был быть тарбозавр. Примечателен контраст плечевой кости с остальной частью скелета. Сама кость почти не разрушена, но ее бо́льшая часть подверглась серьезным поверхностным повреждениям и выглядит так, словно ее терли на суровой терке для сыра. Местами плечевая кость совсем не повреждена, и остальная часть экземпляра находится в практически нетронутом состоянии. Я проверил все остальные кости скелета, насколько это было возможно, и не нашел ни на одном элементе ни единого следа, даже помятости. Так что же здесь произошло?

Такая картина не соответствует тому, что мы могли бы ожидать от обычной схемы обгладывания трупа. Хотя на плечевой кости должны были иметься пригодные в пищу мышцы, первой мишенью наверняка стали бы бедро и огромные икроножные мышцы), потом полость грудной клетки со всем своим кровавым содержимым, тем не менее они остались нетронуты. Это предполагает, что они либо уже окончательно протухли, либо оказались недоступны, и оба варианта подразумевают нахождение и поедание падали. Удачным образом место обнаружения данного экземпляра поддерживает эту версию: судя по всему, животное туда принесло течение, и оно осталось лежать на песчаной отмели или берегу реки. Иными словами, оно умерло, переместилось в другое место, а потом было погребено в отложениях. Более того, поврежденная рука находилась сверху и демонстрирует следы разложения, появившиеся еще до того, как труп было погребен и окаменел, а значит, она наверняка оставалась на поверхности. Кажется весьма маловероятным, чтобы тарбозавр, вполне способный убить крупного зауролофа, съел бы только часть его руки (потратив на это довольно много времени), прежде чем труп в какой-то момент унесло от него течением и погребло таким образом, что единственной торчащей на поверхности частью его оказалась уже поврежденная кость. Намного более вероятно, что мертвое животное вынесло на отмель и над водой выступали только самые верхние части туши, которые обнаружил и обглодал тираннозавр. Если произошло именно это, то перед нами, несомненно, случай поедания падали и данная особь тарбозавра не убивала животное, которое обгладывала. Мы вернемся к этому примеру позже, поскольку в нем также имеется полезная информация по способам поглощения пищи тираннозавринами, однако он дает надежное подтверждение того, что тираннозавры питались падалью, хотя бы в данном случае.

Отложим на время эту находку и обратимся к хищничеству – и здесь ископаемые материалы дают убедительное подтверждение тому, что хищничество имело место. Теперь мы обратимся к Северной Америке и к деятельности тираннозавра, однако важным участником истории снова будет гадрозавр. В 2013 г. был описан экземпляр с поврежденным хвостом. Повреждения хвоста – обычное дело для гадрозавров, и они, судя по всему, страдали от непропорционально большого количества травм этого анатомического элемента, но в данном случае на месте сочленения тел двух позвонков имелся массивный костный шар, заставивший их срастись вместе. Сканирование этих позвонков и шара показало присутствие инородного тела в форме зуба тираннозавра, вызвавшего повреждение и последующее разрастание. Зуб вряд ли мог попасть туда случайно, и кости практически поглотили его. Очевидный вывод: зуб застрял в теле гадрозавра в результате укуса за хвост{72}. Животное не только убежало, но и прожило достаточно долго, чтобы рана успела загноиться и образовалось значительная деформация, а это могло занять месяцы или даже годы после события. Самым правдоподобным объяснением подобного события является намеренное нападение тираннозавра, и, хотя очевидно, что в тот раз пища ускользнула, это, несомненно, было попыткой хищничества. Другие травмы гадрозавров демонстрируют похожие схемы поведения: у еще одного гадрозавра из США не хватает остистого отростка невральной дуги в хвостовом позвонке, который, по-видимому, был прокушен насквозь, а у другого в одной из костей ноги застрял зуб тираннозавра, хотя неясно, произошло ли потом излечение от травмы и мог ли укус быть нанесен после смерти.

Итак, тираннозавры (или по крайней мере тираннозаврины) явно и питались падалью, и занимались активным хищничеством, ловя других животных. При общих ограничениях на питание падалью кажется вероятным, что большинство тираннозавров были в основном хищниками и в добывании пищи полагались на себя. Падаль являлась весьма удобным вариантом пищи, и тираннозавры не упускали такую возможность, тем не менее она не составляла основную часть их рациона.

Кто у нас в меню?

Если говорить о видах, которыми питались тираннозавры, то почти любое животное, на которое натыкался крупный тираннозавр, могло, по крайней мере теоретически, быть съедено, а в большинстве известных нам экосистем присутствовал большой выбор потенциальных жертв (рис. 16). Но все же крупные тираннозавры явно предпочитали гадрозавров. В отличие от цератопсов, эти животные зачастую были плохо защищены не только для того, чтобы сражаться, но даже для спасения жизни, так что в этом нет ничего удивительного. Большой обзор останков представителей обеих групп из продуктивных позднемеловых слоев в Альберте (Канада) показал, что около 14 % извлеченных оттуда костей гадрозавров несут следы зубов тираннозавров по сравнению с 4 % для цератопсов{73}. Однако эта информация может в действительности отражать не истинные пищевые предпочтения тираннозавров, а то, что более широко распространенные гадрозавры неизбежно становились мишенью охоты чаще, чем другие животные. На настоящий момент нет никаких данных о повреждениях ни у анкилозавров, ни у завроподов в фаунах, где доминировали тираннозавры, но и те и другие встречались довольно редко, поэтому подобная ситуация больше связана с недостатком данных, нежели с тем, что этих животных не считали добычей. Содержимое кишечника тираннозавров и их копролиты также указывают на поедание различных гадрозавров.

Наиболее впечатляющим является то, что иногда эти животные могли заниматься и каннибализмом. Материальные свидетельства укусов за морду и внутривидовых драк достаточно убедительны, но отпечатки зубов были найдены и на плюсневых костях тираннозавра. Хотя этот укус, вполне возможно, был нанесен в драке, значительно более вероятным кажется, что он оставлен во время поедания трупа (кроме того, расположение отпечатков больше говорят в пользу второго предположения). Аналогично у дасплетозавра из Альберты имеются на черепе многочисленные отметины, расположение которых указывает на их посмертное нанесение, а это предполагает, что его поедал другой тираннозавр и, вполне возможно, другой дасплетозавр. Маловероятно, что тираннозавры имели привычку и обыкновение охотиться и убивать друг друга: делать так регулярно было бы чрезвычайно опасно, к тому же такая добыча, видимо, встречалась редко и ее трудно было найти, так что это, скорее всего, является случаем поедания падали. Диета тираннозавров явно была разнообразной, однако примечательно, что при всех многочисленных следах кормления у нас имеется всего два случая находок содержимого желудков. Что же происходило с тем, что они ели?

Большая часть доступных данных указывает на то, что хищные тероподы в основном старались охотиться на молодых животных. Для хищников это универсальная тенденция, поскольку молодняк невелик по размерам, не имеет достаточного опыта и средств самозащиты взрослых и ему приходится дольше кормиться в менее благоприятных условиях, что делает молодых животных уязвимыми. Немногие хищники нападают на животных крупнее себя, большинство охотится на добычу, чьи размеры составляют лишь часть их собственных (обычно меньше 50 %, исключение – стайные охотники), а взрослые гадрозавры и другие динозавры, разумеется, по массе равнялись или превосходили многих современных хищников. Также молодняк динозавров был многочислен: большинство крупных травоядных млекопитающих приносят всего по одному-два детеныша в год, но динозавры откладывали в гнезда десятки яиц, причем, возможно, несколько раз в год. Палеонтологическая летопись страдает от худшего сохранения маленьких и молодых животных, но примечательна значительная нехватка молодых особей, и мы знаем, что в современных экосистемах для почти всех изученных видов единственным важнейшим фактором смертности для молодняка является гибель от хищников. Любопытно, в частности, что один из обнаруженных копролитов тираннозавра свидетельствует о поедании молодого гадрозавра{74}. Содержимое желудка тираннозавра включает фрагменты молодого животного, и все три укушенных, но выживших окаменелых экземпляра были невзрослыми.

Следовательно, взрослых животных обычно старались избегать: даже крупный гадрозавр, вероятно, мог ранить тираннозавра в ответ на нападение, а при том, что завроподы были огромны, анкилозавры вооружены, а некоторые цератопсы – хорошо защищены, молодняк и в самом деле, по-видимому, являлся основным доступным источником пищи, по крайней мере для активных охотников. Однако точно так же, как молодые травоядные делают ошибки и плохо знают хищников, слишком юные хищники тоже могут ошибаться и нападать на животных, которые им не по силам. Многие документальные фильмы о природе показывают, как молодые львы пытаются одолеть взрослого буйвола или справиться с дикобразом, и нетрудно вообразить, как молодой тираннозавр нечаянно нападает на взрослого анкилозавра или цератопса и расплачивается за эту ошибку. Это невозможно доказать, но я подозреваю, что упоминавшийся выше случай, когда тираннозавр укусил за рог трицератопса, вполне мог быть одним из таких инцидентов. Трудно представить, чтобы опытный охотник был застигнут врасплох и принужден сражаться лицом к лицу со столь хорошо защищенным противником и к тому же зашел так далеко, что попробовал укусить его за рог. Это не единственное возможное объяснение, но я полагаю, оно имеет некоторые преимущества.

Нахождение пищи

Рассмотрев вопрос, на каких животных в основном охотились тираннозавры, мы переходим к тому, как они это делали. У среднего тираннозавра при превосходном зрении и обонянии вряд ли возникали трудности при поиске добычи. Искали ли они отдельных живых животных и их стада или потенциальную пищу в виде трупов, запах, несомненно, помогал им отслеживать животных за пределами видимости, а зрение позволяло различать подробности на более близком расстоянии. Почти все современные хищники охотятся, применяя две основные стратегии: засаду или преследование. В первом случае они могут залечь и ждать, пока жертва подойдет поближе (или осторожно и незаметно подобраться к ней), а потом напасть с короткого расстояния и убить. Эта стратегия характерна для классических охотников типа «сиди-и-жди», таких как крокодилы и охотящиеся богомолы, но также, например, и для гепардов. Если жертва очень бдительна, она может увеличить расстояние между собой и хищником или элемент неожиданности пропадет и удар пройдет мимо цели. При этой стратегии может быть эффективна групповая охота, как в случае львов: куда бы ни побежала жертва в ходе такой засадной охоты, там, скорее всего, окажется хищник на расстоянии броска. При альтернативном способе хищник может более открыто приближаться к жертве и просто пытаться загнать ее, прежде чем убить. Таков обычный подход, используемый гиенами и псовыми, такими как волки и гиеновидные собаки. Здесь также помогает кооперация, поскольку охотники могут изматывать стадо или отдельное животное по очереди, так что никто из них не устанет слишком сильно, а жертва будет находиться в постоянном напряжении.

Тираннозавры, по крайней мере более мелкие виды и молодые особи гигантских тираннозавридов, были относительно проворными животными. Быстрая пробежка вполне могла использоваться, чтобы застать врасплох зазевавшееся травоядное или какое-либо маленькое животное и подобраться к нему достаточно близко для броска. Подкрасться поближе было довольно сложной задачей для маленьких тираннозавров и почти невозможной – для крупных. Засада срабатывает, только если вы сумеете сократить расстояние до цели так, чтобы добраться до нее, прежде чем она успеет эффективно среагировать. Вы можете быть намного быстрее своего предполагаемого обеда, но в конце концов устанете, а если вам требуется покрыть значительное расстояние, чтобы попасть туда, откуда жертва начала убегать, потому что у нее получилась большая фора, то вы, вероятно, вымотаетесь раньше, чем ее догоните. В современном мире даже львы могут испытывать трудности в том, чтобы подобраться к жертве в африканских саваннах; классическое кошачье припадание к земле и подползание, перебирая плечами, используется, чтобы скрыть их габариты и помочь приблизиться к осторожным животным, которые, будучи высокими, зачастую хорошо видят поверх травы. Львы, живущие на открытых местностях, более склонны охотиться ночью, когда нехватка прикрытия становится меньшей проблемой. Если припавший к земле лев прячется не всегда удачно, то каким образом мог бы скрыться взрослый тираннозавр даже среди растений высотой метр или два?

Короткий ответ: он никак не мог этого сделать. Значит, любое нападение, по-видимому, приходилось осуществлять из вполне очевидного укрытия (такого как большая купа деревьев) или вовсе не из засады и с близкого расстояния, а издалека и с погоней. Если хорошо представляешь себе природные ландшафты, предпочитаемые тираннозаврами, то ответ на этот вопрос может стать более понятным; что примечательно, во времена крупных тираннозавров некоторые территории изобиловали лесами, и отдельные данные предполагают, что там предпочитали кормиться гадрозавры, а цератопсы оставались на открытых местах. Вероятно, взрослые животные опасались заходить далеко в лес, через который им было трудно пробраться, что делало их уязвимыми, в то время как тираннозавры могли прятаться среди деревьев, откуда могли нападать на неосторожный молодняк. Разумеется, все это предположения и домыслы, которые вызваны очевидной сложностью задачи спрятать двуногое животное 12 м длиной и 4 м высотой.

Большее расстояние и более явное приближение к жертве, возможно, было для гигантов лучшим методом. Нет необходимости бегать особенно быстро, чтобы легко поймать гадрозавра, если только вы можете поддерживать погоню, не слишком отставая; можно догнать его или броситься в гущу стада, а такое нападение легко выявит раненое, старое или больное животное или, например, можно схватить молодое животное, которое либо запаниковало, либо по ошибке бросилось бежать слишком поздно или не туда. Тираннозавры, несомненно, были проворными бегунами, и это является весомым аргументом в пользу следующей идеи: скорость могла быть менее важным фактором, чем выносливость. Уже после того, как я написал два предыдущих абзаца, вышла статья, где высказывается предположение, что гадрозавры в целом были быстрее тираннозавров на коротких дистанциях{75}, и это также поддерживает данную идею. Если гадрозавры бегали относительно быстро, то засада на близком расстоянии была бы практически бесполезной, поэтому долгое преследование осталось бы единственной реальной возможностью (хотя, возможно, молодые гадрозавры бегали медленнее взрослых и, конечно, теоретически могли медленнее реагировать).

Готов к убийству

Когда речь заходит о том, как тираннозавр расправлялся со своей добычей, о способах, которыми он наносил удар жертве, стараясь ее ранить или убить, высказываются различные идеи. В случае меньших животных имелась, вероятно, только одна реальная возможность: единственный мощный укус, который калечил или убивал жертву мгновенно. Однако для более крупной добычи могло требоваться нечто посерьезнее; при всех разговорах о том, что тираннозавры нападали на молодняк, следует помнить, что даже полувзрослый гадрозавр, по всей вероятности, представлял собой животное длиной 4–5 м и весом полтонны. Это мало по сравнению с большинством взрослых тираннозавридов, но все же это было довольно крупное животное, а не такое, которое можно убить за секунду. Хищники рискуют, когда охотятся, и одна-единственная травма может в итоге привести к смерти (частично отсюда вытекает склонность к некрупной и слабой добыче), т. е. сражение с жертвой в течение нескольких минут – не идеальный вариант, и быстрое или как минимум безопасное умерщвление, несомненно, предпочтительнее.

У динозавров все-таки имелись «слабые места», которыми можно было воспользоваться. Самым очевидным являлась шея, где проходят главные артерии и трахея, и любой серьезный укус в эту область, скорее всего, довольно быстро приводил к смерти из-за кровопотери, удушения или и того и другого (большие кошки обычно душат свою добычу). В случае животных вроде орнитомимозавров и теризинозавров их тонкие шеи можно было разорвать одним мощным укусом, вызвав немедленную смерть. С птицетазовыми динозаврами дело, вероятно, обстояло сложнее, поскольку большинство их уязвимых тканей располагалось на нижней стороне шеи, и потому до них оказывалось труднее добраться, поскольку эти животные были приземистыми. Если потенциальная жертва выбиралась большая, то и шеей она обладала большой, и тираннозавру могло быть сложно охватить пастью нужную область, но мелкую жертву хищник мог кусать сверху вниз, и на его пути попались бы шейные позвонки. Их можно было перекусить (повредив таким образом спинной мозг и убив жертву на месте), но даже при силе укуса крупного тираннозавра это могло оказаться нелегкой задачей, а в случае цератопсов и анкилозавров воротник и броня являлись бы по меньшей мере труднопреодолимыми препятствиями. Но еще более очевиден тот факт, что в большинстве случаев жертва, вероятно, убегала от нападающего, и в результате шея представляла собой более удаленную цель, чем другие части тела. Какой смысл догонять хвост и все туловище, а потом забегать вперед, чтобы укусить жертву за шею? Такое поведение наверняка требовало бы лишней траты сил, чтобы добраться до трудной цели, в то время как имелась значительно более заманчивая возможность, а именно – основание хвоста.

Огромные хвостово-бедренные мышцы шли от бедренной кости и на протяжении первой трети хвоста у всех динозавров. Хвост давал огромное количество энергии ногам для бега, был пронизан крупными кровеносными сосудами и не окружен костной защитой. Мощный укус куда угодно в районе таза или начала хвоста вполне мог покалечить животное, отчего оно стало бы неспособно к бегству и истекло кровью. Также хвост – одна из первых частей тела, попадающихся преследователю у убегающей жертвы, так что использование подобного способа могло сократить дистанцию погони, что должно было быть особенно важно, когда жертва оказывалась быстрее тираннозавра. Примечательно, что найдены два окаменелых гадрозавра, у которых имеются повреждения хвоста от укуса тираннозавра, и еще один с раной в ноге; это очень ограниченный набор данных, но тем не менее он указывает на такую стратегию охоты.

Укус крупного тираннозаврида теоретически был сокрушителен. Его сила позволяла зубам глубоко вонзаться в мышцы и, может быть, даже дробить некоторые кости (как видно по отломленному куску таза трицератопса). Зазубрины на зубах также должны были позволять им глубоко уходить в ткани, прорезая их. В результате укуса увеличивались повреждения при любых движениях жертвы. Аналитические модели и другие подобные методы исследования по понятным причинам склонны фокусироваться на статичном укусе – простом взаимодействии между черепом и зубами и статичным объектом вроде кости, но в реальности жертва, по всей вероятности, боролась, отчего ее положение ухудшалось еще больше, а мускулистая шея тираннозавра должна была позволять вырывать кусок того, во что вцепилась пасть.

Укус был чрезвычайно эффективным, а учитывая сильно редуцированные руки, он, по-видимому, являлся главным оружием умерщвления добычи. Однако существует предположение, что обе руки и ноги также были важны и регулярно использовались во время охоты даже тираннозавринами. Разумеется, нетрудно вообразить, как некрупный тираннозавроид или юная особь крупного тираннозаврина пригвождает к земле ногой млекопитающее или ящерицу, и аналогично взрослый тираннозаврин мог просто наступить на динозавра размером с только что вылупившегося детеныша, чтобы не тянуться вниз для укуса. Очевидной проблемой в использовании ног является то, что динозавры ходят на двух задних конечностях, и использование одной для попытки наступить или даже удержать отчаянно борющееся животное вполне могло привести к падению тираннозавра. И уж точно лягать даже полувзрослого цератопса было бы плохой идеей. Чтобы удар ногой стал возможным, добычу требовалось не просто догнать, а почти обогнать, поскольку ноги тираннозавра располагались прямо под туловищем и, хотя они явно были сильными и способными на мощный пинок, не обладали большой свободой движения (особенно вбок), к примеру, четвероногое животное с низко расположенным центром масс трудно перевернуть или придавить к земле. Ноги могли иногда подключаться, чтобы помочь одолеть жертву, но вряд ли применялись для этой цели регулярно – даже в качестве дополнения к пасти – при взаимодействии с крупной добычей.

Еще более удивительны высказываемые предположения, что руки были необходимой частью хищнической деятельности у тираннозавринов. Пропорционально более длинные руки ранних тираннозавроидов и их родственников могли иногда участвовать в охоте: они были относительно большими, сильными и имели мощные хватательные пальцы и изогнутые когти, но приносили ли какую-либо пользу крошечные ручки гигантских видов? Разумеется, они не были совсем уж слабыми, несмотря на размер, но трудно представить, чтобы эти отростки играли важную роль в охоте. В конце концов использование рук могло стать возможным, только когда добыча уже почти побеждена, что кажется в лучшем случае непрактичным, а их положение под туловищем вряд ли подходило для захвата жертвы, даже если им удавалось достать до нее и хорошо уцепиться. Однако наиболее важно здесь то, что тираннозавры, как и другие тероподы, в основном охотились на животных значительно меньших, чем они сами, и руки просто бы не дотягивались до мелкой жертвы и оказывались малополезными. Более радикальное предположение заключается в том, что гигантские тираннозавры сбивали с ног взрослых цератопсов, пользуясь рукой как рычагом. И снова, хотя я не назову такой метод невозможным, но им бы пришлось, нападая на крупное, массивное и опасное животное, схватить его руками ровно посередине тела (что кажется особенно трудным в применении против маневренного животного, которое, вероятнее всего, убежало бы или напало на противника) и только тогда попытаться укусить.

Застольные манеры

Для рассмотрения, каким образом тираннозавры поедали свои жертвы, мы вернемся к обглоданному экземпляру зауролофа, упомянутому выше. Этот случай информативен не только потому, что подтверждает факт поедания падали, но и потому, что схема укусов на плечевой кости демонстрирует подробности того, как крупный тираннозаврин пользовался пастью в процессе питания. На концах плечевой кости гадрозавра имеются глубокие отверстия: по сути, прокусы, говорящие о том, что зубы вонзались в кость. Они, несомненно, указывают на силу укуса (непросто проделать дыры в прочной кости), а также их нанесение спереди и сзади подразумевает сдавление кости обеими челюстями одновременно. Укусы на остальной части плечевой кости демонстрируют совершенно другую манеру.

У плечевых костей гадрозавров имелся очень длинный плоский гребень для прикрепления мышц, там и осталось большинство отпечатков зубов. Это царапины на поверхности кости, в основном представляющие собой длинные и иногда довольно глубокие борозды. Следы параллельны друг другу и демонстрируют, что предчелюстные зубы несколько раз вцеплялись в кость, а потом скребли по ней. Судя по всему, это следы зубов предчелюстных костей, а не зубных, учитывая, насколько близко друг к другу они располагаются в начальной точке и их количество. С другой стороны кости еще больше подобных отметин, идущих точно так же, но они не соответствуют следам на верхней части. Иными словами, эти отметины также были сделаны предчелюстными зубами, а не зубами верхней и нижней челюсти, работавшими вместе: тарбозавр скреб зубами по кости.

Тираннозаврины, в особенности в прошлом, характеризовались как грубые пожиратели, использующие силу челюстей, чтобы вгрызаться в кость или прокусывать ее, а потом глотать то, что оторвалось, как делал бы гигантский крокодил. Но правда заключается в том, что они были способны и на более сдержанный подход к еде. Глубокие укусы на сочленениях костей, вероятно, помогали разрезать связки и сухожилия, удерживающие скелет и мышцы вместе, и отделить эти части друг от друга, чтобы ими стало легче манипулировать. Затем предчелюстные зубы использовались, чтобы соскребать большие мышцы с костей и съедать их; примечательно, что большинство крупных мышц верхней части руки присоединяются к гребню на кости, и, следовательно, схема укусов, сконцентрированных здесь, соответствует тому, что мы могли бы ожидать от лучших пищевых участков туши. Тираннозавр, по-видимому, даже перевернул кость на другую сторону, а не стал просто применять зубы для начальных укусов: он явно соотносил силу укуса и способ действия, наилучшим образом отвечающий форме и состоянию пищи. Конечность была оторвана от туловища и лежала рядом на земле, и весьма вероятно, что в процессе еды тираннозавр прижимал ее ногой, чтобы удерживать на месте. Интересный факт: недавние исследования показали, что манера кормления тираннозавров, скорее всего, напоминала манеру хищных птиц, т. е. они держали голову и шею прямо относительно тела и отдергивали их назад, когда кусали (в точности как ястреб или сова), а не поворачивали, как крокодилы{76}. Их мускулатура была устроена очень похоже на птичью, и в данном случае птицы представляют собой превосходную модель того, как тираннозавры могли отдирать куски мяса от туши.

Но это не отменяет и другие способы. Экземпляры вроде покусанного таза трицератопса демонстрируют глубокие укусы и даже выгрызенные куски кости; в костном мозге содержатся питательные вещества, а также кальций и другие минералы, и поэтому их иногда должны были грызть и глотать. Отметины зубов на костях травоядных животных определенно более распространены в фаунах, где доминировали тираннозавры, чем в аллозавровых или мегалозавровых, и это позволяет предположить, что тираннозавры глодали кости чаще или, возможно, имея более прочные черепа и подходящие для такой задачи зубы, меньше опасались вгрызаться в кость. Тем не менее это не означает, что они грызли все подряд без разбору, когда обгладывали тушу приличных размеров. Однако они могли так поступать, поедая мелкую добычу. Крупному тираннозавру было бы нелегко отрывать мясо от жертвы, составлявшей лишь малую часть его габаритов (возможно, даже долю размера головы), а при разгрызании мелких костей было бы значительно менее вероятно сломать или потерять зуб. В подобных случаях пища, скорее всего, разрывалась на несколько кусков, которые потом проглатывались. Весьма любопытный факт: копролиты тираннозавра, содержащие кости маленького гадрозавра, показывают, что эти кости были практически перемолоты. Пищеварительный тракт крупного тираннозавра мог быть довольно агрессивной средой – как-никак желудок представляет собой большой бурлящий мешок с кислотой, – но такие материальные данные предполагают, что, прежде чем гадрозавр был проглочен, он был до некоторой степени измельчен в пасти. Это подразумевает, что тираннозавр много раз кусал тушу и разжевывал куски, прежде чем проглотить, возможно, для лучшего переваривания пищи.

Глава 16 Поведение и экология

Мы знаем о поведении и экологии динозавров значительно больше, чем рассмотрено в этой книге. Взаимодействие с другими видами, а также фундаментальные ограничения образа жизни тираннозавров очень важны для создания основы понимания того, как они жили, но мы попытаемся выйти за эти рамки, и в ряде случаев можно отталкиваться от некоторых важных гипотез о биологии тираннозавров. Для многих из них нет или мало подтверждений на уровне ископаемых данных, но тем не менее они являются вполне реалистичными и по меньшей мере достойны обсуждения.

Одна из таких важных гипотез гласит, что тираннозавры образовывали социальные группы, в том числе подобное поведение могло быть связано с групповой охотой. В особенности такая идея высказывалась для альбертозаврина альбертозавра{77}, но, несомненно, в некоторой степени она приложима едва ли не ко всем тираннозаврам. Изучение социального поведения у любого ископаемого животного вызывает сильные затруднения, и в прошлом существовала большая проблема, заключавшаяся в том, что палеонтологи сводили все разнообразие взаимодействий животных к их предполагаемой социальности.

Термин «социальный» часто применяется к животным, которые живут вместе, но на самом деле его следовало бы ограничить намного более узкими рамками. Хотя определения у разных этологов (ученых, изучающих поведение животных) различаются, более точным было бы нечто вроде «проводят время вместе и взаимодействуют». При такой концепции почти любое взаимодействие между двумя особями одного вида может считаться социальным, и, хотя два дерущихся животных, несомненно, взаимодействуют некоторым образом, они не обязательно живут вместе. Словом, терминология уже достаточно неуклюжа и без дальнейшего усложнения. Итак, животные могут жить вместе и быть социальными (вспомним горилл, сурикат или в крайних проявлениях муравьев и пчел) или быть преимущественно одиночными и жить поодиночке (тигры или носороги, за исключением периодов размножения), но, как всегда, это две крайних стороны. Множество животных держатся группами, но совершенно не обязательно как-то взаимодействуют друг с другом. Крокодилы обычно весьма толерантны к сородичам, но не образуют социальных групп с хорошо структурированной иерархией, многочисленными взаимодействиями, социальными связями, взаимовыгодной деятельностью вроде груминга и общими обязанностями вроде высматривания хищников или даже дележки еды. Ни один крокодил не создает реальной угрозы для другого, но они не похожи на стаю волков.

Сами по себе

Животные довольно пластичны в том, что касается подобных отношений. Большинство медведей в норме одиночки, однако во время нереста лососевых рыб большие количества медведей собираются вместе, но это все же просто скопление в одном месте, а не социальная группа. Львы зачастую считаются высокосоциальными животными, но самцы могут жить одни или парами в течение долгого времени и выживать, и даже благоденствовать: социальность для них не обязательна. Гепарды являются исключительным примером из-за разнообразия и сложностей, наблюдаемых в их взаимодействиях. Обычно детеныши покидают мать все вместе, самки позже становятся одиночками, а братья (обычно двое или трое) живут одной группой, так что здесь есть и социальные, и одиночные представители вида, разделенные по половому признаку. Однако самцы могут жить одни, а в период размножения самки могут объединяться с самцами в группы на продолжительное время, представляя собой исключение из обеих норм, так что одна особь может много раз в жизни переключаться между двумя этими вариантами.

Данные о социальности динозавров в действительности весьма скудны. Есть находки большого количества следов, которые показывают, что животные, вероятно, принадлежащие к одному виду, шли в одном направлении, и целые группы бывали застигнуты песчаной бурей, попадали в грязевые ямы и подвергались другим стихийным бедствиям, но ничто из этого не указывает на социальность. Ливневый паводок может сойти и похоронить группу медведей-гризли, кормящихся рядом, но они не социальны и обычно даже не собираются вместе, при этом даже одиночные животные могут сойтись, если им необходимо мигрировать из одной точки в другую для поисков пищи или размножения. Так что подобные случаи обычно указывают на факт скопления животных, но не на социальность. Есть вероятность того, что некоторые виды динозавров, возможно, даже большинство, действительно проявляли какое-либо социальное поведение и взаимодействия, но можем ли мы на основании имеющихся данных понять, какие именно?

Даже животные, жившие группами, легко могут быть представлены в отложениях одиночной особью; несчастные случаи, болезни, нападения хищников и т. п. могли уносить одну особь за раз, сохраняя одиночный экземпляр. Но если эти животные регулярно проводили много времени в группах, то в подобных случаях и при стихийных бедствиях вполне могли сохраняться целые стада, стаи или семьи. Разнообразных гадрозавров и особенно цератопсов (а также представителей некоторых других отдельных видов) регулярно находят группами, а данные по следам и местам гнездований поддерживают идею, что они часто собирались большими толпами на маленьких территориях. Но, даже если их обнаруживают группами, это не обязательно означает, что они были социальными животными.

Примечательно, что черты, используемые в сексуальных демонстрациях и особенно находящиеся под давлением взаимного полового отбора, зачастую также функционируют как социальные сигналы, показатели статуса. Иными словами, они могут в равной степени использоваться как для привлечения брачного партнера и демонстрации, что животное здорово и сильно, так и того, что оно является важным членом стада. Для некоторых видов у нас имеются гипотетические подтверждения наличия социальных структур и взаимодействий, предполагающих, что динозавры не просто собирались вместе, а могли быть связаны более сложными поведенческими взаимодействиями.

В случае тираннозавров рожки и шишки над глазами многих видов (а также более сложные гребни у базальных тираннозавроидов) в некоторой степени поддерживают эту идею. Но значительно более интересную информацию можно извлечь из повреждений на черепах ряда тираннозавров. Как отмечалось выше, следы укусов на костях динозавров довольно редки, хотя, судя по всему, достаточно распространены там, где обитали крупные тираннозавры. Однако манера поедания трупов предполагает, что черепа обычно не ели (или по крайней мере доходили до них в последнюю очередь), поскольку в них много костей и небольшое количество плоти, и это вдвойне верно в отношении передней части головы. Тогда почему у ряда тираннозавров (и, кстати, у одного как минимум крупного теропода – среднеюрского синраптора) имеются следы не просто укусов, а заживших укусов на конце морды и на передней части зубной кости?

Обычная интерпретация подобных отметин предполагает, что они остались в результате битв между тираннозаврами одного и того же вида{78}. Двое животных, готовящихся к драке, попытаются укусить друг друга, и голова здесь является вполне очевидной мишенью, возможно, также местом минимального ущерба. Это может казаться странным выбором, но при крепости черепа тираннозавров, а также толстых носовых костях, рожках над глазами и других кератиновых наростах кусать за голову могло быть относительно безопасно, в то время как укус в шею или туловище легко мог стать смертельным. Такие отпечатки там, где они есть, не выглядят как следы кормления (признаки заживления у некоторых особей также опровергают эту идею), и мало какие хищники могли бы существовать за счет частых нападений на столь же крупного и вооруженного противника, как они сами, т. е. подобные сценарии не могут объяснить, почему такие отметины встречаются столь часто.

Следовательно, возникает убедительное предположение, что тираннозавры дрались друг с другом, но это, вероятно, было только одним из аспектов их социальных взаимодействий. Животные дерутся часто, иногда даже до смерти, но обычно не вступают в драку, если считают, что могут проиграть. У большинства видов приняты различные ритуалы наращивания агрессии, использующиеся, чтобы показать готовность сражаться, а заодно оценить противника. Мы все знаем, как собаки ощетиниваются и скалят зубы, рыча, также и у многих других животных есть подобные шаблоны действий: антилопы, например, ходят бок о бок, чтобы прикинуть размеры противника, а некоторые из них делают легкие выпады в его сторону. Вы хотите победить, но дело не стоит драки, если велик шанс проиграть. В случае тираннозавров имеющиеся данные действительно предполагают, что, хотя такие взаимодействия могли приводить к кровопролитию или даже смерти, они могли сопровождаться скорее большим количеством легких укусов, чем серьезных ран. Хотя подтвердить такое поведение на основании скудных данных трудно, материальные свидетельства драк, несомненно, встречаются регулярно, что порождает вполне правдоподобную интерпретацию.

Укусы в краниолицевую область и социосексуальные гребни, возможно, использовались в качестве сигналов другим членам вида и могли, таким образом, расцениваться как социальные, однако они не обязательно указывают на социальность. Животные, которые сходились только для размножения или были соперниками в борьбе за территорию или добычу, все равно имели бы пользу от таких элементов внешности и способности привлечь к себе внимание, но они получали бы от этого больше выгоды при наличии социальной иерархии, что приводит нас к альбертозавру. Как уже говорилось, крупные хищники в целом редки, и события массовой гибели, которые убивали бы целую группу животных, тоже довольно необычны, поэтому даже если крупные тероподы часто или постоянно жили в группах, найти материальные подтверждения этому может оказаться сложно. Тем не менее один карьер в Канаде демонстрирует убедительные данные в пользу именно такого положения дел.

Салатом друзей не завоюешь

В 1997 г. после долгих разведочных работ старый карьер, впервые открытый в 1910 г. американским палеонтологом Барнумом Брауном, заинтересовал специалистов Королевского Тиррелловского палеонтологического музея в Альберте. Там предположительно залегало множество экземпляров тираннозавров, поэтому в его повторное открытие и новые раскопки были вложены значительные средства. Были обнаружены огромные количества останков, и хотя большая часть животных оказалась в разрозненном состоянии, материала набралось достаточно, чтобы определить: там находится более 20 особей размером от средних детенышей до взрослых{79}. Это, судя по всему, отражает исходное скопление животных, представлявшее собой реальную группу, а не результат некоего другого события, которое могло собрать вместе несоразмерное количество плотоядных животных.

Хищники могут оказаться в одном месте, если попадают в «ловушки для хищников»: например, какое-то животное завязло в глубокой грязи и привлекло хищника, которому показалось легкой добычей, но он сам точно так же застрял и привлек другое животное и т. д. Аналогично гниющий труп, зараженный какой-нибудь убийственной бактерией вполне может привлечь хищника и стремительно его убить (люди могут очень быстро умереть от пищевого отравления, то же самое случается и с дикими животными); опять же, постоянно увеличивающееся количество трупов при таком сценарии может быть связано с падальщиками, которых тянет к мертвым животным. Однако обычно в обоих случаях все-таки находится одинокое травоядное (оно обычно запускает цепочку) и привлеченные им хищники разных видов. Но скопище альбертозавров, по-видимому, изначально было группой, хотя не следует неосторожно считать такое поведение характерным для данного рода, не говоря уже обо всех тираннозаврах.

Таким образом, по крайней мере один тираннозавр мог проводить некоторое время в группе и даже использовал социальные взаимодействия и внутривидовые драки в качестве сигнала доминирования. Если предположить, что такое было обычно для альбертозавра, то как это могло влиять на его поведение? Если несколько крупных хищников образуют группу, это увеличит количество требуемой пищи, но также возможность ее добыть. Стаи животных способны охотиться на виды или отдельных особей, значительно выходящих за пределы их обычного размерного диапазона жертв, т. е. данной группе это могло позволять справляться со взрослыми гадрозаврами и цератопсами.

Крокодилы не демонстрируют каких-либо форм внутривидовой кооперации, однако их скопления образуют своего рода группы, которые к взаимной пользе охотятся вместе. Когда рыба путешествует стаями, кайманы выстраиваются в ряд поперек реки. Если бы каждый просто патрулировал участок реки, рыбе оказалось бы довольно просто их избежать, но, если они рассредоточились на всю ширину русла, рыбе некуда деваться, и практически все охотники гарантированно что-нибудь поймают. Здесь перед нами ситуация, где нет реальной кооперации (сравните это поведение с тем, как охотятся львы, устраивающие настоящие засады, когда одни направляют жертву на других, или гиены, по очереди донимающие преследуемое животное), но при такой системе всем становится лучше, чем если бы они охотились в одиночку. Однако Фил Карри, эксперт по тираннозаврам, изучавший останки альбертозавра, предложил намного более радикальную концепцию: это была не просто структурированная группа, охотившаяся вместе, ключевой особенностью в ней было объединение взрослых и молодняка.

Идея Карри заключается в том, что более длинноногие и быстрые молодые особи должны были окружать и загонять добычу, а более крупные и сильные взрослые смыкались, чтобы нанести смертельный удар. Это, разумеется, не является невозможным, но, думаю, такая схема все же маловероятна. Если предполагать, что это был основной или единственный механизм добывания пищи (поскольку подразумевается, что обе возрастные группы поодиночке недостаточно приспособлены, чтобы справиться с потенциальной добычей), обе стороны, как кажется, рисковали оказаться в тупике. Как мы уже видели, смертность среди детенышей динозавров была огромна, и даже при чрезвычайно быстром росте молодняк не достигал взрослого размера и не приближался к нему несколько лет. Если интерпретация Карри верна, взрослые особи должны были непрерывно производить новых детенышей, чтобы иметь постоянный запас охотников нужного возраста (слишком маленькие будут бесполезны, а слишком взрослые станут менее быстрыми и превратятся из сотрудников в соперников). Пара неудачных лет с засухами или плохими условиями размножения привели бы к тому, что взрослые остались бы без этой возрастной группы и в итоге без еды. Следует искать примеры содержимого желудков, следов кормления или отпечатков ног, подтверждающие идею, что животные действовали вместе или нацеливались на более крупную добычу, хотя такого рода данные, несомненно, являются довольно редкими. Идея, что эта находка альбертозавров представляет собой аутентичную группу, выглядит правдоподобно, и данные животные могли даже быть по-настоящему социальными, но столь конкретная гипотеза о специфических тактиках охоты требует значительно более убедительного подтверждения, и, на мой взгляд, в данный момент она неоправданна.

Аналогично трудно оценить и другие идеи без материальных подтверждений, но они как минимум правомерны. Видам, жившим в высоких широтах, зима должна была приносить холода, особенно в позднемеловом периоде. На таких территориях, как Канада и Аляска (пусть даже более теплых, чем в наши дни), зимой, скорее всего, наблюдались отрицательные температуры и снег, а еды должно было становиться мало, и животным приходилось мигрировать в поисках лучших условий. У тираннозавров было две возможности: оставаться и пережидать непогоду, полагаясь на запасы жира и, может быть, добывая оставшихся и отставших животных, или двигаться вместе со стадами и мигрировать самим. Эффективная походка тираннозавров, вероятно, способствовала выбору второго варианта, но эта идея в настоящее время не имеет подтверждений.

Даже если тираннозавры оставались немигрирующими животными, их добыча, вероятно, часто перемещалась с места на место: крупные травоядные могут быстро истощить запасы пищи, что вынуждает их куда-то переходить, а гадрозавры, по крайней мере иногда, жили смешанными стадами, когда молодняк находился вместе со взрослыми. Тираннозавры могли занимать определенные участки и патрулировать их, ожидая, пока добыча пройдет мимо или зайдет к ним на территорию, либо могли вести более кочевой образ жизни, следуя за добычей и постоянно выискивая отбившихся от стада животных и отыскивая возможность напасть. Крупным животным по необходимости приходится осваивать большие пространства (занимая обширную территорию или регулярно мигрируя), а вследствие этого – широкий диапазон природных условий; разумеется, популяции в целом было непросто держаться только в лесных обстановках или только возле устьев рек. Меньшие животные заселяют экосистемы по иному принципу, и ранние тираннозавры вполне могли быть специализированными в этом смысле и держаться преимущественно на одной территории.

О некоторых аспектах экологии тираннозавров можно высказать вполне правомерные гипотезы на основании того, что нам известно об экологической динамике крупных хищников. Большинство изображений тираннозавров показывают их в процессе охоты (обычно на какую-нибудь гигантскую и хорошо защищенную, а потому совершенно неподходящую добычу вроде крупного трицератопса), питания или драк с другими тираннозаврами. Почти нет изображений тираннозавров, занимающихся тем, чем они, вероятно, занимались большую часть суток: спящих. Двигаться поменьше – довольно распространенная особенность жизни крупных хищников. В отличие от травоядных, их пища высокопитательна и легко усваивается, и, когда они убивают добычу или находят труп, у них оказывается много еды, которой можно питаться несколько дней. Они не ищут пищу ежедневно и круглосуточно, в промежутках между поисками у них нет никаких особенных занятий, а тратить энергию без необходимости не имеет смысла. Серьезная погоня или атака могут отнимать много сил, и, вопреки тому, что показывают нам документальные фильмы о природе, даже самые ловкие и эффективные охотники добиваются успеха лишь примерно в трети случаев. Иными словами, результатом многих нападений оказывался лишь усталый тираннозавр, и долгие периоды отдыха или даже сна были вполне вероятны. Если эти животные охотились преимущественно ночью или в условиях низкой освещенности, они бы спали большую часть дня.

Возможно, тираннозавры были ночными или сумеречными животными (охотящимися в основном на рассвете и закате). Как рассматривалось в предыдущей главе, для крупных тираннозавров при их габаритах скрываться от потенциальных жертв было, вероятно, проблематично, но охота при низкой освещенности могла значительно помочь. В полутьме довольно сложно увидеть даже крупного хищника, и тираннозавры вполне могли пользоваться выгодами пониженной видимости ночью. Естественно, это очень трудно анализировать, хотя уже проделана некоторая предварительная работа по определению формы глаз у динозавров и птерозавров, а также циклов активности этих животных{80}. Хотя результаты этой работы весьма неточны и спорны, мы все же знаем, что в целом большие глаза хорошо коррелируют с остротой зрения и могут улучшать видимость при низкой освещенности. Позднейшие тираннозавры имели поистине огромные глаза, так что вполне могли обладать способностью относительно хорошо видеть в сумерках – предположительно, лучше, чем их жертвы, и следовательно, такую возможность не стоит игнорировать. Преимущественно ночной образ жизни также мог предотвращать перегревание столь крупных животных во время такой активной деятельности, как охота, а значит, также хорошо укладывается в данную гипотезу.

Легко ли лечь поспать?

Один из относительно малоизученных вопросов в биологии тираннозавров – как они спали и, что более важно (особенно для гигантов), как поднимались на ноги. Есть ряд интереснейших следов меньших тероподов, которые показывают, что эти животные по крайней мере иногда опускались на все четыре конечности в положении, когда кисти, стопы (включая плюсны), а также таз лежат на земле. Другие сохранились в подобной позе: с головой, лежащей либо рядом с одной из рук, либо засунутой под руку и даже с обернутым вокруг тела хвостом. Такие позы, возможно, хорошо подходили для гуаньлуна или эотираннуса, но как насчет гигантов? Они были намного тяжелее, и, особенно при их маленьких ручках, неужели подобная поза не нагружала слишком сильно лобковый «башмак» и даже ребра и грудную клетку, мешая дышать? Чрезвычайно большие и прочные гастралии, возможно, дополнительно поддерживали грудную клетку при обычной позе, но также могли не давать всему телу осесть и деформироваться под собственной тяжестью, когда животное лежало на животе. И все же тот факт, что такая поза с опорой на четыре конечности явно использовалась и очень ранними, и значительно более поздними тероподами всех групп (и почти универсальна для птиц), предполагает возможность ее применения и тираннозаврами. Вариант опуститься на четвереньки и перекатиться на бок, чтобы лечь на землю, также мог использоваться, однако примечательно, что, хотя огромные животные, такие как носороги и слоны, действительно иногда лежат на боку, для них более обычна поза с подобранными под туловище ногами. Из такого положения относительно просто быстро встать при внезапной опасности, а крупному тираннозавру, лежащему на боку, было необходимо перекатиться обратно на живот, если он надеялся быстро встать.

Для крупных видов проблему мог представлять сам по себе процесс вставания: большая голова приводила к тому, что впереди оказывался массивный элемент, а маленькие ручки, пусть даже с хорошо развитой мускулатурой, были не слишком удачно расположены на туловище, чтобы обеспечивать значительное рычаговое усилие. Крупные животные могут казаться довольно неуклюжими, когда встают[21], и даже животные более скромных размеров, такие как лошади и коровы, поднимаются медленно или вынуждены вертеться и делать резкие рывки, чтобы встать на ноги. В случае крупных тираннозавров руки могли обеспечивать некоторый толчок, чтобы оторвать туловище от земли; голова, возможно, запрокидывалась назад и вверх при помощи мощных шейных мышц, в то время как ноги выпрямлялись, и животное качалось назад; а потом шаг вперед давал бы некоторую опору передней части, поднимающейся в вертикальное положение.

Отсюда мы можем перейти в область фантазий и догадок: у современных животных (включая птиц и крокодилов) существует много видов поведения, наличие или отсутствие которых мы просто не можем установить у тираннозавров. В связи с нехваткой данных или даже возможности делать хоть сколько– нибудь обоснованные предположения (как в случае родительской заботы, обсуждавшейся в предыдущих главах), эти виды поведения остаются неизвестными и в некотором смысле непознаваемыми. Возможность какого-либо поведения упоминается здесь не в качестве гипотезы, что оно присутствовало у тираннозавров, но для демонстрации того, что еще мы можем обнаружить в будущем. Довольно часто на свет выплывают невероятные материальные данные, которые показывают, что динозаврам (и другим вымершим видам) были свойственны определенные черты и поведение, и это каждый раз воспринимается и СМИ, и общественностью как сенсационное открытие. Однако в таких случаях особенно примечательно не само поведение, но наша способность подтвердить, что оно имело место. В данном случае имеется в виду насиживание яиц, и исследователям наличие такого поведения казалось вполне очевидным и даже чрезвычайно вероятным, а находки окаменелых экземпляров овирапторозавров на гнездах были восприняты как поразительные не из-за самой идеи динозавров, сидящих на яйцах, но, скорее, потому, что этот факт оказался недвусмысленным образом продемонстрирован. Что еще в таком случае мы можем считать как минимум возможным для тираннозавров?

Среди птиц довольно распространены постоянные пары, когда самцы и самки остаются вместе на протяжении нескольких лет подряд, занимаясь охраной территории и совместной охотой, а также выращиванием потомства. Такие связи зачастую требуют положительного подкрепления, и могут существовать сложные ритуалы ухаживания и такие действия, как взаимное кормление для поддержания пары (например, альбатросы проделывают подобные красивые ритуалы). В действительности привлечение партнера может потребовать победы в бою, в том числе не только в сражении самцов за право спариться с самкой, но, возможно, и наоборот, битвы между самками за самца (и такое бывает у некоторых современных видов) или же самке может быть необходим акт покорения самцом, демонстрирующий его мужскую качественность. Многие птицы также выполняют задачи «помощника по гнезду»: в таких случаях детеныши предыдущих лет, еще не готовые размножаться или неспособные найти гнездо, помогают родителям выращивать своих сиблингов в следующем сезоне размножения, и млекопитающие, живущие группами, тоже могут объединяться для выращивания потомства. Сложное охотничье поведение также потенциально возможно (просто не продемонстрировано); например, недавно было высказано предположение, что крокодилы могут пользоваться инструментами: наблюдали, как они собирают веточки, которые нужны птицам для постройки гнезд, а потом нападают на птиц, прилетающих за этими веточками. Любое подобное поведение не обязательно могло проявляться у тираннозавров, но я не удивлюсь, если будут найдены данные, подтверждающие у них – или у любой другой ископаемой группы – что-то подобное.

Итак, в целом мы знаем довольно много о поведении и экологии тираннозавров. Мы разобрались с такими классическими противопоставлениями, как хищничество либо падальщичество, и у нас есть информация о том, чем и как тираннозавры питались. Хотя непосредственных данных о процессе охоты нет, мы можем сделать некоторые правдоподобные предположения о том, как тираннозавры могли охотиться, и о подходах, которые они, вероятнее всего, применяли, учитывая размеры крупных видов и недостаток доступных укрытий. Поведение и экологию ископаемых животных изучать трудно, поскольку обычно сохраняется очень мало информации, но мы можем высказывать обоснованные предположения об этих аспектах жизни тираннозавров, проводя сравнения с современными видами.

Часть IV Что дальше?

Глава 17 Тираннозавр: факты и фантазии

Слишком часто, когда речь заходит о тираннозаврах – и вообще о любых динозаврах, – основной фокус внимания падает на одного тираннозавра. Среди всех динозавров он намного более известен широкой публике, и в результате практически каждое открытие нового динозавра (и даже многих нединозавров) как будто сравнивается с ним. Привлекательность и узнаваемость «царя-тирана» динозавров таковы, что он стал эталоном для СМИ вне зависимости от того, имеет ли отношение к какой-либо конкретной истории.

Разумеется, тираннозавр по-своему был удивительно интересным животным, но чрезмерное внимание к нему как к некоему ориентиру для сравнения зачастую ничем не обосновано. Он являлся типичным динозавром не больше чем трубкозубы, лемуры или кенгуру – типичными млекопитающими. Он был животным с особенностями, отшлифованными давлением эволюционного отбора вплоть до формы, весьма отличной от большинства других тероподов и, даже если брать крайние проявления, от большинства других тираннозавров. Хотя ближайшие родственники тираннозавра в родах тарбозавра и чжучэнтираннуса были очень похожи на него, он выделяется среди них тем, что в течение десятилетий его исследовали непропорционально много, и, поскольку вследствие этого мы теперь знаем о нем больше, чем о каком-либо другом динозавре, тираннозавр стал лучшей моделью для будущих исследований. Как плодовая мушка дрозофила (Drosophila melanogaster) – центральный объект генетических исследований, гладкая шпорцевая лягушка (Xenopus laevis) – неврологии, а маленький круглый червь-нематода (Caenorhabditis elegans) – биологии развития, так тираннозавр является ключевым животным для большинства исследований динозавров{81}. Данное обстоятельство явно внесло свой вклад в его переоцененность в глазах общественности (и даже в некоторых научных кругах), но также это означает, что он является наиболее изученным из всех динозавров. Мы просто больше знаем о тираннозавре, чем о любом другом вымершем динозавре, и в результате его биология – превосходный предмет для обсуждения (а для меня, по удачному стечению обстоятельств, и идеальная тема для написания книги).

Обратной стороной этой ситуации стало то, что мне пришлось ссылаться на тираннозавра значительно чаще, чем хотелось бы, просто потому, что он зачастую является единственным представителем клады, для которого данная конкретная черта или поведение были подтверждены. Прочие таксоны изучены недостаточно, и, хотя в действительности некоторые из них совсем новые (такие как ютираннус и литронакс), а другие известны по очень небольшому количеству материала (процератозавр, авиатираннис) или же и то и другое (нанукзавр), требуется провести намного больше исследований в области анатомии, эволюции и особенно экологии и поведения многих нетираннозавринных тираннозавров. Вероятно, ранние формы отчасти вследствие их относительной неспециализированности можно в некотором смысле объединить с животными вроде некрупных мегалозавров или аллозавров в том, что касается потенциальной добычи, способов питания и т. д. Тем не менее тираннозавр особенно интересен не столько тем, каким животным он был, сколько тем, как он таким стал, а также эволюционными путями, превратившими ранних тираннозавров в таких невероятных животных, как альбертозаврины и тираннозаврины.

Другая проблема заключается в том, что динозавры в целом и тираннозавр в особенности могут порождать у некоторых людей очень странные идеи. Никакая область науки не избавлена от периодически возникающих эксцентричных концепций, которые могут исходить даже от талантливых и уважаемых ученых, а не только «маргинальных» авторов. Даже если какие-либо спорные вопросы в конце концов решаются в академических кругах, информация об этом не обязательно выходит за пределы этих кругов; «ученые пришли к согласию» – не такая волнующая новость, как «новые скандальные дискуссии вокруг тираннозавра». Таким образом, публике зачастую удается услышать только начало истории, а дальнейшей работе уделяется значительно меньше внимания. Это в первую очередь стало причиной того, что нескончаемо муссируется тема «хищник или падальщик», в то время как, во-первых, ее вряд ли вообще стоило поднимать, а во-вторых, она была разобрана по косточкам в научной литературе далеко не один раз (наиболее подробно – палеонтологом Томом Хольцем в 2008 г.){82}.

Некоторые из этих вопросов уже мной упоминались, в то время как другие были в основном пропущены ради ясности изложения соответствующих глав, но к ним стоит вернуться, поскольку они обычно порождают заблуждения или оказывают значительное влияние на наше представление об этих животных. Добавлю здесь, что в последние годы наблюдается ситуация, когда СМИ принимают всерьез такие идеи, которые можно назвать интригующими разве что из великодушия: например, что динозавры обитали в воде или что они эволюционировали на других планетах в параллельных мирах и живут и здравствуют поныне, избежав в своем космическом доме массового вымирания. Я не буду углубляться в подобные маргинальные идеи здесь (они более чем подробно раскрыты в интернете), но в научной литературе ведутся серьезные дискуссии по поводу некоторых правдоподобных теорий, и их трудно не заметить. И первой – и главной – из них, является проблема нанотираннуса.

Тираннозавр-крошка?

В коллекциях Кливлендского музея естественной истории выставлен весьма скромных размеров череп теропода. Этот череп явно принадлежал тираннозаврину: широкая задняя часть быстро сужается к переду, сходясь к длинной, но все еще широкой морде с закругленным концом, и в челюстях имеется относительно небольшое количество крупных зубов. По сути, он выглядит весьма похожим на череп тираннозавра, только меньше чем в половину ожидаемого размера: длина его составляет чуть больше 50 см. Хотя этот череп, судя по всему, принадлежал животному солидных размеров, полная длина существа, вероятно, была ближе к 5 м, чем к размеру типичного взрослого тираннозавра.

Описанный изначально как экземпляр горгозавра палеонтологом Чарльзом Гилмором в 1946 г.{83}, этот череп впоследствии долгие годы оставался предметом множества дискуссий. Частично потому, что он несколько моложе горгозавра и фактически мог быть современником тираннозавра, но также потому, что это череп не горгозавра, а какого-то другого животного. Ключевой вопрос таков: принадлежал он юному тираннозавру или это все-таки череп миниатюрного тираннозаврина, жившего рядом с самым известным из динозавров? Вторую гипотезу официально высказали Боб Бэккер с соавторами в статье 1988 г., где они отметили, что некоторые кости черепа выглядят сросшимися{84}. Если это так, то перед нами череп взрослой особи, и, хотя животное могло впоследствии еще немного подрасти, оно явно было значительно меньше любого другого североамериканского тираннозавра из позднего мела, а также заслуживало признания как вид. За небольшие размеры его назвали нанотираннусом.

С тех пор бушуют дискуссии, является ли это животное представителем отдельного таксона, поскольку одно лишь сращение некоторых костей черепа вряд ли может считаться определяющим показателем зрелости особи. Важно следующее: если череп представляет новый таксон, тогда тираннозавр оказывается не единственным тираннозаврином своего времени в Америке, и большой разрыв в размерах между тираннозавром и разнообразными дромеозаврами и троодонтидами по крайней мере частично заполняется нанотираннусом, а это подразумевает для хищников данного периода совершенно иную экологию, чем предполагалось раньше. В то же время, если череп принадлежит ювенильному тираннозавру, у нас будет превосходная возможность изучить рост и развитие животных этого вида; притом что уже известен очень юный экземпляр тарбозавра, появляется огромное поле для изучения того, как эти животные менялись с возрастом и вопросов возможного экологического разделения между ювенильными и взрослыми особями.

Те, кто поддерживает выделение нанотираннуса в новый вид, указывают на некоторые особенности в морфологии черепа, которые не наблюдаются у известных экземпляров тираннозавра. Например, в челюстях нанотираннуса на несколько зубов больше, но в этой области всегда возможны индивидуальные вариации, и неясно, как зубы могли меняться по мере роста животного. Мы уже знаем, что изменялись пропорции конечностей и форма черепа, так что некоторые другие элементы вполне могли появляться и исчезать в процессе роста. Однако количество зубов у горгозавров разного возраста, судя по всему, отличалось, и то же может быть справедливо для тираннозавра (даже если не применимо к тарбозавру), однако количество зубов у тираннозавров в целом, вероятно, было весьма изменчивым признаком. Более того, дополнительные анализы, например выполненные Томасом Карром{85}, предполагают, что у нанотираннуса и тираннозавра есть общие черты, и первый экземпляр является ювенильной, а не взрослой особью.

Эта проблема еще больше осложняется наличием Джейн (имя, как и большинство остальных, дано в честь заслуг некоего человека, а не указывает на пол особи) – в значительной степени сохранного экземпляра молодого тираннозаврина, который также приписывают либо нанотираннусу, либо тираннозавру (рис. 17). Джейн, несомненно, была юной особью, поскольку в ее скелете имеется множество несросшихся костных швов, и некоторые гистологические данные также указывают на ювенильное животное, но является оно молодым тираннозавром или вторым нанотираннусом? Экземпляр Джейн на момент смерти превышал 6 м в длину, а следовательно, учитывая предстоящий значительный рост, вряд ли это было «карликовое» животное; более того, у него нашли больше зубов, чем у типичного взрослого тираннозавра, и это поддерживает идею, что количество зубов по мере роста уменьшалось. Несколько черт, уникальных для тираннозавра, наблюдаются у Джейн, также подтверждая идею, что она юный тираннозавр. Однако, учитывая сходство черепа Джейн и кливлендской находки, можно предполагать, что вторая тоже является «всего лишь» молодым тираннозавром.

И последним осложнением картины стал спорный экземпляр, недавно выкопанный в США и находящийся в частных руках. Маленький тираннозавр обнаружен рядом с цератопсом, предположительно олицетворяя собой результат смертельной схватки (нет нужды говорить о том, что большинство специалистов относятся к этому весьма скептически), и была высказана гипотеза, что этот новый экземпляр «решает» проблему нанотираннуса. Однако, хотя этот экземпляр выставлен на продажу, он не был доступен для ученых, так что пока данная теория относится исключительно к области фантазий. Несколько не очень хороших фотографий не полностью собранного экземпляра – не то, на чем стоит основывать суждения, поэтому в настоящее время этот экземпляр остается досадной побочной ветвью общей проблемы.

Растет количество данных в пользу того, что и Джейн, и кливлендский череп принадлежат настоящим тираннозаврам, частично на основании сравнений с экземплярами очень юного тарбозавра из Монголии{86} и тенденций роста, наблюдаемых у других динозавров. Если это предположение верно, у нас появляется превосходная шкала роста для тираннозавра, еще больше подкрепленная хранящимся в Лос-Анджелесе небольшим фрагментом морды, принадлежащей очень маленькой особи, примерно годовалой, судя по размеру. По сути, все это говорит о существовании определенных различий между тираннозавринами. Даже расколотый, череп маленького тарбозавра выглядит больше похожим на взрослый, т. е. предполагается, что у животного во всех возрастах сохранялась примерно одинаковая форма черепа, он просто становился больше. Между тем череп Джейн больше похож на череп раннего тираннозавра или алиорамина (длинный и узкий, без широкой задней части); по мере роста задняя стенка «раздувалась», образуя классическую форму черепа тираннозавра. Это указывает на значительные изменения в функционировании черепа и, возможно вследствие этого, – в экологии животного. В данный момент, несмотря на некоторые весомые контраргументы, лучше считать нанотираннуса невалидным таксоном, а не особым карликовым тираннозавром, какой бы привлекательной ни казалась эта идея.

Два тираннозавра?

Проблема нанотираннуса – лишь одна из ряда таксономических сложностей, связанных с вопросом, был ли тираннозавр рекс единственным тираннозавром конца мелового периода в Америке, поскольку некоторые специалисты высказывают предположение, что существовал и второй вид тираннозавра. Идея этого так называемого тираннозавра икс впервые появилась у палеонтолога Дейла Рассела, хотя прозвище икс ему дал Боб Бэккер{87}. Он основывался в первую очередь на том факте, что некоторые экземпляры тираннозавра рекса имели на передней части зубной кости пару маленьких зубов, а не один, а также на том, что черепа одних экземпляров выглядели значительно более крупными, чем другие. Опираясь на эти и другие предложенные различия, дальнейшие исследователи подхватили эту идею и предположили, что второй тираннозавр может скрываться среди имеющихся экземпляров рекса.

В каком-то смысле это было бы логично: примечательно, что тираннозавр, по-видимому, являлся единственным крупным хищником в своей экосистеме, в то время как и в современных экосистемах млекопитающих, и в древних динозавровых обычно присутствовало два или больше видов крупных хищников, т. е. экосистема тираннозавра выглядит несколько странной. Однако данные скудны, к тому же различия между рассматриваемыми животными весьма невелики. Разумеется, между имеющимися у нас экземплярами есть различия, но можно ожидать, что по крайней мере часть из них связана с внутривидовой изменчивостью, и даже несколько небольших устойчивых различий не обязательно указывают на наличие отдельных видов.

Эта проблема перекликается с идеей, что у известных экземпляров тираннозавра есть два идентифицируемых типа конституции, обозначенные как «мощная» и «грацильная» формы: т. е. одна считается более плотной, другая пропорционально более хрупкой. Более того, предполагается, что два этих типа конституции не просто связаны с общими различиями внешнего вида, как у плотных или худощавых людей, они якобы сцеплены с неявным половым диморфизмом, где одна форма соотносится с самцами, а другая – с самками{88}. Как уже упоминалось, некоторые экземпляры динозавров (а особенно тираннозавров) получают в итоге прозвища, но прозвища эти даются по большей части случайным образом и не связаны с полом животного, так что Сью не более самка, чем Бакки или Стэн – самцы. Предыдущие идеи о различении самцов и самок на основании числа или формы костных шевронов оказались неэффективными, и единственным надежным способом определить половозрелую самку является наличие медуллярной кости. Однако даже здесь ее отсутствие может указывать либо на то, что животное было самцом, либо что смерть произошла вне сезона размножения, к тому же не все экземпляры были изучены[22].

Итак, существуют ли вообще эти «морфы», а если да, то соотносятся ли с самцами и самками? И кто из них кто? Большинство исследователей по-прежнему весьма скептически относятся к этим идеям. Данные ограничены, и большая часть материалов не перекрывается в плане наличествующих частей скелетов, кроме того, существует разброс во времени и пространстве. Все экземпляры, разделенные тысячами квадратных километров и миллионами лет, приписываются к одному виду, но теоретически они должны были являться представителями очень разных популяций. Таким образом, даже если найдется признак, указывающий на возможность разделения экземпляров на две группы, то насколько эта картина будет искажена погрешностями подобных данных и тем фактом, что животные почти наверняка менялись в размерах и формах в процессе эволюции (рост и изменчивость отдельных особей также будут вызывать сложности)?

Это все говорится не для того, чтобы вычеркнуть какую-либо из обсужденных гипотез, но при неизбежных ограничениях такого анализа нам следует искать значительно более явные и устойчивые различия между двумя предполагаемыми группами. Мы действительно наблюдаем тонкие различия между всевозможными близкородственными видами, но даже при этом обычно существуют некоторые устойчивые и явные анатомические особенности, которые можно использовать, чтобы их разграничивать, и это основа морфологической концепции вида в применении к динозаврам. Нам неизбежно придется ждать дополнительных данных: новая информация должна привести к однозначному толкованию результатов, а при достаточном количестве ископаемых экземпляров, возможно, удастся провести анализ отдельной популяции, чтобы устранить многие из проблем, рассмотренных выше.

Исследования продолжаются, и хотя противоречия по-прежнему возникают и становятся предметом дискуссий, в действительности они довольно часто приводят к дополнительным изысканиям и уточнению идей, а также созданию все лучших диагностических методов и наборов данных, подтверждающих или опровергающих текущие точки зрения. Следовательно, спорные идеи могут быть полезны для стимуляции новых исследований; проблемы начинаются, когда за такие предположения продолжают цепляться еще долго после того, как их опровергли. Концепции, рассматриваемые здесь, по крайней мере правдоподобны, их отстаивают и обсуждают серьезные ученые, но все же идеи «на грани безумия» тоже имеют ценность. Во всяком случае они показывают неиссякаемую очарованность тираннозавром и направленное на него внимание.

Глава 18 Будущее

Широко распространенный в палеонтологии шаблон – завершать статью изречением в духе «будущие находки могут подтвердить данную гипотезу», и почти всегда это означает, что авторам работы, к их досаде, не удалось прийти к однозначным выводам (читатели могут отметить, что я закончил предыдущую главу вариантом такой фразы). Некоторые яркие, оригинальные исследования или логические умозаключения на основании доступных данных и материалов могут породить интереснейшие идеи по поводу биологии вымерших животных, но, чтобы подтвердить их – какими бы правдоподобными они ни казались, – нужны убедительные, в том числе материальные доказательства. Как упоминалось выше, данные такого рода часто отсутствуют, поэтому наши вопросы остаются без ответов, а возможности подтвердить теории повисают в воздухе.

Но, к счастью, по мере прогресса палеонтологических исследований при раскопках обнаруживают все больше экземпляров, что приводит ко все более подробному изучению костей, зубов, кожи и перьев, и в наше время эта информация распространяется между исследователями очень быстро. Идея, что «сейчас золотой век науки», пожалуй, будет верна всегда, поскольку новые концепции, технологии и разработки развиваются стремительно, и наука явно выигрывает от таких изменений, а палеонтология в наши дни продвинулась значительно дальше, чем была даже 10 лет назад, не говоря о трех-четырех десятелетиях. В результате мы сейчас проверяем и подтверждаем предположения, высказанные в палеонтологии тираннозавров ранее, а нынешние гипотезы, вероятно, будут уточняться будущими открытиями.

Например, в самых первых черновиках к этой главе я написал, что мы можем еще найти настоящих карликовых тираннозавридов – вероятнее всего, в островных условиях; но прежде чем я успел полностью закончить главу, был открыт нанукзавр. Моя исходная теория не была результатом какого-то гениального прогнозирования[23], но возникла естественным образом из логического применения фундаментальных аспектов биологии. Карликовые формы крупных животных часто возникают на островах, и нам уже известны островные карликовые динозавры, а крупные тираннозавры существовали долгое время, в том числе там и тогда, где были острова. Следовательно, появление в какой-то момент карликового тираннозавроида вполне вероятно, но найти останки такого животного – задача очень не простая. Популяции на островах должны были быть маленькими (поскольку там не так уж много места), а сами острова обычно являются не слишком удачным местом для образования больших количеств окаменелостей (однако море вокруг них может лучше подходить для этого), и островные популяции весьма уязвимы к вымиранию. Все эти факторы делают подобные находки маловероятными, даже если наличествовало несколько карликовых видов, так что для меня оказалось изрядным сюрпризом столь скорое обнаружение маленького северного тираннозавра. В то же время это событие в самом деле подтверждает мои слова. Качественное предсказание, основанное на понимании фундаментальных биологических и эволюционных тенденций, вполне возможно и может быть подтверждено, даже несмотря на ограниченность ископаемых данных.

Итак, эта глава рассматривает ряд возможных будущих направлений в области изучения тираннозавров. В некоторых разделах данной книги я знакомил читателей с моими собственными идеями о различных аспектах биологии тираннозавров – они не отражены в научной литературе как формальные гипотезы, но вполне правдоподобны, учитывая то, что мы знаем об этих животных и биологии в целом. Здесь, однако, я представлю еще несколько теорий, которые не слишком хорошо соответствуют специфическим особенностям эволюции тираннозавров, но содержат довольно убедительные идеи об эволюционных линиях и открытиях, которые могут появиться в будущем.

Будущие открытия

Начнем с самых основных и, пожалуй, неизбежных. Сейчас мы располагаем огромными количествами окаменелых яиц всевозможных динозавров, в том числе многих тероподов, и, несмотря на общую редкость останков тираннозавров, можно ожидать находки гнезда, которое можно будет с уверенностью приписать какому-либо тираннозавру. При некоторой удаче рядом может обнаружиться взрослая особь, высиживающая яйца или как минимум охраняющая гнездо. Подобная находка помогла бы в выявлении других яиц тираннозавров (некоторое количество, вероятно, уже обнаружено, но понять, какой группе динозавров принадлежали какие яйца, практически невозможно, не имея для начала чего-нибудь вроде зародыша). Также это дало бы надежную точку опоры для нынешних данных по росту и размножению. Гнездо много рассказало бы нам о том, сколько откладывалось яиц, насколько крупными были яйца и вылупившиеся тираннозавры, как быстро детеныши росли и какие изменения в их развитии могли происходить на ранних этапах жизни; это обогатит наши знания о таксономических характеристиках этих животных, их поведении и экологии.

Другая неизбежность – то, что мы найдем много новых видов. Как уже упоминалось, как минимум один вид тираннозавра, признанный новым, еще не получил названия, и несомненно, появятся другие. На таких территориях, как Южный Китай, Мексика, восточная часть России и Восточная Канада, возможно, имеются окаменелости тираннозавров, но либо там относительно немного подобных залежей, либо их еще предстоит разрабатывать и изучать. Поэтому вероятно, что в не слишком отдаленном будущем из этих местностей пойдет поток новых находок. Канада и Мексика вызывают особенный интерес. Могли ли тираннозавр или его непосредственные предшественники иметь значительно более обширный ареал распространения, чем мы представляем в настоящее время? Обитали ли отдельные виды или даже отдельные линии тираннозавров на других североамериканских территориях? Известны зубы из северной Мексики, приписываемые тираннозавру, и, хотя пока были обнаружены только отдельные кости, нельзя исключать возможность того, что они принадлежали новому виду или другому роду.

Аналогично существуют территории, на которых тираннозавры пока еще не обнаружены, но где можно ожидать их найти. Стоксозавр извлечен из чрезвычайно продуктивных отложений позднеюрской формации Моррисон в США, но в Восточной Африке, в Танзании, имеются похожие отложения в местности под названием Тендагуру. Когда материалы из африканского местонахождения были обнаружены впервые, многие идентифицированные виды отнесли к тем же родам, что и останки в американских отложениях, в том числе к брахиозаврам и дриозаврам. Часть их с тех пор переопределили в собственные рода, но этот пример все же демонстрирует, насколько похожими в целом были эти две фауны, следовательно, можно ожидать обнаружения и какого-нибудь тираннозавра. Недавнее исследование многочисленных одиночных зубов тероподов предполагает, что в Тендагуру присутствовали различные клады тероподов, однако ни одна из идентифицированных на данный момент групп не является несомненно тираннозавровой по происхождению. Возможно, тираннозавров там попросту не было, но если они уже обитали в Азии, Европе и Северной Америке и между различными фаунами имелось столь близкое сходство, то удивительно, что они еще не обнаружены в этих африканских отложениях.

Кстати, некоторые тираннозавры в действительности известны нам только по очень фрагментарным останкам. Хотя дополнительный материал по чжучэнтираннусу и нанукзавру был бы весьма желателен, имеющиеся экземпляры по крайней мере позволяют определить их как отдельные таксоны. Единственная известная особь рапторекса – детеныш, и было бы прекрасно получить останки взрослого животного; что-либо большее, чем голова процератозавра, тоже бы пригодилось. Часть таза динозавра из Австралии в этой книге упоминалась несколько раз, потому что она очень интересна и важна, однако мы также очень хотели бы увидеть остальное. Большее количество материала могло бы помочь определить, действительно ли данный фрагмент принадлежал тираннозавру (лично я думаю, что да), из какой линии и какое влияние это может оказать на представления о разнообразии и распространении тираннозавров. Если тираннозавры и в самом деле забрались так далеко и расселились на южных континентах относительно рано в своей эволюционной истории, тогда мы можем ожидать, что в какой-то момент обнаружится множество новых таксонов; маловероятно, чтобы тираннозавры пришли в Австралию и не развили там уникальных форм. В настоящее время останки динозавров из Антарктиды чрезвычайно редки из-за тяжелых природных условий, но, если тираннозавры процветали на юге, вполне вероятно, что в какой-то период они заселили и эти территории, и опять же мы можем ожидать обнаружения новых видов, соответствующих такому распространению.

Перейдем к взаимодействиям между животными: у нас уже имеется несколько экземпляров динозавров со следами нападений тираннозавров, и многие тираннозавры демонстрируют повреждения, нанесенные другими тираннозаврами, но на данный момент нет надежных подтверждений травм, причиненных тираннозаврам предполагавшейся добычей. Естественно, хищники изо всех сил стараются избегать опасных противников, но молодые и неопытные хищники сами совершают ошибки, к тому же животному всегда может просто не повезти. Однако, хотя такие повреждения могли быть редкими, они наверняка случались, по крайней мере иногда. Находка, представляющая собой свидетельство подобного происшествия, стала бы сенсацией, хотя бы только из-за своей маловероятности, но все же где-то может существовать окаменелый тираннозавр, пронзенный рогом трицератопса. Значительно более вероятным представляется обнаружение каких-либо закономерностей в повреждениях – таких как следы ударов по нижней части ног, – из чего можно было бы сделать вывод, что анкилозавры защищались от хищных гигантов (кстати, по крайней мере у одного горгозавра имеется очень серьезная травма голени).

Большее количество информации по содержимому желудков и отметинам зубов также практически неизбежно появится вместе с новыми экземплярами как тираннозавров, так и других животных. И опять же, особенно полезными здесь будут молодые животные: было бы чрезвычайно интересно увидеть, действительно ли юные тираннозавры питались иной добычей, чем их родители, и в особенности ловили ли они других животных, кроме динозавров. Наиболее вероятно, что ювенильные особи ели в основном ящериц, лягушек, мелких млекопитающих и, может быть, даже рыб и насекомых, пока были совсем маленькими, и данные по содержимому желудков подтвердят, что они и правда питались всем этим, даже если останется неясным, соответствовала ли такая пища их предпочтениям. Очень юные тираннозавры, возможно, даже поглощали куски костей крупных динозавров, которых они никак не могли убить или разорвать: фрагменты очень больших костей среди содержимого желудка стали бы хорошими показателями того, что родитель убивал и раздирал добычу для своих детенышей.

Пернатые животные

Новые находки перьев для тираннозавров практически гарантированы. До недавнего времени казалось, что перья (или их отпечатки) сохраняются только при исключительных обстоятельствах: в слоях, состоящих из очень мелкозернистого вулканического пепла или подобных осадков, которые могли заключить в себе животное и обеспечить фоссилизацию тканей. В таких условиях сохранившиеся экземпляры обычно оказываются раздавленными, поэтому мы всегда получали или расплющенное животное с перьями (а также с клювом, когтями, волосами, кожей и другими мягкими тканями данной особи), или объемные останки, состоящие только из костей и зубов. Существуют удивительные исключения с невероятной сохранностью мягких тканей и нерасплющенным скелетом, обнаруженные в подобных отложениях. Однако недавно в Канаде в более «стандартном» песчаниковом слое был найден молодой орнитомимозавр, у которого хорошо сохранились и кости, и перья. Это замечательно, поскольку считалось невозможным, чтобы в отложениях данного типа сохранялись подобные мягкие ткани. Что еще более важно в контексте этой книги, в таких же отложениях найден и тираннозавр. Теперь кажется более вероятным, что когда– нибудь мы найдем «царя» во всем его облачении. Растущее количество оперенных экземпляров из Китая указывает на возможность обнаружения дополнительного материала по дилуну или ютираннусу, а также, не исключено, оперенных детенышей и молодняка.

Переходим к более общим эволюционным изменениям: нанукзавр может оказаться лишь первым обнаруженным карликовым родом. Вполне возможно, что параллельно с ним в такой же изоляции жили и другие, и нам действительно известны островные системы, где в позднемеловом периоде обитали динозавры, порождая карликовые формы разных линий (в первую очередь на территории современной Румынии), т. е. остальные предположительно ждут своего открытия. Нанукзавр также интересен тем, что, по-видимому, нарушил еще один классический эволюционный закон: правило Бергмана об увеличении размеров в высоких широтах, рассмотренное выше. Тираннозавр и как минимум некоторые из альбертозавринов обитали в сравнительно северных широтах и сталкивались со снегом и холодами, а значит, нет никаких веских причин считать, что они не могли зайти на север еще дальше; следовательно, могут быть найдены таксоны или популяции с еще более крупными представителями этих и без того громадных животных (а возможно, наоборот, мексиканские тираннозавры были несколько мельче).

В популярной литературе делается излишний акцент на величине тираннозавров, и, хотя достигнутые ими размеры были невероятны, эти животные поразительны не только своими габаритами. Большие животные интересны, но не столько из-за производимого впечатления, сколько потому, что величина определяет многое в биологии любого существа, и зачастую крупные размеры порождают любопытные компромиссы и проблемы. Тем не менее приятно сознавать, что, какими бы огромными ни вырастали тираннозавры – а Сью уж точно была гигантом, – вероятно, существовали еще большие экземпляры. У нас имеются достаточно полные скелеты ограниченного числа взрослых особей и разрозненные останки еще нескольких десятков. Каковы шансы, что в этой выборке у нас найдутся экземпляры, входящие, скажем, в верхний 1 % по величине, не говоря уже о самых крупных особях вообще? Это опять-таки невозможно узнать без прямых подтверждений, но я был бы очень удивлен, если бы не существовало экземпляров тяжелее 10 т и длиннее 15 м и, вполне возможно, еще намного крупнее.

На другом конце размерного спектра должны были располагаться более мелкие таксоны, пока еще не найденные. Страдающие от двойной сложности обнаружения: в связи с большей древностью и меньшим размером останки ранних тираннозавров из средне– и позднеюрского периодов (и в меньшей степени раннемелового), вероятно, останутся неуловимыми еще некоторое время, но мы можем ожидать, что они все же будут обнаружены. Весьма маловероятно, чтобы известное нам сегодня ограниченное количество видов среднеюрских динозавров, уже распространившихся на тысячи километров континентальной суши, отражало все разнообразие этой группы эволюционных линий. Появление группы часто совпадает по времени с освоением животными новой ниши или захватом ее у какой-либо предыдущей группы, и потому мы можем ожидать, что эти животные распространялись и диверсифицировались быстро, и в таком случае нам предстоит обнаружить еще много новых видов.

Возможно, мы даже найдем целые новые линии; процератозавриды были определены как группа только недавно, и некоторые последние работы по филогениям предполагают, что алиорамины представляют собой отдельную ветвь эволюции тираннозавридов, не входящую в выделяемую прежде альбертозавринно-тираннозавринную ветвь. Такие перестройки дерева тираннозавров могут оказаться особенно интересными, потому что открыли бы новые возможности для оценки эволюционных изменений, а также направлений отбора, приведших к этим изменениям. Увидеть, как менялись группы, и понять, что могло вызвать эти изменения – например, происхождение перьев, крупные размеры, миграции между континентами, новая форма челюсти и зубов, – важнейшие задачи в области биологии и экологии, и исследование этих вопросов относится к самым захватывающим аспектам палеонтологии.

Далее, есть ряд научных работ, значение которых в палеонтологии сохраняется или растет, что, вероятно, окажет заметное влияние на наши представления о тираннозаврах. Очевидно, будут появляться лучшие и более подробные описания анатомии этих животных, содержащие новую информацию и данные, и они будут включены в более полные и строгие филогенетические анализы, позволяя нам проследить характерные изменения и скорость эволюции с большей точностью. Ведущаяся сейчас работа по изучению скоростей роста и онтогенетических изменений улучшит наше понимание физиологии и метаболических процессов этих животных.

Любой цвет на ваш вкус?

Недавно вышла невероятно интересная и весьма спорная работа по исключительно хорошо сохранившимся тканям нептичьих динозавров, включая тираннозавра, из Монтаны, США{89}. Пока описаны только фрагменты и кусочки материала, но исследователи уверены, что сохранились и мягкие ткани, несмотря на колоссальное количество прошедшего времени. Возможность такого сохранения вызывает скептическое отношение, но недавно опубликованная работа описывает правдоподобный механизм для долговременного сохранения биологического материала, добавляя убедительности идее, что это действительно аутентичные кусочки мягкой ткани, практически не изменившиеся за десятки миллионов лет. До настоящего времени ничего не опубликовано по отдельным клеткам и тем более перспективам найти генетический материал, но, учитывая количество образцов, по-видимому, использованных в работе исследовательской группы, мы можем как минимум ожидать некоторых сюрпризов и революционных находок в плане биологического материала динозавров.

Исключительная сохранность других находок также порождает перспективные потоки данных по тираннозаврам. Хотя мы можем ожидать, что обнаружим новые экземпляры пернатых тираннозавров, уже существующие материалы могут предоставить новые данные. Работа по оперенным динозаврам и птицам из юрских и меловых отложений Восточного Китая (и другие исследования перьев аналогичной сохранности из Бразилии и Германии) рассматривает микроструктуру и «химические подписи» этих перьев. Химические следы могут указывать на определенные типы пигментов и, таким образом, на возможные цвета и схемы окраски; при этом цвета многих перьев также отчасти связаны с формой микроструктур, называемых меланосомами, которые сохраняются в некоторых перьях. Успешное применение современных технологий для определения этих следов дает возможность составить представление об окраске оперения давно вымерших животных.

Здесь речь не о точной палитре; мы говорим об общем цветовом направлении (например, красном, коричневом или черном, а не о конкретных оттенках, к тому же некоторые цвета невозможно так просто выявить), но все же замечательно, что мы предпринимаем первые шаги к установлению окраски динозавров и имеем для этого некоторые эмпирические основания. Нет особых причин считать, что данные методы не могут быть применены к животным вроде ютираннуса, и, возможно, это лишь вопрос времени: когда-нибудь мы увидим статьи, описывающие возможную окраску как минимум одного тираннозавра и все выводы, которые из этого можно сделать. Обладали ли эти животные яркой сигнальной окраской или приглушенной покровительственной? Были ли детеныши окрашены иначе, чем взрослые, поскольку для них более важными являлись другие аспекты жизни (вероятно, они больше заботились о том, чтобы их самих не съели, и уж точно не нуждались в нахождении и очаровании полового партнера)? Могли ли различаться по окраске самцы и самки? Ютираннус, как считается, жил в довольно холодных условиях, а значит, мог сбрасывать зимний наряд и переходить на летний, окрашенный иначе, как это делают многие северные животные в наши дни. Возможности чрезвычайно любопытны и заманчивы, притом что материал почти наверняка уже существуют, и можно начать как минимум некоторые анализы, чтобы проверить эти идеи.

Технологический прогресс идет в ногу с развитием науки, и хотя по большей части палеонтология по-прежнему полагается на методы, применявшиеся 100 или даже 200 лет назад (анатомические атласы в лаборатории, геологический молоток в поле), компьютерная томография, трехмерные реконструкции, структурный анализ деформаций костей и другие подобные методы стали обычными и позволяют собирать и анализировать данные, которые чуть больше десятка лет назад считалось невозможным получить. Проводится все больше исследований таких сложных с точки зрения механики вопросов, как стояние, ходьба или кусание, поскольку растут и возможности сканирования окаменелостей, и вычислительная мощность, позволяющая анализировать внешние воздействия на кости и взаимодействия между ними. При дальнейшем росте аналитических возможностей станет доступным и динамический анализ. Например, уже появился ряд работ, где изучается сила укуса и поведение костей и зубов под нагрузкой, а также влияние подобных факторов на структуру черепа и т. д., но анализ применялся к статическим объектам: чему-то вроде гипотетической одиночной неподвижной кости. Анализ укуса в динамике, где тираннозавр и его жертва осуществляли бы сложные движения, раскрыл бы намного больше нюансов, и его результаты можно было бы сравнить с имеющимися отпечатками зубов и следами кормления на костях. Изгибали и поворачивали ли тираннозавры шею при укусе и могли ли выдержать рывки детеныша динозавра, отчаянно стремящегося освободиться? Разумеется, введение таких дополнительных данных было бы потрясающе интересно с точки зрения механики, и теоретически дало бы возможность объединить данные об анатомии, поведении и экологии, связав их со следами укусов на костях.

Также растет применение вычислительных мощностей в области экологии, в сложных моделях, анализирующих изменения в целых популяциях взаимодействующих организмов внутри экосистем. Некоторые простые модели используются в палеонтологии, в том числе для определения возможного образа жизни тираннозавров, но зачастую не хватает информации; на самом деле у нас не так уж много рабочих концепций – не говоря о материальных данных – по рождаемости, плотности популяций, численности взрослых и детенышей и другой простейшей и важнейшей информации, необходимой для такой работы. Однако, по мере накопления новых данных и знаний об экологии ныне существующих животных, по крайней мере станет проще очертить пределы возможного для тираннозавров на основании новых ископаемых материалов. Информация по пищевым взаимодействиям (включая вопросы, что ели тираннозавры и какие травоядные какими растениями питались) поможет воссоздать вероятные пищевые цепочки; данные по росту и физиологии позволят оценить потребность в ресурсах; открытия в области гнезд поспособствуют определению возможной структуры популяций и т. д. Конкретики получится мало и погрешности, вероятно, будут огромными, но первые шаги к реконструкции реальной динозавровой экосистемы как функционирующей биологической единицы, а не просто перечня видов или составления таблицы, кто из животных кого ел, становятся все более возможными. Тираннозавры, скорее всего, будут важной частью таких работ, поскольку входят в одни из самых изученных и понятных экосистем, по которым больше всего данных; они станут основным объектом подобных исследований, а мы уже имеем более-менее приличное представление о том, как могут функционировать экологические взаимосвязи у крупных наземных организмов.

Одним словом, в первых рядах списка областей, в которых неизбежен значительный прогресс в связи с появлением новых данных и исследований, а также постоянным развитием технологий, есть несколько наиболее вероятных кандидатов. Благодаря своей харизме тираннозавры могут получить непропорционально большое количество внимания, и можно ожидать, что эти животные значительно выиграют от такого изучения, а скорость роста наших знаний и также широта охвата и глубина исследований будут только увеличиваться. Направления, считавшиеся принципиально невозможными всего несколько лет назад, например определение окраски оперения, постепенно становятся не только возможными, но и неизбежными (пусть даже с ограничениями, наложенными сотней с лишним миллионов лет деградации ископаемых материалов), и единственное, что можно предсказать с уверенностью, – это появление новых работ и открытий, выходящих далеко за пределы того, о чем я здесь рассуждал. Жду не дождусь.

Глава 19 Заключение

Тираннозавры, как и многие другие динозавры, прекратили свое существование в конце мелового периода. К позднейшим известным нам тираннозаврам относится и тираннозавр рекс: этот род появился ближе к концу мелового периода и стал одним из самых последних нептичьих динозавров, о которых нам известно. Разумеется, наверняка где-то существовали и другие виды тираннозавров, но найдено не слишком много залежей ископаемых животных, близких к верхней границе мелового периода, так что нам опять не хватает данных. Учитывая большое количество обнаруженных в Азии тираннозавров из последних отделов мела, вполне вероятно, что некоторые виды продолжали обитать в Гоби и, возможно, в Европе и южных областях Северной Америки.

Около 66 млн лет назад, судя по всему, произошли огромные изменения в составе и структуре биоты Земли: все нептичьи динозавры вымерли – не осталось больше ни тираннозавров, ни завроподов, ни цератопсов, ни гадрозавров, ни анкилозавров и никого другого. Также не сумели пережить этот период очень многие из птиц (сохранилось лишь несколько линий), разнообразные млекопитающие, многие крокодилы, птерозавры, морские плезиозавры и огромное количество других животных и растений. Это было фактически массовое вымирание, повлиявшее на виды по всему миру. По геологическим меркам это событие можно считать почти мгновенным: продолжалось оно, по-видимому, всего пару десятков тысяч лет.

Именно эта перемена обозначает конец мелового периода и мезозойской эры в целом. Раньше геологи использовали меняющуюся фауну для выделения временны́х периодов, и данное изменение, несомненно, было внезапным и радикальным. Разумеется, более поздние работы уточнили это разделение, и теперь конец мезозоя и смену эпох определяют сами горные породы и различия в них. О причине вымирания динозавров выдвигалось множество гипотез, большинство из которых можно охарактеризовать только как маргинальные или по меньшей мере как продукт чрезмерной вольности мышления. За долгие годы было выдвинуто множество разнообразных популярных теорий: динозавры стали слишком большими, чтобы поддерживать свою жизнедеятельность, они состарились как раса и разучились размножаться, млекопитающие сожрали все их яйца, они внезапно вымерли из-за какой-то глобальной пандемии. Есть и еще более странные и, без сомнения, интересные идеи. Большинство можно исключить как довольно глупые, а некоторые могли бы (чисто теоретически) объяснить гибель динозавров, но не вымирание такого большого количества других разнообразных и широко распространенных линий. Только две теории прошли испытание временем и теперь могут считаться правдоподобными и обоснованными гипотезами вымирания динозавров: масштабные вулканические явления и падение метеорита.

И то и другое, несомненно, имело место. В Индии в конце мелового периода происходили массовые извержения вулканов, выбросившие в атмосферу огромные объемы лавы, пепла и газов и породившие траппы Декана – слои вулканического пепла в Индии. Столь же достоверно огромный метеорит упал на Землю неподалеку от северо-восточного побережья современной Мексики в самом конце мелового периода и, по всей вероятности, тоже поднял гигантское количество пыли и прочего материала. Оба эти события могли вызвать значительные подвижки в климате: частицы в атмосфере должны были рассеивать солнечный свет, охлаждая Землю и убивая растения и животных, которые из-за внезапности происходящего не успели адаптироваться или добыть достаточное количество пищи, чтобы поддерживать свое существование. При гибели растений не смогли выжить травоядные и в итоге хищники – и пищевые цепи, и экосистемы полностью разрушились.

Вопрос в том, не оказались ли многие экосистемы и особенно те, где доминировали динозавры, на грани вымирания еще в связи с вулканической активностью или они сумели приспособиться к этим изменениям только лишь для того, чтобы погибнуть от внезапного удара метеорита? В настоящее время второй сценарий кажется более правдоподобным, и, хотя извержения оказали огромное воздействие на Азию, они, по-видимому, не стали столь же глобальным событием, как падение метеорита.

Исходное локальное событие падения метеорита, по всей вероятности, было феноменальным по масштабам и сопровождалось землетрясениями, цунами, ливнем обломков и, возможно, таким жаром, что сам воздух запылал. Мало что выжило на довольно большом расстоянии от места падения, а эффекты вроде гигантских приливных волн могли оказать серьезное воздействие на побережья всех океанов. Пыли в атмосферу было выброшено столько, что даже в Италии, за много тысяч километров, в горных породах обнаружен слой красных глин, богатых иридием. Иридий – редкий элемент на Земле, но обычный для астероидов; данная находка в Италии состоит из остатков упавшего в Мексике метеорита, чьи следы очевидны даже за полмира от места катастрофы. Нетрудно вообразить, насколько опустошительным было это событие.

Жизнь, разумеется, не погибла: несмотря на колоссальные потери, многим животным и растениям удалось уцелеть. Вероятно, они сохранялись в небольших количествах – несколько особей или популяций, обитавших в более защищенных местах, оказались достаточно удачливыми, чтобы пережить самое худшее, а другие, вероятно, были уже вполне хорошо адаптированы к ужесточившимся условиям или достаточно быстро эволюционировали. В массовых вымираниях всегда присутствуют загадки: какие-то существа, которые должны были вымереть, сохраняются, а те, от которых ожидали выживания, исчезают, но все же в этой области возможны предсказания. Во-первых, выжившие обычно отличаются небольшими размерами. Это означает, что такие животные чаще всего образуют большие популяции (с бо́льшим числом особей и большим генетическим разнообразием), быстро размножаются (и потому скорее могут восстановить численность после ее катастрофического падения) и требуют мало ресурсов для жизнедеятельности. Те, кто может быстро мигрировать и таким образом добираться до других территорий, вероятно, справятся с катастрофой относительно хорошо, а универсалы и без того освоившие множество экосистем и способные питаться разнообразной пищей, не будут испытывать таких трудностей с добычей пропитания, как более специализированные животные.

Следовательно, относительно легко понять, почему большинство динозавров были обречены. Они обладали большой плодовитостью и в целом были распространены повсеместно, но многие были крупными, и после популяционной катастрофы новое поколение смогло бы размножиться лишь через несколько лет. Многие динозавры имели какую-либо пищевую специализацию, и, конечно, среди них присутствовали хищники, в том числе и тираннозавры. По большому счету у них было мало шансов. Тем не менее маловероятно, что они вымерли все сразу. Время от времени поступают сообщения о найденных костях динозавров, относящихся к более поздним периодам, чем меловой, и, хотя еще ни одна такая находка не оказалась в итоге корректно атрибутированной (судя по всему, виновниками таких ошибок являются корни растений и подобные факторы), не будет сюрпризом, если небольшое количество динозавров действительно худо-бедно протянуло еще пару-тройку тысяч лет. Где-нибудь вполне могла сохраниться долина или остров, по большей части избежавшие разрушений, и, возможно, какие-либо виды динозавров продолжали обитать там еще некоторое время, но небольшая популяция на небольшой территории всегда остается уязвимой к меньшим по масштабу катастрофам и вымиранию. Я совсем не удивлюсь, если в один прекрасный день в постмеловых отложениях найдется настоящий нептичий динозавр, но это не станет причиной усомниться в массовом вымирании в конце мелового периода или в гибели динозавров и общем опустошении планеты. Одиночный скелет (или даже материальные данные по нескольким видам) не поставит под вопрос всю науку, не сделает динозавров «менее мертвыми» и не добавит правдоподобия историям о завроподе, обитающем в Конго (а также о птерозаврах, живущих в Новой Гвинее или лох-несском чудовище в Шотландии), вопреки таким предположениям.

Гибель динозавров дала в итоге возможность развиваться линиям, пережившим рубеж мезозойской эры. В геологическом смысле это стало буквально зарей новой эпохи, но тираннозавры исчезли навсегда, оставив только окаменелые останки, погребенные глубоко в толще Земли.

История изучения тираннозавров насчитывает больше века исследований, десятками палеонтологов написаны сотни статей, описывающих около 30 видов тираннозавров, которые представлены сотнями окаменелых останков из десятков местонахождений на пяти континентах. На протяжении данной книги мы рассмотрели многие аспекты происхождения, эволюции и разнообразия тираннозавров, их экологию и поведение, их анатомию и функциональную морфологию, а также их вымирание. При этом едва ли возможно даже вскользь упомянуть все гипотезы, выдвигавшиеся о представителях данной группы в то или иное время и тем более разобрать зачастую длинные и развернутые аргументы, подтверждающие или опровергающие какую-либо идею.

Работа науки заключается в том, чтобы отделять фантазии от реальности или по крайней мере переходить от сырых гипотез к их проверке. Таким образом, мы можем отделить возможное от невозможного. Огромное количество времени и усилий вкладывается в проверку идей, что иногда приводит к остроумным решениям для задач исследования окаменелых костей и зубов возрастом в сотню миллионов лет. Последние годы выдвинули на передний план новые технологии, применяемые в анализах, такие как компьютерная томография черепов для изучения мозга, компьютерное моделирование стоящих, поворачивающихся и бегущих животных, а также расчеты прочностных моделей черепов. Детальные исследования современных видов и их эволюции предоставляют модели для сравнений с вымершими хищниками, и, естественно, все это опирается на регулярные новые находки ископаемых останков и интересные открытия.

В целом данная работа дает нам значительно более ясное представление о тираннозаврах, чем у нас было до сих пор. Идеи о том, что они являлись облигатными падальщиками, а самки вырастали крупнее самцов, были рассмотрены и опровергнуты; другие идеи, такие как укусы за морду и поедание молодняка динозавров, получили подтверждение. По сравнению со знаниями даже десятилетней давности сейчас известно почти вдвое больше видов тираннозавров, анализ их родственных связей стал во много раз обширнее и значительно подробнее, и теперь у нас есть прямые подтверждения как хищничества, так и поедания падали, а также каннибализма. У нас появились экземпляры очень юных тираннозавров, дающие представление об их росте, сохранившиеся перья, особи из Южной Америки и Австралии, очень древние тираннозавры, материальные данные по гребням на головах и их возможном сигнальном использовании, копролиты и содержимое желудков и – самое сенсационное – волнующие намеки на возможность сохранения мягких тканей, таких как связки и мышцы.

Тираннозавры – не просто популярные хищные почти безрукие гиганты, они были вполне реальными животными. Нам нужно помнить, что при всех их странных и удивительных особенностях, таких как сам размер тираннозавринов, они были встроены в свой мир точно так же, как любой другой организм от бактерии до мельчайшего цветка и огромнейшего кита. У тираннозавров были предки и потомки, конкуренты, хищники, болезни, паразиты и добыча. Их биология и поведение оказывали влияние на множество других видов вокруг них и направляли изменения во флоре и фауне в течение миллионов лет. В свою очередь, на них влияли меняющаяся среда и виды, с которыми они взаимодействовали. В этом смысле как минимум тираннозавры не были животными особенными, а «только лишь» еще одной из бесконечной последовательности форм, обитавших на нашей планете прежде и населяющих ее сейчас. С этой точки зрения проще оценить, насколько они отличались даже от своих ближайших родственников в кладе тероподы.

Расцвет тираннозавров начинался с неких сравнительно непримечательных животных среднеюрского периода, которые впоследствии произвели одних из самых крупных, массивных и анатомически необычных хищников всех времен. Описание истории существования тираннозавров в контексте их геологической эпохи и места на эволюционном древе демонстрирует прекрасный пример современной палеонтологической работы. Здесь представлены данные из разнообразных источников и исследования из области не только биологии и геологии, но также химии, физики и инженерии. Палеонтологи собирают и систематизируют открытия со всего мира, крупицы данных постепенно заполняют пробелы в идеях, и мозаика наших знаний об этой группе понемногу движется к завершению.

Сейчас я стараюсь избежать шаблонной фразы «необходимо больше данных» и, хотя искушение велико, попробую закончить на другой ноте. Последние 15–20 лет стали, пожалуй, временем величайшего расцвета и прогресса в палеонтологических данных и технологиях, которые продвинулись больше, чем за предыдущие 150–200 лет, а скорость роста знаний повышается еще быстрее. Дело не только в том, что мы теперь больше знаем об этих животных, чем когда-либо в прошлом (еще одна заезженная фраза), но мы приближаемся к своего рода критической массе, где каждый новый фрагмент данных встраивается в имеющуюся картину, а не остается висеть в интеллектуальном пространстве без видимой связи с другими концепциями. Одним словом, мы не просто больше знаем и быстрее учимся – у нас теперь есть надлежащее понимание того, что мы знаем и чего не знаем, и также того, как дальше заполнять пробелы в наших знаниях. То есть речь не о том, что необходимо больше данных, а о том, что данные неизбежно появятся в ближайшем будущем, помогая отвечать на возникающие вопросы и далее дополнять и расширять нашу историю тираннозавров.

Книги по теме

Научная литература может быть нелегка для чтения и понимания; даже если повезет (в хороший день), в ней вы найдете в основном все о подсчете дентикул и соотношениях бедренная/большеберцовая кость из того, что я могу «переварить». Как отмечалось во введении, я постарался сократить количество упоминаемых источников (работа такого объема в формальной научной литературе, вероятнее всего, содержала бы сотни ссылок) и ограничиться наиболее значимыми и раскрывающими тему (либо написанными мной). В этой книге недостаточно места, чтобы включить все, и, разумеется, можно добавить еще много ссылок на источники. Здесь упоминаются преимущественно самые давние, а также самые свежие и важные работы по данной теме, но это не означает, что другие не важны.

Не все эти источники просто достать, но все больше статей можно найти в интернете, а авторы собственных исследований обычно только рады прислать свою статью по запросу: они хотят, чтобы их работы читали. Поисковые системы Google Scholar и PubMed могут помочь найти их, и дальше остается только прочитать. Погружение в литературу может оказаться трудным делом, поэтому перечислю пять работ, которые должны облегчить вам чтение более специальных текстов в том порядке, в котором лучше подходить к этой теме, а также несколько дополнительных источников, которые помогали в написании данной книги и дают более глубокие научные знания о тираннозаврах.

1. Encyclopedia of Dinosaurs. 2007. Thomas R. Holtz Jnr, illustrated by Luis Rey, Random House.

Современная классика о динозаврах и редкая книга, для которой применимо понятие «для любого возраста».

2. The Great Dinosaur Discoveries. 2009. Darren Naish. A & C Black.

В большей степени освещает историю изучения динозавров и рассказывает в основном о важнейших находках и о том, как они меняли наши представления о динозаврах.

3. The Complete Dinosaur. 2012. Michael Brett-Surman, Thomas R. Holtz Jnr & James O. Farlow. Indiana University Press.

Рассказывает практически обо всем: раскопках, истории, методах исследования, поведении, анатомии и даже тематических произведениях искусства и музейных экспозициях.

4. Dinosaur Paleobiology. 2012. Stephen L. Brusatte. Wiley-Blackwell.

Свежий обзор основных сведений и исследований, ориентированный на студентов и аспирантов. Помогает закрепить знания, полученные из предыдущих работ, и служит мостиком к более специальным статьям.

5. Dinosauria (2nd edn). 2004. David D. Weishampel, Peter Dodson & Halszka Osmólska. University of California Press.

Научная работа, освещающая происхождение, эволюцию, разнообразие и экологию динозавров (в особенности их анатомию, систематику и родственные связи). По сути, это главная «библия» изучения динозавров, хотя сейчас она начинает устаревать; готовится к печати новое издание.

Abler, W. L. 2001. A kerf-and-drill model of tyrannosaur tooth serrations. In: Mesozoic Vertebrate Life, Tanke, D. H., Carpenter, K., Skrepnick, M. W. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 84–89.

Barrett, P. M. & Rayfield, E. J. 2006. Ecological and evolutionary implications of dinosaur feeding behaviour. Trends in Ecology & Evolution, 21: 217–224.

Bates, K. T. & Falkingham, P. L. 2012. Estimating maximum bite performance in Tyrannosaurus rex using multi-body dynamics. Biology Letters, 8: 660–664.

Benson, R. B. J. 2008. New information on Stokesosaurus, a tyrannosauroid (Dinosauria: Theropoda) from North America and the United Kingdom. Journal of Vertebrate Paleontology, 28: 732–750.

Breithaup, B. H., Southwell, E. H. & Matthews, N. A. 2006. Dynamosaurus imperiosus and the earliest discoveries of Tyrannosaurus rex in Wyoming and the West. New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin, 35: 257–258.

Brochu, C. A. 2003. Osteology of Tyrannosaurus rex: insights from a nearly complete skeleton and high-resolution computed tomographic analysis of the skull. Society of Vertebrate Paleontology Memoir, 7: 1–138.

Brusatte, S. & Benson, R. B. J. 2013. The systematics of Late Jurassic tyrannosauroids (Dinosauria: Theropoda) from Europe and North America. Acta Palaeontologica Polonica, 58: 47–54.

Brusatte, S. L., Carr, T. D. & Norell, M. A. 2012. The osteology of Alioramus, a gracile and long-snouted tyrannosaurid (Dinosauria: Theropoda) from the Late Cretaceous of Mongolia. Bulletin of the American Museum of Natural History, 366: 1–197.

Buckland, W. 1824. Notice on the Megalosaurus or great Fossil Lizard of Stonesfield. Transactions of the Geological Society of London, 2: 390–396.

Cadbury, D. 2000. The Dinosaur Hunters. Fourth Estate, London.

Carpenter, K. 1992. Tyrannosaurids (Dinosauria) of Asia and North America. In: Aspects of Nonmarine Cretaceous Geology, Mateer, N., Chen, P. J. (eds) China Ocean Press, Beijing, pp. 250–268.

Carr, T. D. & Williamson, T. E. 2010. Bistahieversor sealeyi, gen. et sp. nov., a new tyrannosauroid from New Mexico and the origin of deep snouts in Tyrannosauroidea. Journal of Vertebrate Paleontology, 30: 1–16.

Carr, T. D., Williamson, T. E. & Schwimmer, D. R. 2005. A new genus and species of tyrannosauroid from the Late Cretaceous (middle Campanian) Demopolis Formation of Alabama. Journal of Vertebrate Paleontology, 25: 119–143.

Colbert, E. H. 1968. Men and Dinosaurs: The Search in Field and Laboratory. Evans Brothers, Limited.

Cooper, L. N., Lee, A. H., Taper, M. L. & Horner, J. R. 2008. Relative growth rates of predator and prey dinosaurs reflect effects of predation. Proceedings of the Royal Society B, 275: 2609–2615.

Currie, P. J. 2000. Theropods from the Cretaceous of Mongolia. In: The Age of Dinosaurs in Russia and Mongolia, Benton, M. J., Shishkin, M. A., Unwin, D. M., Kurochkin, E. M. (eds), Cambridge University Press, Cambridge, pp. 434–455.

Currie, P. J., Trexler, D., Koppelhus, E. B., Wicks, K. & Murphy, N. 2005. An unusual multi-individual tyrannosaurid bone bed in the Two Medicine Formation (Late Cretaceous, Campanian) of Montana (USA). In: The Carnivorous Dinosaurs, Carpenter, K. (ed.) Indiana University Press, Bloomington, pp. 313–324.

Erickson, G. M., Currie, P. J., Inouye, B. D. & Winn, A. A. 2006. Tyrannosaur life tables: an example of non-avian dinosaur population biology. Science, 313: 213–217.

Farlow, J. M., Brinkman, D. L., Abler, W. L. & Currie, P. J. 1991. Size, shape, and serration density of theropod dinosaur lateral teeth. Modern Geology, 16: 161–198.

Fowler, D. W., Woodward, H. N., Freedman, E. A., Larson, P. L. & Horner, J. R. 2011. Reanalysis of 'Raptorex kriegsteini': a juvenile tyrannosaurid dinosaur from Mongolia. PLOS ONE, 6: e21376.

Holliday, C. M. 2009. New insights into dinosaur jaw muscle anatomy. The Anatomical Record, 292: 1246–1265.

Holtz, T. R. 2001. The phylogeny and taxonomy of the Tyrannosauridae. In: Mesozoic Vertebrate Life. Tanke, D. H., Carpenter, K. & Skrepnick, M. W. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 64–83.

Holtz, T. R. 2003. Dinosaur predation: evidence and ecomorphology. In: Predator-Prey Interactions in the Fossil Record. Kelly, P. H., Kowalewski, M., Hansen, T. A. (eds), Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, pp. 325–340.

Hone, D. W. E. & Rauhut, O. W. M. 2010. Feeding behaviour and bone utilization by theropod dinosaurs. Lethaia, 43: 232–244.

Hone, D. W. E. & Tanke, D. H. 2015. Pre– and post-mortem tyrannosaurid bite marks on the remains of Daspletosaurus (Tyrannosaurinae: Theropoda) from Dinosaur Provincial Park, Alberta, Canada. PeerJ, 3: e885.

Horner, J. R. 1994. Steak knives, beady eyes, and tiny little arms (a portrait of Tyrannosaurus as a scavenger). The Paleontological Society Special Publication, 7: 157–164.

Hurum, J. H. & Sabath, K. 2003. Giant theropod dinosaurs from Asia and North America: Skulls of Tarbosaurus bataar and Tyrannosaurus rex compared. Acta Palaeontologica Polonica, 48:161–190.

Hutchinson, J. R. & Garcia, M. 2002. Tyrannosaurus was not a fast runner. Nature, 415: 1018–1021.

Hutt, S., Naish, D., Martill, D. M., Barker, M. J. & Newbery, P. 2001. A preliminary account of a new tyrannosauroid theropod from the Wessex Formation (Early Cretaceous) of southern England. Cretaceous Research, 22: 227–242.

Knell, R., Naish, D., Tompkins, J. L. & Hone, D. W. E. 2013. Sexual selection in prehistoric animals: detection and implications. Trends in Ecology and Evolution, 28: 38–47.

Lambe, L. M. 1917. The Cretaceous theropodus dinosaur Gorgosaurus. Government Printing Bureau, vol. 100.

Larson, P. 2008. Variation and sexual dimorphism in Tyrannosaurus rex. In: Tyrannosaurus rex, The Tyrant King. Larson, P., Carpenter, K. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 102–128.

Maleev, E. A. 1955. New carnivorous dinosaurs from the Upper Cretaceous of Mongolia. Doklady Akademii Nauk SSSR, 104: 779–782.

Molnar, R. E. 1991. The cranial morphology of Tyrannosaurus rex. Palaeontographica A, 217: 137–176.

Osborn, H. F. 1906. Tyrannosaurus, Upper Cretaceous carnivorous dinosaur (second communication). Bulletin of the American Museum of Natural History, 22: 281–296.

Owen, R. 1842. Report on British Fossil Reptiles. Part II. Report of the Eleventh Meeting of the British Association for the Advancement of Science; Held at Plymouth in July 1841. London, pp. 60–204.

Rauhut, O. W. M. 2003. A tyrannosauroid dinosaur from the Upper Jurassic of Portugal. Palaeontology, 46:903–910.

Ricklefs, R. E. 2007. Tyrannosaur ageing. Biology Letters, 3:214–217.

Russell, D. A. 1970. Tyrannosaurs from the Late Cretaceous of western Canada. National Museum of Natural Sciences Publications in Paleontology, 1:1–34.

Sampson, S. D. 2009. Dinosaur Odyssey: Fossil Threads in the Web of Life. University of California Press.

Sereno, P. C., Tan, L., Brusatte, S. L., Kriegstein, H. J., Zhao, X. & Cloward, K. 2009. Tyrannosaurid skeletal design first evolved at small body size. Science, 326:418–422.

Snively, E., Henderson, D. M. & Phillips, D. S. 2006. Fused and vaulted nasals of tyrannosaurid dinosaurs: implications for cranial strength and feeding mechanics. Acta Palaeontologica Polonica, 51:435–454.

Varricchio, D. J. 2001. Gut contents from a Cretaceous tyrannosaurid: implications for theropod dinosaur digestive tracts. Journal of Paleontology, 75:401–406.

Witmer, L. M. & Ridgely, R. C. 2009. New insights into the brain, braincase, and ear region of tyrannosaurs (Dinosauria, Theropoda), with implications for sensory organization and behaviour. Anatomical Record, 292:1266–1296.

Witmer, L. M. & Ridgely, R. C. 2010. The Cleveland tyrannosaur skull (Nanotyrannus or Tyrannosaurus): new findings based on CT scanning, with special reference to the braincase. Kirtlandia, 51:61–81.

Zelenitsky, D. K., Therrien, F. & Kobayashi, Y. 2009. Olfactory acuity in theropods: palaeobiological and evolutionary implications. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 276:667–673.

Музеи и онлайн-источники

В дополнение к традиционным ссылкам на научные статьи, книги по теме и справочники, которые могут заинтересовать любителей динозавров, представляю вам список замечательных мест (и физических, и цифровых), где можно получить более подробную информацию.

Музеи

Во множестве музеев по всему миру имеется хотя бы слепок (т. е. копия, снятая с оригинальной кости или скелета) черепа тираннозавра или даже целого скелета. Однако увидеть настоящие ископаемые экземпляры (кроме какого-нибудь зуба или кости) может оказаться довольно сложно. Несмотря на большое разнообразие тираннозавров, уже упоминалось, что основная масса окаменелостей происходит из Северной Америки и Восточной Азии. Они ценны и в научном смысле, и в денежном, и потому большинство экземпляров хранится в музеях, и многие не выставляются. Окаменелости подвергаются риску, когда экспонируются на свету и в меняющихся климатических условиях музейной выставки (не говоря уже о публике), поэтому не всегда безопасно их выставлять, даже если бы исследователям этого хотелось.

Итак, здесь представлен неполный список мест, где в настоящее время экспонируются тираннозавры (ситуация в этих местах меняется, в разное время выставляется больше или меньше экземпляров). Коллекции, содержащие важные экземпляры или особенно большое их количество, выделены жирным шрифтом. Если вы хотите увидеть слепок тираннозавра, любой из больших музеев в этом списке (и многие не вошедшие в него) станут великолепным началом.

Европа[24]

Великобритания: Музей естественной истории (Natural History Museum), Лондон; Музей естественной истории Оксфордского университета (Oxford University Museum оf Natural History), Оксфорд; Национальный музей Шотландии (National Museum of Scotland), Эдинбург.

Франция: Национальный музей естественной истории (National Museum of Natural History), Париж.

Германия: Зенкенбергский музей (Senckenberg Museum), Франкфурт.

Азия и Австралия

Япония: Музей Динозавров префектуры Фукуи (Fukui Prefectural Dinosaur Museum), Фукуи; Национальный музей природы и науки (National Museum of Nature and Science), Токио.

Китай: Палеозоологический музей Китая (Palaeozoological Museum of China), Пекин.

Австралия: Национальный музей динозавров (National Dinosaur Museum), Канберра.

Северная Америка

Канада: Королевский Тиррелловский палеонтологический музей (Royal Tyrrell Museum of Palaeontology), Альберта; Королевский музей Онтарио (Royal Ontario Museum), Онтарио.

США: Музей естественной истории Филда (Field Museum of Natural History), Чикаго; Музей естественной истории округа Лос-Анджелес (Natural History Museum of Los Angeles County), Лос-Анджелес; Смитсоновский национальный музей естественной истории (Smithsonian National Museum of Natural History), Вашингтон; Музей естественной истории Карнеги (Carnegie Museum of Natural History), Питтсбург; Музей Скалистых гор (Museum of the Rockies), Монтана.

Мексика: Музей пустыни (Museo del Desierto), Коауила.

Веб-сайты и блоги

Интернет произвел революцию в общении ученых – и друг с другом, и с широкой публикой. Однако также появились бо́льшие, чем когда-либо, возможности для распространения огромного количества некачественной информации, которая подается как истинная и достоверная; без знания, что верно, а что устарело, продраться сквозь нее может оказаться трудно. Вот несколько веб-сайтов о тираннозаврах и динозаврах в целом, а также блогов, которые могут представлять интерес, поскольку их пишут люди, не понаслышке знакомые с данной темой.

Страница о моих собственных исследованиях. Да, некоторая самореклама, но также там доступны многие мои статьи, включая те, где рассматриваются тираннозавры.

Размышления об архозаврах. Мой первый специальный блог, посвященный динозаврам, птерозаврам и проблемам научной коммуникации. Особенно рекомендую огромную серию записей про горгозавра.

-worlds

Затерянные миры. Мой второй научный блог для интернет-версии газеты Guardian. Менее специальный, чем «Размышления».

«Спросите биолога». Сайт по принципу «вопрос – ответ», для всех возрастов. Охватывает всю биологию, но, поскольку я его администратор, я набрал туда довольно много палеонтологов, так что здесь собралась великолепная команда людей, которые могут ответить на любые вопросы про тираннозавров.

Рисование скелетов. Веб-сайт и блог Скотта Хартмана об анатомии динозавров и их изображении.

«Главный сайт по тираннозавроидам». Блог специалиста по тираннозаврам Томаса Карра, посвященный тиранозаврам.

Блог о динозаврах, который ведет палеонтолог Генрих Маллисон. Также здесь рассказывается о многих современных животных.

«Позвонки завроподов – картинка недели!» Сайт, посвященный завроподовым динозаврам и конкретно их позвоночнику.

Художественные работы палеохудожника, призера нескольких премий Луиса Рея. Великолепные и смелые картины.

«Любовь во времена хасмозавров». Забавный взгляд на динозавров и особенно старые изображения и идеи.

-zoology

Зоология тетраподов. Один из лучших биологических интернет-блогов, освещающий большое количество материалов по динозаврам, поскольку ведет его палеонтолог (описавший эотираннуса) Даррен Нэш.

Благодарности

Есть множество палеонтологов (в том числе исследователи, полевые геологи, лаборанты, художники и др.), которые внесли свой вклад в важные работы по тираннозаврам и с кем я имел счастье работать вместе или которые уделили время и внимание обсуждению со мной этих удивительных животных и их истории. Все это так или иначе нашло отражение в данной книге, и потому я обязан поблагодарить Сюй Сина, Даррена Нэша, Даррена Танке, Фила Карри, Джона Хатчинсона, Махито Ватабе, Скотта Персонса, Ларри Уитмера, Оливера Раухута, Эмили Рэйфилд, Марка Лёвена, Дона Хендерсона, Стива Брузатта, Майка Хабиба, Така Цуихидзи и Корвина Салливана за помощь, поддержку, дружбу и знания. Я также в долгу у всех, кто публиковал научные работы по тираннозаврам, без которых эта книга стала бы значительно короче.

Особые благодарности Тому Хольцу, который вытерпел множество моих вопросов про тираннозавров и был настолько добр, что прочел всю рукопись, поделился своими соображениями и проверил ошибки. Все это помогло исправить допущенные мною разнообразные оплошности и также означает, что за оставшиеся в тексте неувязки я могу винить его – это он их пропустил.

Также я благодарю Чарли Добби, Марка Винсента и Хелет Уинн за то, что они прочитали эту книгу и помогли определить области, нуждающиеся в прояснении для неспециалистов по тираннозаврам. Их время было потрачено не зря.

Скотт Хартман давным-давно стал человеком, на которого я могу положиться в том, что касается графического представления давно вымерших животных, и я был счастлив, когда он согласился иллюстрировать эту книгу. Она не стала бы такой без его участия. Я также должен поблагодарить Сюй Сина, Ларри Уитмера, Джона Хатчинсона, Джордана Мэллона, Энди Фарка, Лю Цзюньчана, Пита Фолкингэма, Фила Карри и Марка Лёвена, а также Музей Карнеги, Королевский Тиррелловский музей, Институт палеонтологии позвоночных и палеоантропологии, «Остров динозавров», Музей округа Лос-Анджелес, Королевский музей Саскачевана, Музей естественной истории и науки штата Нью-Мексико, Академию наук Монголии и Музей Хаясибара за предоставление изображений, использованных в данной книге, или разрешение опубликовать фотографии экземпляров из их коллекций.

Я хотел бы поблагодарить сотрудника издательства Bloomsbury Джима Мартина предоставленную мне возможность написать эту книгу и позволить поделиться своими идеями. Мои благодарности Анне Макдиармид за ее работу над книгой и создание разворотов с иллюстрациями, а также Кристине Мейер за корректуру. Без них эта книга получилась бы совсем иной.

Сноски

1

Цитата из песни Led Zeppelin «Thank You». – Прим. пер.

(обратно)

2

Они называются гемальными дугами у всех позвоночных, начиная с рыб. У млекопитающих гемальные дуги сильно редуцированы и имеются только в самой передней части хвоста. – Прим. науч. ред.

(обратно)

3

Rex – латинское слово, обозначавшее царя в Древнем Риме. – Прим. ред.

(обратно)

4

Во времена СССР на Западе так называли дружественные Советскому Союзу страны Центральной и Восточной Европы. – Прим. ред.

(обратно)

5

Ночная активность предполагает специальные адаптации, которых не было у большинства динозавров. – Прим. науч. ред.

(обратно)

6

Обратите внимание, что это просто прозвище, данное для удобства и не связанное с реальным полом животного. – Прим. авт.

(обратно)

7

Это понятие более подробно раскрывается в следующей главе. – Прим. авт.

(обратно)

8

Этот признак характерен для орнитомимид и троодонтид; среди овирапторозавров он встречается у авимимид и ценогнатид. – Прим. науч. ред.

(обратно)

9

Это предложение оказалось значительно более пророческим, чем я ожидал: я три раза обновлял его в процессе работы над книгой. – Прим. авт.

(обратно)

10

Систематические группы могут быть монофилетические, парафилетические и полифилетические. Клада – монофилетическая группа. – Прим. науч. ред.

(обратно)

11

Запах приносится ветром, и все хищники, чтобы его уловить, поворачивают голову по ветру. – Прим. ред.

(обратно)

12

В этом месте, называемом гемальным каналом, проходят хвостовая артерия и вена. – Прим. науч. ред.

(обратно)

13

Несмотря на все шутки о крошечных ручках тираннозавра, на самом деле у тарбозавра руки были еще меньше в пропорции к телу. – Прим. авт.

(обратно)

14

Большинство палеонтологов считают рапторекса молодым тарбозавром. – Прим. науч. ред.

(обратно)

15

Известно несколько стегозавров из раннего мела Китая и Монголии. Остатки стегозавров обычны в раннем мелу Сибири. – Прим. науч. ред.

(обратно)

16

Относительно полный скелет известен для гомалоцефала из позднего мела Монголии. – Прим. науч. ред.

(обратно)

17

Отнесение этой плохо сохранившейся кости к птерозаврам достаточно спорно. – Прим. науч. ред.

(обратно)

18

Большинство местонахождений аждархид связано с крупными водоемами: морским побережьем, реками или озерами. – Прим. науч. ред.

(обратно)

19

Все эти тираннозавры были найдены в разных местах; нет прямых свидетельств присутствия в одной экосистеме более одного вида тираннозавров. – Прим. науч. ред.

(обратно)

20

Все травоядные млекопитающие изредка поедают мелких животных; только из них они могут получить некоторые аминокислоты, отсутствующие у растений, но необходимые для животных. – Прим. науч. ред.

(обратно)

21

Наблюдение за жирафом, поспешно пытающимся встать, может оказаться весьма поучительным опытом. – Прим. авт.

(обратно)

22

По какой-то неведомой причине многие кураторы музеев начинают нервничать, когда предлагаешь распилить их скелеты динозавров. – Прим. авт.

(обратно)

23

Тем не менее похвала моей прозорливости не возбраняется. – Прим. авт.

(обратно)

24

Странным образом не упомянут Палеонтологический музей в Москве, где больше настоящих скелетов тираннозавров, чем в любом другом музее Европы. – Прим. науч. ред.

(обратно)(обратно)

Библиография

1

Osborn, H. F. 1905. Tyrannosaurus and other Cretaceous carnivorous dinosaurs. Bulletin of the American Museum of Natural History, 21: 259–265.

(обратно)

2

Milner, A. R., Harris, J. D., Lockley, M. G., Kirkland, J. I. & Matthews, N. A. 2009. Bird-like anatomy, posture, and behaviour revealed by an Early Jurassic theropod dinosaur resting trace. PLOS ONE, 4: e4591.

(обратно)

3

Hendrickx, C., Hartman, S. A. & Matteus, O. 2015. An overview of non-avian theropod discoveries and classification. PalArch, 12:1–73.

(обратно)

4

Holtz, T. R. 2004. Tyrannosauroidea. In: The Dinosauria, 2nd edn, Weishampel, B., Dodson, D., Osmólska, H. (eds), University of California Press, Berkeley, pp. 111–136.

(обратно)

5

Rauhut, O. W. M., Milner, A. C. & Morre-Fay, S. 2010. Cranial osteology and phylogenetic position of the theropod dinosaur Proceratosaurus bradleyi (Woodward,1910) from the Middle Jurassic of England. Zoological Journal of the Linnean Society, 158: 155–195.

(обратно)

6

Holtz, T. R. 2004. Tyrannosauroidea.

(обратно)

7

Holtz, T. R. 2004. Tyrannosauroidea.

(обратно)

8

Lü, J., Yi, L., Brusatte, S. L., Yang, L., Li, H. & Chen, L. 2014. A new clade of Asian Late Cretaceous long-snouted tyrannosaurids. Nature Communications, 5:3788.

(обратно)

9

Currie, P. J. 2003. Cranial anatomy of tyrannosaurid dinosaurs from the Late Cretaceous of Alberta, Canada. Acta Palaeontologica Polonica, 48: 191–226.

(обратно)

10

Brusatte, S. L., Hone, D. W. E. & Xu, X. 2013. Phylogenetic revision of Chingkankousaurus fragilis, a forgotten tyrannosaur specimen from the Late Cretaceousof China. В: Tyrannosaurid Paleobiology, Parrish, J. M., Molnar, R. E., Currie P. J., Koppelhus, E. B. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 2–13.

(обратно)

11

Hone, D. W. E., Wang, K., Sullivan, C., Zhao, X., Chen, S., Li, D., Ji, S., Ji, Q. & Xu, X. 2011. A new, large tyrannosaurine theropod from the Upper Cretaceous of China. Cretaceous Research, 32: 495–503.

(обратно)

12

Hone, D. W. E. & Watabe, M. 2010. New information on the feeding behaviour of tyrannosaurs. Acta Palaeontologica Polonica, 55: 627–634.

(обратно)

13

Benson, R. B., Barrett, P. M., Rich, T. H. & Vickers-Rich, P. 2010. A southern tyrant reptile. Science, 327: 1613.

(обратно)

14

Novas, F. E., Agnolín, F. L., Ezcurra, M. D., Canale, J. I. & Porfiri, J. D. 2012. Megaraptorans as members of an unexpected evolutionary radiation of tyrant-reptiles in Gondwana. Ameghiniana, 49 (suppl.): R33.

(обратно)

15

Loewen, M. A., Irmis, R. B., Sertich, J. J., Currie, P. J. & Sampson, S. D. 2013. Tyrant dinosaur evolution tracks the rise and fall of Late Cretaceous oceans. PLOS ONE, 8: e79420.

(обратно)

16

Xu, X., Clark, J. M., Forster, C. A., Norell, M. A., Erickson, G. M., Eberth, A., Jia, C. & Zhao, Q. 2006. A basal tyrannosauroid dinosaur from the Late Jurassic of China. Nature, 439: 715–718.

(обратно)

17

Benson, R. B., Barrett, P. M., Rich, T. H. & Vickers-Rich, P. 2010. A southern tyrant reptile. Science, 327: 1613.

(обратно)

18

Lloyd, G. T., Davis, K. E., Pisani, D., Tarver, J. E., Ruta, M., Sakamoto, M., Hone, D. W. E., Jennings, R. & Benton, M. J. 2008. Dinosaurs and the Cretaceous terrestrial revolution. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 275: 2483–2490.

(обратно)

19

Currie, P. J. 2003. Cranial anatomy of tyrannosaurid dinosaurs from the Late Cretaceous of Alberta, Canada. Acta Palaeontologica Polonica, 48: 191–226.

(обратно)

20

Rayfield, E. J. 2004. Cranial mechanics and feeding in Tyrannosaurus rex. Proceedings of the Royal Society of London B, 271: 1451–1459.

(обратно)

21

Stevens, K. A. 2006. Binocular vision in theropod dinosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology, 26: 321–330.

(обратно)

22

Brochu, C. A. 2000. A digitally rendered endocast for Tyrannosaurus rex. Journal of Vertebrate Paleontology, 20: 1–6.

(обратно)

23

Abler, W. L. 1992. The serrated teeth of tyrannosaurid dinosaurs, and biting structures in other animals. Paleobiology, 1992: 161–183.

(обратно)

24

Snively, E., Russell, A. P., Powell, G. L., Theodor, J. M. & Ryan, M. J. 2014. The role of the neck in the feeding behaviour of the Tyrannosauridae: inference based on kinematics and muscle function of extant avians. Journal of Zoology, 292: 290–303.

(обратно)

25

Currie, P. J. 2003b. Allometric growth in tyrannosaurids (Dinosauria: Theropoda) from the Upper Cretaceous of North America and Asia. Canadian Journal of Earth Sciences,40:651–665.

(обратно)

26

Persons, W. S. & Currie, P. J. 2011. The tail of Tyrannosaurus: reassessing the size and locomotive importance of the M. caudofemoralis in non avian theropods. The Anatomical Record, 294: 119–131.

(обратно)

27

Schachner, E. R., Hutchinson, J. R. & Farmer, C. G. 2013. Pulmonary anatomy in the Nile crocodile and the evolution of unidirectional airflow in Archosauria. PeerJ, 1: e60.

(обратно)

28

Dal Sasso, C. & Maganuco, S. 2011. Scipionyx samniticus (Theropoda: Compsognathidae) from the lower Cretaceous of Italy. Memorie della Società Italiana di Scienze Naturali e del Museo Civico di Storia Naturale di Milano, 37: 1–283.

(обратно)

29

Nesbitt, S. J., Turner, A. H., Spaulding, M., Conrad, J. L. & Norell, M. A. 2009. The theropod furcula. Journal of Morphology, 270: 856–879.

(обратно)

30

Xu, X., Clark, J. M., Mo, J., Choiniere, J., Forster, C. A., Erickson, G. M., Hone, D. W. E., Sullivan, C., Eberth, D. A., Nesbitt, S., Zhao, Q., Hernandez, R., Jia, C., Han, F. & Guo, Y. 2009. A Jurassic ceratosaur from China helps clarify avian digital homologies. Nature, 459: 940–944.

(обратно)

31

You, Y. Sullivan, C. & Xu, X. 2015. Three-dimensional modelling of the manual digits of the theropod dinosaur Guanlong, with a preliminary functional analysis. Acta Palaeontologica Sinica, 54: 165–173.

(обратно)

32

Snively, E. & Russell, A. P. 2003. Kinematic model of tyrannosaurid (Dinosauria: Theropoda) arctometatarsus function. Journal of Morphology, 255: 215–227.

(обратно)

33

Manning, P. L., Ott, C. & Falkingham, P. L. 2008. A probable tyrannosaurid track from the Hell Creek Formation (Upper Cretaceous), Montana, United States. Palaios, 23: 645–647.

(обратно)

34

Hutchinson, J. R. & Allen, V. 2009. The evolutionary continuum of limb function from early theropods to birds. Naturwissenschaften, 96: 423–448.

(обратно)

35

Xu, X., Wang, K., Zhang, K., Ma, Q., Xing, L., Sullivan, C., Hu, D., Cheng, S. & Wang, S. 2012. A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China. Nature, 484: 92–95.

(обратно)

36

Birn-Jeffery, A. V., Miller, C., Naish, D., Rayfield, E. J. & Hone, D. W. E. 2012. Pedal claw curvature in birds, lizards and Mesozoic dinosaurs – complicated categories and compensating for mass-specific and phylogenetic control. PLOS ONE, 7: e50555.

(обратно)

37

Godefroit, P., Golovneva, L., Shchepetov, S., Garcia, G. & Alekseev, P. 2009. The last polar dinosaurs: high diversity of latest Cretaceous arctic dinosaurs in Russia. Naturwissenschaften, 96: 495–501.

(обратно)

38

Erickson, G. M., 2014. On dinosaur growth. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 42: 675–697.

(обратно)

39

Erickson, G. M., Makovicky, P. J., Currie, P. J., Norell, M. A., Yerby, S. A. & Brochu, C. A. 2004. Gigantism and comparative lifehistory parameters of tyrannosaurid dinosaurs. Nature, 430: 772–775.

(обратно)

40

Hone, D. W. E. 2012. Variation in the tail length of non-avian dinosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology, 32: 1082– 1089.

(обратно)

41

Hutchinson, J. R., Ng-Thow-Hing, V. & Anderson, F. C. 2007. A 3D interactive method for estimating body segmental parameters in animals: application to the turning and running performance of Tyrannosaurus rex. Journal of Theoretical Biology, 246: 660–680.

(обратно)

42

Rauhut, O. W. M., Milner, A. C. & Morre-Fay, S. 2010. Cranial osteology and phylogenetic position of the theropod dinosaur Proceratosaurus bradleyi (Woodward, 1910) from the Middle Jurassic of England. Zoological Journal of the Linnean Society, 158: 155–195.

(обратно)

43

Holtz, T. R. 2004. Tyrannosauroidea. In: The Dinosauria, 2nd edn, Weishampel, B., Dodson, D., Osmólska, H. (eds), University of California Press, Berkeley, pp. 111–136.

(обратно)

44

Fiorillo, A. R. & Tykoski, R. S. 2014. A diminutive new tyrannosaur from the top of the world. PLOS ONE, 9: e91287.

(обратно)

45

Clark, J. M., Norell, M. A. & Chiappe, L. M. 1999. An oviraptorid skeleton from the Late Cretaceous of Ukhaa Tolgod, Mongolia, preserved in an avian-like brooding position over an oviraptorid nest. American Museum Novitates, 3265: 1–36.

(обратно)

46

Clark, J. M., Norell, M. A. & Chiappe, L. M. 1999. An oviraptorid skeleton from the Late Cretaceous of Ukhaa Tolgod, Mongolia, preserved in an avian-like brooding position over an oviraptorid nest. American Museum Novitates, 3265: 1–36.

(обратно)

47

Horner, J. R. 2000. Dinosaur reproduction and parenting. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 28: 19–45.

(обратно)

48

Erickson, G. M., Currie, P. J., Inouye, B. D. & Winn, A. A., 2006. Tyrannosaur life tables: an example of nonavian dinosaur population biology. Science, 313: 213–217.

(обратно)

49

Erickson, G. M., Makovicky, P. J., Currie, P. J., Norell, M. A., Yerby, S. A. & Brochu, C. A. 2004. Gigantism and comparative lifehistory parameters of tyrannosaurid dinosaurs. Nature, 430: 772–775.

(обратно)

50

Tsuihiji, T., Watabe, M., Tsogtbaatar, K., Tsubamoto, T., Barsbold, R., Suzuki, S., Lee, A., Ridgely, R., Kawahara, Y. & Witmer, L. 2011. Cranial osteology of a juvenile specimen of Tarbosaurus bataar (Theropoda, Tyrannosauridae) from the Nemegt Formation (Upper Cretaceous) of Bugin Tsav, Mongolia. Journal of Vertebrate Paleontology, 31: 497–517.

(обратно)

51

Tsuihiji, T., Watabe, M., Tsogtbaatar, K., Tsubamoto, T., Barsbold, R., Suzuki, S., Lee, A., Ridgely, R., Kawahara, Y. & Witmer, L. 2011. Cranial osteology of a juvenile specimen of Tarbosaurus bataar (Theropoda, Tyrannosauridae) from the Nemegt Formation (Upper Cretaceous) of Bugin Tsav, Mongolia. Journal of Vertebrate Paleontology, 31: 497–517.

(обратно)

52

Schweitzer, M. H., Wittmeyer, J. L., Horner, J. R. & Toporski, J. K. 2005. Soft tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex. Science, 307:1952–1955.

(обратно)

53

Hone, D. W. E., Naish, D. & Cuthill, I. C. 2012. Does mutual sexual selection explain the evolution of head crests in pterosaurs and dinosaurs? Lethaia, 45: 139–156.

(обратно)

54

O'Gorman, E. & Hone, D. W. E. 2012. Body size distribution of the dinosaurs. PLOS ONE, 7: e51925.

(обратно)

55

Zheng, X. T., You, H. L., Xu, X. & Dong, Z. M. 2009. An Early Cretaceous heterodontosaurid dinosaur with filamentous integumentary structures. Nature, 458: 333–336.

(обратно)

56

Mallison, H. 2011. Defence capabilities of Kentrosaurus aethiopicus Hennig, 1915. Palaeontologia Electronica, 14:1–25.

(обратно)

57

Weishampel, D. B. 1981. Acoustic analyses of potential vocalization in lambeosaurine dinosaurs (Reptilia: Ornithischia). Paleobiology, 7: 252–261.

(обратно)

58

Farke, A. A., Wolff, E. D. S. & Tanke, D. H. 2009. Evidence of combat in Triceratops. PLOS ONE, 4: e4252.

(обратно)

59

Wedel, M. J. 2009. Evidence for bird like air sacs in saurischian dinosaurs. Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology, 311: 611–628.

(обратно)

60

Lee, Y. N., Barsbold, R., Currie, P. J., Kobayashi, Y., Lee, H. J., Godefroit, P., Escuillié, F. & Tsogtbaatar, C. 2014. Resolving the long-standing enigmas of a giant ornithomimosaur Deinocheirus mirificus. Nature, 515: 257–260.

(обратно)

61

Lautenschlager, S. 2014. Morphological and functional diversity in therizinosaur claws and the implications for theropod claw evolution. Proceedings of the Royal Society of London B, 281, 20140497.

(обратно)

62

Hu, Y., Meng, J., Wang, Y. & Li, C. 2005. Large Mesozoic mammals fed on young dinosaurs. Nature, 433: 149–152.

(обратно)

63

Happ, J. 2008. An analysis of predator-prey behaviour in a head-to-head encounter between Tyrannosaurus rex and Triceratops. In: Tyrannosaurus rex: the Tyrant King, Larson, P., Carpenter, K. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 355–370.

(обратно)

64

Rayfield, E. J. 2005. Aspects of comparative cranial mechanics in the theropod dinosaurs Coelophysis, Allosaurus and Tyrannosaurus. Zoological Journal of the Linnean Society, 144: 309–316.

(обратно)

65

Dal Sasso, C. D., Maganuco, S., Buffetaut, E. & Mendez, M. A. 2005. New information on the skull of the enigmatic theropod Spinosaurus, with remarks on its size and affinities. Journal of Vertebrate Paleontology, 25: 888–896.

(обратно)

66

Habib, M. B. 2008. Comparative evidence for quadrupedal launch in pterosaurs. Zitteliana, 159–166.

(обратно)

67

Clark et al. 1999. An oviraptorid skeleton from the Late Cretaceous of Ukhaa Tolgood.

(обратно)

68

Roach, B. T. & Brinkman, D. L. 2007. A re-evaluation of cooperative pack hunting and gregariousness in Deinonychus antirrhopus and other non-avian theropod dinosaurs. Bulletin of the Peabody Museum of Natural History, 48: 103–138.

(обратно)

69

Stevens, K. A. 2006. Binocular vision in theropod dinosaurs. Journal of Vertebrate Paleontology, 26: 321–330.

(обратно)

70

Erickson, G. M., Van Kirk, S. D., Su, J., Levenston, M. E., Caler, W. E. & Carter, D. R. 1996. Bite-force estimation for Tyrannosaurus rex from tooth-markedbones. Nature, 382:706–708.

(обратно)

71

Hone, D. W. E. & Watabe, M. 2010. New information on the feeding behaviour of tyrannosaurs. Acta Palaeontologica Polonica, 55: 627–634.

(обратно)

72

DePalma, R. A., Burnham, D. A., Martin, L. D., Rothschild, B. M. & Larson, P. L. 2013. Physical evidence of predatory behaviour in Tyrannosaurus rex. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110: 12560–12564.

(обратно)

73

Fiorillo, A. R. 1991. Prey bone utilization by predatory dinosaurs. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 88: 157–166.

(обратно)

74

Chin, K., Tokaryk, T. T., Erickson, G. M. & Calk, L. C. 1998. A king-sized theropod coprolite. Nature, 393: 680–682.

(обратно)

75

Persons, W. S. & Currie, P. J. 2014. Duckbills on the run: the cursorial abilities of hadrosaurs and implications for tyrannosaur-avoidance strategies. In: Hadrosaurs, Eberth, D. A., Evans, D. C. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 449–458.

(обратно)

76

Snively, E., Russell, A. P., Powell, G. L., Theodor, J. M. & Ryan, M. J. 2014. The role of the neck in the feeding behaviour of the Tyrannosauridae: inference based onkinematics and muscle function of extant avians. Journal of Zoology, 292: 290–303.

(обратно)

77

Currie, P. J. 1998. Possible evidence of gregarious behaviour in tyrannosaurids. Gaia, 15: 271–277.

(обратно)

78

Tanke, D. H. & Currie, P. J. 1998. Head-biting behaviour in theropod dinosaurs: paleopathological evidence. Gaia, 15: 167–184.

(обратно)

79

Currie 1998. Possible evidence of gregarious behaviour.

(обратно)

80

Schmitz, L. & Motani, R. 2011. Nocturnality in dinosaurs inferred from scleral ring and orbit morphology. Science, 332:705–708.

(обратно)

81

Brusatte, S. L., Norell, M. A., Carr, T. D., Erickson, G. M., Hutchinson, J. R., Balanoff, A. M., Bever, G. S., Choiniere, J. N., Makovicky, P. J. & Xu, X. 2010. Tyrannosaur paleobiology: new research on ancient exemplar organisms. Science, 329: 1481–1485.

(обратно)

82

Holtz, T. R. 2008. A critical reappraisal of the obligate scavenging hypothesis for Tyrannosaurus rex and other tyrant dinosaurs. In: Tyrannosaurus rex: the Tyrant King, Larson, P., Carpenter, K. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 371–396.

(обратно)

83

Gilmore, C. W. 1946. A new carnivorous dinosaur from the Lance Formation of Montana. Smithsonian Miscellaneous Collections, 106: 1–19.

(обратно)

84

Bakker, R. T., Williams, M. & Currie, P. J. 1988. Nanotyrannus, a new genus of pygmy tyrannosaur, from the latest Cretaceous of Montana. Hunteria, 1: 1–30.

(обратно)

85

Carr, T. D. 1999. Craniofacial ontogeny in Tyrannosauridae (Dinosauria, Coelurosauria). Journal of Vertebrate Paleontology, 19: 497–520.

(обратно)

86

Tsuihiji, T., Watabe, M., Tsogtbaatar, K., Tsubamoto, T., Barsbold, R., Suzuki, S., Lee, A., Ridgely, R., Kawahara, Y. & Witmer, L. 2011. Cranial osteology of a juvenile specimen of Tarbosaurus bataar (Theropoda, Tyrannosauridae) from the Nemegt Formation (Upper Cretaceous) of Bugin Tsav, Mongolia. Journal of Vertebrate Paleontology, 31: 497–517.

(обратно)

87

Horner, J. R. & Lessem, D. 1993. The Complete T. rex: How Stunning New Discoveries Are Changing Our Understanding of the World's Most Famous Dinosaur. Simon & Schuster.

(обратно)

88

Larson, P. 2008. Variation and sexual dimorphism in Tyrannosaurus rex. In: Tyrannosaurus rex: the Tyrant King, Larson, P., Carpenter, K. (eds), Indiana University Press, Bloomington, pp. 103–130.

(обратно)

89

Schweitzer, M. H., Suo, Z., Avci, R., Asara, J. M., Allen, M. A., Arce, F. T. & Horner, J. R. 2007. Analyses of soft tissue from Tyrannosaurus rex suggest the presence of protein. Science, 361: 277–280.

(обратно)(обратно)

Оглавление

Предисловие к русскому изданию

Предисловие

Примечание иллюстратора

Об именах и временах

Знакомство с анатомией скелета тираннозавров

Часть I Введение

  Глава 1 Знакомство с динозаврами

    Пробуждение затерянного мира

    Хищники XX в.

    Динозавровый ренессанс

  Глава 2 Кто такой тираннозавр?

    Кто такие динозавры?

    Чешуйчатая кожа и холодная кровь

    Кто правит бал

    На сцене звероногие

    Тираннозавры собственной персоной

  Глава 3 Виды тираннозавров

    Что делает вид видом?

    Присвоение названий новым видам

  Глава 4 Родственные связи тираннозавров

    Поставим тираннозавров на место (эволюционное)

  Глава 5 Тираннозавры во времени и пространстве

    Древнейшие тираннозавры

    Вокруг света за 80 млн лет

Часть II Морфология

  Глава 6 Череп

    Черепная коробка

    Внушительная улыбка

  Глава 7 Туловище

    Брюшные кости

    Мягкие ткани

  Глава 8 Конечности

    Эти длинные ноги

    Как они ходили

  Глава 9 Внешний вид

    Что, кроме чешуи

  Глава 10 Физиология

    Согревание и охлаждение

    Ключ к пониманию – высокая посадка туловища?

    Разогрев

    Размер имеет значение

  Глава 11 Изменения

    Отрастить большую голову

    Что вытягивать – руки или ноги?

    Больше значит лучше

Часть III Экология

  Глава 12 Размножение и рост

    Гнезда и развитие

    Мы ждем перемен!

    Реклама себя окупает

  Глава 13 Добыча

    Гетеродонтозавры

    Стегозавры

    Анкилозавры

    Базальные гадрозавроиды

    Гадрозавры

    Цератопсы

    Пахицефалозавры

    Завроподы

    Орнитомимозавры

    Теризинозавры

    Остаться в живых

  Глава 14 Конкуренты

    Постоянно меняющиеся и эволюционирующие виды

    Цератозавры, мегалозавры и аллозавры

    Спинозавры

    Аждархиды

    Крокодилы

    Овирапторозавры

    Троодонтиды

    Дромеозавры

    Место для кого-то еще?

  Глава 15 Добыча пищи

    Хищники и падальщики

    Кто у нас в меню?

    Нахождение пищи

    Готов к убийству

    Застольные манеры

  Глава 16 Поведение и экология

    Сами по себе

    Салатом друзей не завоюешь

    Легко ли лечь поспать?

Часть IV Что дальше?

  Глава 17 Тираннозавр: факты и фантазии

    Тираннозавр-крошка?

    Два тираннозавра?

  Глава 18 Будущее

    Будущие открытия

    Пернатые животные

    Любой цвет на ваш вкус?

  Глава 19 Заключение

Книги по теме

Музеи и онлайн-источники

Благодарности

Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg