Текст книги "История Земли"

Автор книги: Ричард Фостер Флинт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 17 (всего у книги 26 страниц)

Литература

Gregory W. К., 1951, Evolution emerging: The Macmillan Co., New York, vol. 1, p. 246-287.

Rome r A. S., 1964, The vertebrate story: 4th ed., University of Chicago Press, p. 87-175

Smith H. W., 1961, From fish to philosopher: American Museum of Natural History, New York, p. 85-101,120-121. (Paperback.)

Глава четырнадцатая. Век динозавров

Рептилии на суше

За палеозойской эрой последовал один из самых замечательных периодов в истории жизни на Земле – царствование мезозойских рептилий. В пределах мезозоя, на протяжении 190 миллионов лет, произошло поразительное распространение рептилий. Рептилии, появившиеся в результате эволюции в позднекаменноугольное время, благодаря преимуществам размножения с помощью амниотического яйца распространились на суше, заселили моря и поднялись в воздух, используя только что появившиеся крылья. Одна из ветвей рептилий дала начало птицам, которые конкурировали с самими летающими рептилиями. Другая ветвь, как мы уже видели, развилась в ветвь млекопитающих. И все же наиболее яркие персонажи в драме рептилий – динозавры. Они и все их родичи, плавающие и летающие, вымерли в мезозойскую эру. Вымерли полностью, до последней особи, предоставив заселять Землю новым группам животных, главным образом потомкам мезозойских млекопитающих.

Летопись ископаемых свидетельствует о существовании сотен родов динозавров размерами от цыпленка до десятков метров, имевших десятки самых разнообразных приспособлений к жизни в различных условиях. И все же, как и все другие рептилии, все динозавры, вероятно, были холоднокровными и прямо или косвенно зависели от наличия в большом количестве лиственной растительности. Однако ископаемые динозавры были найдены на всех континентах, кроме Антарктиды. Из этого обстоятельства мы можем заключить, что в мезозойское время были широко распространены низменности с мягким климатом и пышной растительностью, так как животные, подобные динозаврам, не могли существовать в высоких горах с крутыми склонами и в холодном климате. Этот вывод, по-видимому, согласуется с имеющимися у нас данными о перемещениях плит земной коры. Взглянув еще раз на рисунок 27, мы увидим, что большая часть территории суши, которая сейчас располагается в средних или высоких широтах, в середине мезозоя находилась (предположительно) в более низких широтах. Не исключено, что южная часть Северной Америки и южная часть Европы тогда примыкали к экватору. Если бы континенты занимали в мезозое то же положение, что и сейчас, то маловероятно, чтобы рептилии были столь многочисленны и чтобы достигали таких огромных размеров.

С помощью карты, представленной на рисунке 38, мы можем объяснить расцвет мезозойских рептилий с другой точки зрения. К концу мезозоя территория Северной Америки по сравнению с настоящим временем в большей степени была занята мелководными морями и в меньшей степени – сушей, в большинстве своем низменной, а Мексиканский залив соединялся с Северным Ледовитым океаном. При этих условиях климат центральной и северной частей континента, возможно, был более мягким, чем сейчас, особенно зимой. И в Европе и на других континентах в мезозое были распространены обширные моря.

Таким образом, расцвет рептилий в мезозойскую эпоху, который на первый взгляд кажется необъяснимым, в конце концов удовлетворительно объясняется наличием окружающих условий, которые были благоприятны для холоднокровных животных. Таким образом, как и при рассмотрении более ранних этапов истории живых существ, мы еще раз убеждаемся, что условия окружающей среды оказывают определяющее влияние на развитие животного мира путем естественного отбора.

Типы динозавров

Мы уже говорили о том, что динозавров существовало несколько сот видов. Но все они принадлежали к двум четко выраженным подразделениям, которые произошли от одного общего предка в триасовое время, прежде чем появились динозавры как таковые. Название «динозавр» является скорее популярным, чем научным. Оно означает «страшный ящер», и когда его впервые ввели, оно относилось к очень крупным и свирепым животным. Но динозавров такого типа было относительно немного среди тех многочисленных рептилий, которых мы в настоящее время относим к динозаврам. В эту группу входит большое число рептилий, не обладавших ни свирепостью, ни большими размерами.

Упоминавшиеся основные два подразделения динозавров ученые различают на основании строения их тазовых костей. К одному относились динозавры, у которых тазовые кости имели такое же строение, как у ящериц, а ко второму – динозавры, тазовые кости которых напоминали птичьи. Это важное конструктивное различие в устройстве показано на рисунке 46. Нет необходимости останавливаться на этом более подробно, нас интересует в первую очередь внешний облик и образ жизни динозавров. Поэтому мы можем перейти к описанию отдельных наиболее выдающихся представителей мира динозавров. Триасовые динозавры были довольно примитивными и имели скромные размеры. Все они опирались на задние ноги, а передние, гораздо меньшие по размерам, до земли не доставали (рис. 47). Шеи у них были гораздо длиннее, чем у пермских ползающих рептилий. Однако, хотя динозавры и стали двуногими, они не были прямо стоящими, как опирающийся на две ноги человек. Когда они ходили или бегали, тело у них занимало положение ближе к горизонтальному, чем к вертикальному, хотя, несомненно, они иногда могли выпрямляться, как это зачастую делают белки. Что касается ног динозавров, то, посмотрев на оставленные ими на влажном песке и иле следы (фото 18), на которых отчетливо видны отпечатки трех или четырех длинных пальцев и еще одного короткого, дополнительного, лишь изредка касавшегося земли, мы можем понять, почему первые исследователи этих следов принимали их за следы птиц.

Рис. 46. Связь между группами динозавров, упомянутыми в книге

Большинство динозавров было хищниками, как и их пермские предки; присутствие среди триасовых ископаемых разновидностей, обладавших необычного вида броней, выростами и шипами, говорит о том, что они уже начинали "принимать" защитные меры против своих врагов – других хищных динозавров.

Рис. 47. Coelophysis, типичный динозавр триасового времени. Весьма вероятно, что мелкие следы, показанные на фото 17, оставлены именно этим динозавром

Естественно, эта группа довольно примитивных триасовых динозавров включала предков всех более поздних динозавров. Лучше всего подразделять их по способу питания, образу жизни и особенностям строения. Мы можем выделить растительноядных и плотоядных, двуногих и четвероногих динозавров, а также динозавров, имевших броню, костяные пластины или защитные рога, и таких, кто не имел этих приспособлений. Мы разделим рассматриваемых нами ящеров на четыре большие группы.

Растительноядные двуногие. Хотя почти все раннемезозойские динозавры были хищниками, среди их потомков встречалось много растительноядных особей. Судя по оставленным ими следам, они довольно часто передвигались на четырех ногах. Среди них обычным был игуанодон (рис. 48), животное плотного сложения, достигавшее около 11 метров в длину. В одном месте было найдено более 20 скелетов в полной сохранности, по найденным совместно с ними скелетам черепах, крокодилов и рыб можно думать, что эти динозавры жили в болотах. «Руки» у них имели пять пальцев, причем «большой» палец представлял собой большой острый шип, вероятно служивший неплохим орудием защиты. Очевидно, эти ящеры питались, пригибая передними конечностями ветви деревьев и объедая побеги. Их следы показывают, что они перемещались шагом и, вероятно, не очень быстро, лишь временами делая короткие прыжки.

Рис. 48. Игуанодон, крупный двуногий травоядный динозавр, обитавший в Европе

Другая группа растительноядных двуногих ящеров, достигавших 6-12 метров в длину и носивших название гадрозавров, по образу жизни напоминала амфибий и обитала в болотах или на их заболоченных берегах (фото 43). Между пальцами ног у них имелись небольшие перепонки, а хвост был тонким, как у крокодилов, и при движении в воде действовал, как весло. Ноздри были расположены так, чтобы почти все тело могло быть погружено в воду. Рот состоял из рогового клюва, подобного утиному. На челюсти находилось до тысячи зубов, длинных, очень тонких, расположенных вплотную друг к другу. Когда роговой клюв доставал мягкие растения из болота, верхняя и нижняя челюсти, на которых росли зубы, начинали двигаться вперед и назад и тереться друг о друга, как две проволочные щетки, перетирая таким образом пищу.

Фото 43. Гадрозавры (1), 'бронированный' динозавр, подобный анкилозавру, (2) и плотоядный динозавр Struthiomimus (3). Дерево слева относится к покрытосеменным. Реконструкция

Плотоядные двуногие. Там, где встречаются растительноядные животные, всегда есть и хищники, которые на них охотятся. Среди динозавров было множество бегающих на двух ногах хищников различного размера и облика. Один из них, Ornitholestes, длиной всего около двух метров, имел настолько «изящное» строение, что весил предположительно менее 25 килограммов. Это было подвижное животное, приспособленное к быстрому бегу; хватательные передние конечности с тремя очень длинными пальцами могли поймать даже очень мелкую ящерицу, которая пыталась спастись бегством. Другой динозавр, Struthiomimus (фото 43, под третьим номером), был немного больше и напоминал страуса. У него даже был беззубый клюв. Разбитый череп родственного ему динозавра был найден в ископаемом гнезде, содержавшем яйца динозавров. Это обстоятельство, а также общий облик животного, имевшего небольшой вес и гибкие «руки», приводит нас к выводу о том, что Struthiomimus питался яйцами и грабил гнезда.

Еще один динозавр, Deinonychus, длиной около 2,5 метров, который, возможно, был потомком динозавра Ornitholestes, отличался двумя очень интересными приспособлениями, позволявшими ему вести хищный образ жизни. Второй палец на каждой задней ноге был снабжен когтем, гораздо более длинным и острым, чем все остальные когти. Этот палец имел особый сустав, позволявший ему приподниматься над землей и поворачиваться на 180° (рис. 49), что позволяло рептилии наносить своей добыче сильный удар ногой, удар, который мог распороть брюхо животному такого же размера, как и сам хищник. Кроме того, в длинном хвосте этого динозавра находились сухожилия, которые могли мгновенно "сращивать" кости вместе, превращая хвост в жесткий противовес всему телу. Обладая подобными когтями и хвостом, такой динозавр; должен был быть очень подвижным и опасным животным.

Рис. 49. Deinonychus, хищник, вооруженный острыми когтями

Некоторые двуногие хищники имели гораздо большие размеры, превосходя 9 метров в длину. Один из них, тираннозавр, был самым большим из известных наземных хищников; он имел длину до 15 метров, высоту до 6 метров и предположительно весил 7-8 тонн (фото 44). Длина его черепа составляла 1-2 метра, а во рту находилось множество острых зазубренных зубов пятнадцатисантиметровой длины. Так как его передние конечности были очень короткими, очевидно, он не пользовался ими, когда нападал на добычу и поедал ее. Главной добычей тираннозавра были растительноядные динозавры, как, например, гадрозавры и динозавры, вооруженные рогами.

Фото 44. Тираннозавр, самый крупный хищник, нападает на трицератопса, который приготовился к защите. Голова трицератопса покрыта панцирным шлемом. Деревья представляют собой пальмы, относящиеся 'к покрытосеменным растениям. Реконструкция

Земноводные четвероногие. Перейдем к гигантским динозаврам, которые так часто описываются в популярной литературе, что их облик знаком не только ученым. В палеонтологической летописи имеются данные по крайней мере о четырех различных родах, внешне очень похожих; мы упомянем только двух из них. На первый взгляд может показаться странным, что, хотя динозавры из этих двух родов были четвероногими, передние ноги у них были гораздо короче задних. Но в действительности этого можно было ожидать, потому что они были потомками триасовых двуногих динозавров с короткими передними конечностями. Пожалуй, лучше всего известен род Apatosaurus (фото 45) – огромные малоподвижные травоядные, достигавшие 23 метров в длину; их короткое туловище поддерживалось массивными колоннообразными ногами, снабженными когтями. Впереди находилась длинная гибкая шея с маленькой головой, которую в задней части туловища уравновешивал длинный гибкий хвост, сужающийся к концу. Животное должно было весить более 30 тонн, то есть вчетверо или впятеро больше самого большого африканского слона.

Фото 45. Apatosaurus, четвероногий динозавр, подобный амфибиям, длиной более 20 м, на берегу юрского водоема. Два других таких же динозавра пасутся в воде. По сравнению с ними крокодил на переднем плане выглядит совсем маленьким. Растительность состоит из цикадовых и хвощей. Реконструкция

По мере того как возрастали размеры и вес предков этого динозавра, происходила эволюция скелета в сторону снижения его веса путем образования полостей и отверстий в позвонках; тем самым вес снижался там, где нагрузки были невелики, и сохранялся там, где была важна прочность, например в колонновидных ногах. Отпечаток ноги этого динозавра, оставленный в мезозойских ил ах, превышает 90 сантиметров в длину.

Другой гигантский динозавр, диплодок, также был травоядным, во многих отношениях подобным описанному выше. Основное отличие от него состояло в том, что диплодок был несколько длиннее (длина одного экземпляра, согласно расчетам, превосходила 29 метров при высоте почти 14 метров), но не так массивен, вес его предположительно составлял 10-12тонн. Без сомнения, большую часть времени эти гиганты проводили в болотах и реках, поедая мягкие растения. Вдали от берега, среди болотистых островов, они были в большей безопасности от крупных хищников; поэтому такие места были для них не только "столовой", но и убежищем. Для еще большей безопасности ноздри этих гигантов помещались на самой верхней части головы, что позволяло им спокойно дышать, почти полностью погрузившись в воду и находясь таким образом вне поля зрения врагов. Эти и некоторые другие динозавры проглатывали свою растительную пищу целиком и перетирали ее уже после того, как она попадала к ним в желудок. Как цыплята, в зобу у которых обычно находится много камешков, динозавры заглатывали камни размером с картофелину и с помощью этих орудий своими сильными желудочными мышцами измельчали пищу. Иногда кучки таких камней, когда-то окатанных и отшлифованных в желудках динозавров, находят вместе с их скелетами, причем они располагаются там, где находилось брюхо большого динозавра.

Вероятно, эти огромные животные откладывали яйца, хотя это не подтверждено еще находками; яйца в воде погибали, поэтому они должны были откладывать их на суше, а может быть на островах или в других местах, куда трудно было проникнуть хищникам.

Огромные четвероногие динозавры, подобные амфибиям, обладали еще меньшим мозгом по отношению к весу тела, чем другие динозавры, хотя и вся эта группа не слишком славилась своими умственными способностями. У диплодока истинный мозг весил только около семи граммов на тонну веса тела. Мы говорим "истинный мозг", потому что диплодок, как и многие другие динозавры, имел дополнительный координирующий центр гораздо большего размера, расположенный в позвоночнике, вблизи таза. Этот центр соединялся с истинным мозгом через спинной и управлял движением задних ног и хвоста. Хотя такое устройство может показаться неудобным, мы должны признать, что оно действовало "исправно", потому что им обладали многие различные виды динозавров, жившие на протяжении десятков миллионов лет. Этому, конечно, способствовала среда обитания динозавров с мягким климатом и мало изменявшимися природными условиями; в подобной среде почти не возникало проблем, требующих умственного напряжения.

Четвероногие, снабженные броней или рогами. В наш перечень разнообразных динозавров входит также довольно разнородная группа видов, которые, не будучи близкородственными, обладали необычного вида броней, или рогами, или и тем и другим. Несмотря на то что их предки в триасовое время были двуногими, эти динозавры снова опустились на все четыре конечности. И все же их передние ноги все еще были короче задних, как у Apatosaurus. Будучи травоядными, они нуждались в защите от хищных рептилий; это и вызывало развитие брони и защитных рогов.

Наиболее выделяющимся из этих бронированных рептилий был стегозавр. На его скелете, имеющем в длину около 6 метров и вес предположительно 4 тонны, видны толстые треугольные костные пластинки, окаймляющие спинной хребет, с которым они, вероятно, соединялись связками. Возможно, эти пластинки, самые крупные из которых достигали размера 75 сантиметров, защищали позвоночник от двуногих хищников, которые, вероятно, при нападении пытались вцепиться в загривок, как это делает терьер, убивая крысу. Кроме того, стегозавр был вооружен парой крепких толстых шипов длиной около 60 сантиметров, расположенных на конце хвоста. Один удар такого хвоста мог, вероятно, сбить с ног довольно крупного противника и к тому же нанести ему серьезные повреждения.

Анкилозавр и его родственники (фото 43) имели, вероятно, такую защиту, какую имеют современные броненосцы. Достигая 6 метров в длину и 2,5 метра в ширину, они имели высоту менее 1,5 метра. Позади мощного, толстого, снабженного клювом черепа вся верхняя половина тела у них была покрыта тяжелыми костными пластинками. У некоторых из них вдоль всего тела, от плеч до хвоста, напоминавшего тяжелую лопатку или дубинку, тянулись также огромные шипы. Обладая такой защитной броней, эти рептилии двигались, вероятно, медленно. Но при приближении опасности они могли прижиматься к земле, поджав под себя лапы, и защищаться от нападения, нанося удары хвостом.

Другим способом, используя рога, защищался трицератопс и его многочисленные родственники (фото 44). Эти громоздкие короткохвостые четвероногие достигали 7,5 метра в длину и трех метров в высоту. Их наиболее характерной особенностью был огромный тяжелый череп, который протягивался назад в виде большого щита, защищавшего шею. Спереди череп был снабжен двумя рогами, выступавшими над узким клювом, похожим на клюв попугая. Внутри черепа находился мозг, небольшой, по нашему мнению, но достаточно крупный для динозавра. Наличие такого мозга позволяет предположить, что эти животные, обладавшие защитным шлемом и рогами, были довольно подвижны. Об этом свидетельствует незащищенность задней части их тела, не имевшей ни брони, ни какого-либо оружия. Совершенно ясно, что они могли быстро поворачиваться, чтобы отразить нападение врага рогами. Следами таких древних битв являются, возможно, шрамы, часто встречающиеся на ископаемых остатках шейной брони.

Рассуждая о сражениях между динозаврами, мы невольно задаемся вопросом, происходили ли они в тишине или сопровождались громкими воплями, как это происходит при драках современных кошек и собак. Специалисты по анатомии динозавров могут сообщить нам то немногое, что известно по этому вопросу. Представляется, что конфигурация маленьких косточек у основания языка динозавров близка к той, которую имеют те же косточки у некоторых ныне живущих видов животных. Основываясь на этой аналогии, можно предполагать, что по крайней мере некоторые динозавры могли издавать квакающие или лающие звуки, как это делают современные крокодилы. Поэтому, если в палеозое на суше скорее всего царило молчание, нарушавшееся лишь шумом ветра, потоков и прибоя, то мезозойские ландшафты уже могли быть оживлены звуками, которые издавали животные.

Протоцератопс, родственный трицератопсу, но менее сложно организованный небольшой динозавр, с клювом, но без рогов, живший в Азии, получил широкую известность в связи с находкой его яиц и гнезд палеонтологической экспедицией в Монголии в двадцатых годах нашего века. В позднем мезозое эта территория была такой же засушливой, как и сейчас, и яйца были отложены в небольшие углубления в песке, который в настоящее время превратился в песчаник. Самки динозавров выкапывали ямки и откладывали в них до 15 яиц длиной 15-20 сантиметров. Было найдено несколько таких гнезд, и по крайней мере в двух яйцах были обнаружены крошечные кости детенышей динозавров, которые не смогли вылупиться. Были найдены также яйца и других типов динозавров, как большего, так и меньшего размеров.