Чтение онлайн

Череп крупного хищного динозавра

Скелеты гигантских хищных динозавров —тираннозавров в Палеонтологическом музееАкадемии наук СССР

Тираннозавр — двуногий хищный гигант

Интересны обстоятельства, при которых были впервые найдены остатки диплодока. Один американский палеонтолог — охотник за ископаемыми (это было в конце прошлого века) нашел богатое местонахождение костей в одном из районов центральной части Северной Америки. Нужно сказать, что там очень много естественных обнажений горных пород, содержащих богатые скопления остатков животных. Поэтому районы центральной Америки всегда служили полем для «охоты» палеонтолога. Вот и там, где был найден диплодок, вся местность казалась усеянной массой темных камней. Однако при ближайшем осмотре определили, что это не камни, а обломки огромных костей, вымытых из ближайшего местонахождения. Их было так много, что один мексиканец пастух сложил себе из них хижину. Интересный, пожалуй, единственный в мире строительный материал!Достаточно было начать ближайшее обнажение, как сразу же обнаружили части скелета диплодока в естественном положении. Так было открыто замечательное местонахождение гигантских динозавров, которое американцы назвали «раскопками костяной хижины». Раскопки костей диплодоков, как и всех крупных ящеров, были весьма громоздким предприятием. Кости животных берутся вместе с вмещающей их породой, все это покрывается гипсом и заключается в ящики. Далее следует препаровка, то есть очистка от породы и пропитка скрепляющими веществами.Близок к диплодоку по строению и образу жизни бронтозавр (от «бронта» — гром, «заурус» — ящер; «громоподобный ящер»). Он был менее массивен, чем диплодок, достигая всего лишь 17 метров в длину. В Африке был найден гигантский брахиозавр длиной около 35 метров и высотой около 5 метров. Это самый величайший ящер. Вес его, вероятно, достигал 40 тонн! Брахиозавр имел длинную змеиную шею, приподнятую вверх, и маленькую голову.Для того чтобы насытиться, брахиозавр должен был поедать ежедневно не менее полутонны зеленого корма.Зауроподы, к которым относятся описанные нами ящеры-гиганты, были широко распространены, и остатки их найдены почти на всех материках.Интересны и другие ящеры мезозоя. Рассказать о них даже кратко можно лишь в отдельной книге. Поэтому мы охарактеризуем еще лишь нескольких представителей этих «владык» мезозойской суши.Птиценогие динозавры, так называемые орнитоподы, были двуногими. Часть из них жила на суше, как, например, игуанодоны, другие — утконосые динозавры, — подобно зауроподам, перешли к обитанию в воде. В связи с тем, что животные, подобно птицам, ходили на двух ногах, строение их таза и задних конечностей приобрело большое сходство с тазом и ногами птиц. Игуанодоны, скелеты которых в большом количестве были найдены в прошлом веке в Европе, были растительноядными животными до 4,5 метра высоты. На задних ногах у них было по три пальца, а на укороченных передних — пять. Утконосые динозавры достигали громадных размеров — 9—10 метров высоты. Их задние ноги были тяжелыми, колонновидными, напоминающими ноги слона или крупного носорога. Когти на пальцах превратились в копыта, что было выгодным приспособлением при хождении по топкому грунту. Передние конечности, которые были вдвое меньше задних, имели плавательные перепонки. Хвост был очень мощным. Челюсти утконосых динозавров были похожи на утиный клюв, которым ящер щипал растительность или процеживал болотную воду с попадавшей в нее пищей, как это делают утки. Спереди челюсти утконосых динозавров были беззубы и покрыты роговой пластинкой, как у птиц, а зубы у них росли позади этой пластинки. Их было много, несколько сотен на каждой половинке челюсти, и располагались они, как щетина на щетке. Такими челюстями и зубами утконосые динозавры могли жевать, как травоядные копытные млекопитающие.

Исполинские динозавры — бронтозавры, достигавшие 35 метров в длину и 40 тонн веса

Скелет растительноядного динозавра зауролофа из меловых отложений Монголии в Палеонтологическом музее Академии наук СССР

Интересны и разнообразны были рогатые и панцырные динозавры, жившие «совместно» на суше с хищными динозаврами. Они были растительноядными животными, и для защиты у них появились мощные оборонительные средства.Панцирные динозавры были защищены прочным панцырем, образовавшимся, подобно черепашьему из слияния наружных костных щитков. Некоторые из этих динозавров имели еще дополнительные шипы, а на хвосте — острые шипы-колючки до полуметра длиной. Таково защитное вооружение одного из этих панцырных ящеров — юрского стегозавра. Стегозавры достигали 9 метров в длину и ходили на четырех ногах. На спине стегозавра, вдоль шеи, туловища и хвоста, располагались большие костяные пластины. Для поддержания их позвоночный столб у стегозавров стал массивным, позвонки имели длинные спинные отростки. Так же как диплодоки и бронтозавры, стегозавры имели очень маленький головной мозг и большое расширение полости спинного мозга в области крестца. Были и другие виды динозавров, имевшие оригинальные защитные шипы и чешую.Не менее надежно были защищены и рогатые динозавры, имевшие на черепе один или три гигантских рога до 1,5 метра в длину. Шея их была прикрыта сверху большим костным воротником, представлявшим выросты височно-теменных костей. Из них можно отметить носорогоподобного трехрогого трицератопса с большим костяным шлемом, защищавшим шею, с двумя рогами на лобных костях и одним на носу.Динозавры жили на всех материках. Особенно много их найдено в Северной Америке, Африке и на древней суше земного шара — в Центральной, Азии. В последние годы советские палеонтологи добыли в Монголии очень много скелетов динозавров, в том числе много новых, не известных науке. Раскопанные в древней пустыне Гоби, скелеты хищных, утконосых, панцырных и других динозавров украшают сейчас Палеонтологический музей Академии наук СССР в Москве и Центральный музей в Улан-Баторе.Таковы были некоторые формы представителей мира динозавров — удивительных ящеров мезозойской эры. И они исчезли навсегда в конце этой эры. Время сохранило нам лишь их скелеты.

Крупный, семиметровой высоты, утконосый динозавр зауролоф (ящер с гребнем) в болотистых зарослях Центральной Азии (Монголии). Зауролофы, жившие в Азии около 80 миллионов лет назад, и среда их обитания детально изучены советскими палеонтологами.

(Реконструкция проф. К. К. Флерова.)

В архиве Земли нет сведений, которые отвечали бы нам прямо на вопрос, почему одни растения и животные вымирали, а другие продолжали жить и развиваться. Поэтому нам приходится высказывать более или менее вероятные предположения об этом, исходя из анализа строения и биологических особенностей как самих вымерших организмов, так и условий их жизни, среды обитания. Каковы же были причины вымирания динозавров и других мезозойских пресмыкающихся — ихтиозавров, крылоящеров и др.Первая мысль, которая приходит в голову, — не погибли ли они от какой-либо катастрофы, больших резких перемен на Земле? Но эту мысль, которой придерживались многие палеонтологи прошлого, приходится отбросить. Действительно, на Земле происходят страшные землетрясения, вулканические извержения, иногда широко распространяются заразные болезни, которые уничтожают очень много животных и растений. Но совершенно невероятна такая катастрофа, которая уничтожила бы великое царство мезозойских пресмыкающихся, которые были распространены буквально по всей Земле — и на суше, и в воде, и в воздухе.

Борьба трицератопсов и тираннозавра

Стегозавр

Не кроется ли причина вымирания пресмыкающихся в них самих, в особенностях их строения и образа жизни? В научно-фантастическом романе А. Конан-Дойля, в котором описана встреча ученых-путешественников с миром ископаемых существ, якобы сохранившихся до наших дней в центре Южной Америки, высказывается мысль, что динозавры вымерли из-за слабого развития мозга, не позволившего им приспособляться к окружающим условиям. Это предположение в то время, когда писался «Затерянный мир», было распространено. Действительно, динозавры и другие вымершие пресмыкающиеся имели слабо развитый мозг, кроме того, все они были «специализированы», то есть приспособлены к определенным узким условиям существования. Среди них было много гигантов. Многие из них были малоподвижны, неловки и с трудом добывали пищу. Короче говоря, у них была утрачена способность к жизни в новых условиях. А условия жизни меняются. Поэтому животное, которое утратило способность быстро и соответственно изменяться, обречено на вымирание. Эта теория вымирания ящеров мезозоя, которая поддерживается некоторыми палеонтологами и до сих пор, также вряд ли верна. Ведь все же многие ящеры жили, размножались и даже процветали в течение многих миллионов лет. Чтобы объяснить причину вымирания ящеров мезозоя, нам надо обратить внимание и на вымирание других организмов прошлого. А вымерло их немало в разные геологические эпохи: вспомним трилобитов и ракоскорпионов, древние леса из папоротников, которые дали много каменного

Рогатый динозавр стиракозавр

угля, и множество других организмов. Причем вымирание их всегда сопровождалось большими геологическими переменами: поднятие гор, изменение границ материков и океанов, климата или, вернее, они ему предшествовали. Когда меняются климат и другие физико-географические условия, тогда меняются и условия существования для растений и животных. И те приспособления, которые были преимущественными для организма, теперь могли оказаться губительными. Если изменение окружающей среды и организма происходит одновременно, то выработка у него новых приспособлений идет более или менее гармонично и организмы изменяются, а не вымирают. Если же изменения организмов «отстают» от изменений окружающей среды, они вымирают. Представьте, что климат Сибири стал бы теплее и суше. Тогда ее реки и леса, а также животные изменились бы соответствующим образом. Появились бы большие степи и многие животные вымерли бы, другие же, наоборот, начали бы процветать. Или, например, если бы Австралия соединилась сушей с Азией. Тогда многие животные Азии переселились бы в Австралию. Многие животные Австралии, в частности примитивные млекопитающие вроде ехидны, утконоса, кенгуру, стали бы вымирать, хищные пришельцы из Азии истребили бы их. Когда в прошлом веке в Австралию были завезены кролики, они быстро размножились, захватили себе участки обитания и пищу, которые раньше использовались сумчатыми животными, и последние стали быстро вымирать. На остров св. Елены были завезены козы. Они объели там листья кустарников, молодых деревьев и леса, и их обитатели стали гибнуть. Можно привести много других примеров, когда гибли дикие животные, потому что в места их обитания проникали другие — их враги и конкуренты в борьбе за пищу.Изучая причины вымирания организмов, следует помнить «закон необратимости эволюции». Закон необратимости эволюции был сформулирован бельгийским палеонтологом Луи Долло, учеником и последователем В. О. Ковалевского.По этому закону организмы, достигшие в результате развития в определенном направлении узкой специализации, могут изменяться лишь в ограниченных пределах и не могут приобрести черты строения предков. Ласты ихтиозавра не могли превратиться в лапы наземного животного, какие были у их предков. Так же и однопалая нога лошади не может превратиться в пятипалую, которая была у ее предков.В силу закона необратимости развития узкоспециализированные организмы, то есть приспособленные к определенной среде обитания, при изменении условий жизни оказываются в менее выгодном положении, чем организмы малоспециализированные. Поэтому они вымирали в силу того, что специализация ограничивала возможность быстрого образования новых приспособлений в новой среде.Каковы же были те вероятные изменения на Земле, которые повлекли за собой вымирание ящеров?В мезозойскую эру — эру их процветания — материки не имели больших и высоких горных цепей. Этот низкий равнинный рельеф способствовал развитию большого количества затопляемых низин с пышной растительностью. Климат был теплый, жаркий. Тропики тогда значительно дальше простирались от экватора на север и на юг. Пресмыкающиеся — животные хладнокровные, с непостоянной температурой тела — имели благоприятные условия для своего развития. Обилие растительного и животного корма также давало возможность для широкого распространения самых разнообразных ящеров. В первой половине мезозоя среди животных пресмыкающиеся были самыми высокоорганизованными существами, и они, естественно, достигли наибольшего развития.В конце мезозоя произошли большие изменения: началось мощное горообразование, которое повлекло за собой значительное осушение частей материков и пересыхание мелководных морей. Таким образом, началось уничтожение зон обитания многих групп пресмыкающихся, приспособленных к водной среде (морские пресмыкающиеся, различные динозавры). Все это сопровождалось переменами в растительном мире. Но, вероятно, наиболее неблагоприятным для ящеров оказалось похолодание климата, которое произошло в конце мезозойской эры. Сменившие пресмыкающихся птицы и млекопитающие — это единственные существа, у которых температура тела остается постоянной, независимо от температуры окружающей среды. У них более развиты головной мозг, забота о потомстве. Все это обеспечивало значительную выживаемость этим животным в различных условиях среды.Может быть, это — неполное и не совсем точное объяснение причин вымирания ящеров. Более определенный и ясный ответ будет дан тогда, когда мы лучше узнаем их биологические особенности, те условия, в которых они жили, и те события, которые произошли в конце мезозойской эры.Почему многие ящеры, в частности динозавры, вымерли в конце мезозоя? Дело в том, что мы проводим границу между мезозоем и следующей эрой — кайнозойской — именно там, где исчезли последние группы мезозойских ящеров.

Шишка, или цветок беннеттита (слева), ицветок магнолии (часть органов растенийудалена)

В мезозойскую эру произошли два великих события в истории жизни на Земле, которые изменили и обновили органический мир Земли: появились первые млекопитающие и цветковые, или покрытосеменные, растения.Уже в юрский период леса сильно изменились: поредели папоротниковые заросли, размножились голосеменные растения и саговники. Саговники — небольшие деревья с прямыми стволами и длинными пористыми листьями. По виду они похожи на папоротники и на пальмы. Они были потомками семенных папоротников и размножались семенами. Близкими родственниками саговников были беннеттиты, расцвет которых относится к меловому периоду. Они размножались семенами, которые были собраны в шишки и напоминали цветы с древних цветковых растений — магнолий. Замечательные растения мезозоя — гинкговые. Один вид этих растений — гинкго двулопастное — дожил в Японии и Китае до наших дней. Листья гинкговых похожи на веер и расположены на верхушке. В меловом периоде в связи с похолоданием и более сухим климатом растительный покров Земли изменяется еще больше. Среди хвойных лесов нередки древние сосны и ели. В лесах из саговых пальм и других древних растений появляются тополь, ивы и другие знакомые нам деревья. Появляются настоящие цветковые, или покрытосеменные, растения. Цветоносные растения стали возникать уже в конце палеозоя, около 200 миллионов лет назад. Это были известные нам саговые, гинкговые и хвойные. Но цветы их невзрачны и имеют простое строение. Образующиеся в них семена лежат в растении «голыми», ничем не прикрытыми. Поэтому их называют голосеменными. Но и такие семена имеют преимущество перед простыми спорами. В меловой период у предков цветковых растений цветы становились более разнообразными по форме, цвету, запаху. Их семена стали помещаться в особой полости — в разрастающейся завязи цветка. Поэтому такие растения ботаники называют покрытосеменными. С появлением их растительный покров Земли стал резко изменяться, и в сравнительно короткое время эти растения широко размножились и распространились повсюду.

Цветок магнолии, одного из древних цветковых, или покрытосеменных, растений

Появление на арене жизни цветковых растений резко изменило не только растительный покров Земли, но и всю органическую жизнь, особенно на суше. Однообразные леса из папоротников и голосеменных сменились разнообразными по форме и цвету лесами и лугами из цветковых растений. Приспособляясь к изменяющимся условиям среды, цветковые растения дали многообразные деревья, кустарники и травянистые однолетние и многолетние растения. Мы уже говорили о том, что без цветковых растений едва ли может быть большой прогресс в мире животных, особенно насекомых, птиц и млекопитающих.

В юрский и меловой периоды мезозоя на жизненной арене появились млекопитающие. Они были тогда маленькими зверьками величиной с мышь или крысу. Их было мало, и они не были так широко распространены, как динозавры. Но, несмотря на это, их потомкам принадлежало будущее.Млекопитающие, как птицы, в некотором роде схожи с пресмыкающимися, но имеют перед ними свои преимущества в борьбе за жизнь. Подобно птицам, они сохраняют постоянную температуру тела, что позволяет им жить и быть активными при значительных колебаниях температуры внешней среды. Этому способствует и наличие у них теплого одеяния в виде волосяного покрова.Млекопитающие — обычно живородящие животные. Они кормят детенышей молоком (отсюда и название: молоком питающие), заботятся о своем потомстве. Таковы важные биологические преимущества и особенности млекопитающих как высших животных. У млекопитающих имеются и другие важные отличия в анатомии и физиологии.Млекопитающие, как и птицы, — активные животные. Их биологическая активность связана с прогрессивным развитием органов дыхания, кровообращения и мускулатуры. Сердце млекопитающих, как и у птиц, разделено на четыре части, и поэтому артериальная кровь, насыщенная кислородом, не смешивается с венозной кровью, насыщенной углекислым газом. Теплая кровь с постоянной температурой быстро доставляет во все части тела пищу и кислород, которые потребляются этими активными животными. Дыхательная система, в первую очередь легкие, имеет сложное строение и хорошо приспособлена для усвоения кислорода воздуха.У всех млекопитающих прогрессивно развился головной мозг и особенно кора большого мозга, которая достигла максимальной относительной величины и необычайной сложности строения. Поэтому их поведение сильно зависит от приобретенных в течение индивидуальной жизни условных рефлексов, по терминологии И. П. Павлова. Высоко развиты у млекопитающих и многие органы чувств, например слух, обоняние. Кроме того, мы видим у млекопитающих наибольшую рационализацию питания, что дало возможность усваивать самую различную пищу и хорошо ее перерабатывать.У млекопитающих гораздо больше, чем у других позвоночных, развита жевательная способность. Поэтому у них иначе устроены зубы, челюсти и по-другому совершается процесс жевания. Нижняя челюсть млекопитающих сочленяется с черепом так, что суставной отросток ее прямо входит в суставную ямку на височной кости. У пресмыкающихся и птиц нижняя челюсть причленяется к особой квадратной кости, которая прикрепляется к черепу. Зубы млекопитающих, как говорят, дифференцированы, то есть в челюстях находятся зубы разного вида, предназначенные для выполнения определенной функции. Впереди сидят резцы, за ними клыки, потом следуют малые коренные (или ложнокоренные) и, наконец, коренные. Такого разнообразия зубов больше ни у кого из животных нет. По отдельным костям черепа, и особенно по зубам, ученые хорошо различают разные группы млекопитающих. У млекопитающих хорошо развито так называемое вторичное нёбо — костная перегородка, которая отделяет носоглотку от ротовой полости.

Хищные зверозубые пресмыкающиеся циногнаты из отложений триасового периода Южной Африки, близкие к предкам млекопитающих

В какое же время истории жизни, от кого и почему возникли первые млекопитающие? Что они собой представляли? Ответ на эти вопросы дают остатки древних млекопитающих и зверообразных пресмыкающихся, а также изучение современных примитивных млекопитающих — яйцекладущих и сумчатых.Несмотря на то, что у млекопитающих есть признаки, общие с земноводными и отсутствующие у пресмыкающихся, в частности обилие кожных желез, происхождение их от пермских и триасовых зверозубых пресмыкающихся — териодонтов — не вызывает сомнения. Териодонты были разнообразными по величине и строению животными. Самые мелкие были величиной с крысу и самые крупные — с большого тигра. У териодонтов постепенно появляются признаки, свойственные исключительно млекопитающим. Особенно близки к последним некоторые южноафриканские триасовые териодонты. Скелет их мало чем отличается от скелета древнейших млекопитающих, и по ряду физиологических особенностей и по биологии они, вероятно, также были им близки. Хорошо развитое вторичное костное нёбо и сложные зубы, разделенные на резцы, клыки и коренные, давали териодонтам возможность непрерывного дыхания и хорошего пережевывания пищи. Они, так же как и млекопитающие, уже высоко держались на ногах и были весьма активными животными.Древние териодонты найдены и на территории СССР в пермских отложениях. Один из них, детально изученный по более полным остаткам черепа и частям скелета, — пермоцинодон (пермский собакозуб), — который назван так открывшим и изучавшим его академиком П. П. Сушкиным за некоторое сходство его черепа с черепом собаки, был небольшим звероящером величиной с маленькую собаку.Предками млекопитающих были мелкие виды зверозубых пресмыкающихся, подобные пермоцинодону или южноафриканскому циногнату.В течение мезозойской эры млекопитающие существовали в виде мелких форм, от которых нам известны лишь остатки черепов, челюстей, зубов. Они были немногочисленны и сохраняли ряд особенностей, свойственных пресмыкающимся. Эволюция их шла медленно, но постепенно у них вырабатывались особенности, которые обеспечили им бурный расцвет в кайнозое, что и позволяет нам считать их высшими животными.

Древние растительноядные млекопитающие диноцераты и насекомоядные псевдиктопсы, жившие на территории Центральной Азии 50 миллионов лет назад.

(Реконструкция проф. К. К. Флерова)

Все древнейшие мезозойские млекопитающие были маленькими, величиной с крысу или мышь, зверьками, жили в теплых, влажных, лесистых местах и вели как бы «скрытый образ жизни». Они были уже представлены формами, различающимися между собой зубами и другими особенностями. Самые примитивные имели трехконусные зубы, из которых развивались трехбугорчатые и многобугорчатые. Многобугорчатые известны с юрского периода до начала кайнозойской эры. Коронку из коренных зубов составляли от 2 до 5 рядов бугорков. Строение зубов и некоторые иные признаки дают основание считать многобугорчатых млекопитающих если не прямыми предками однопроходных млекопитающих, то очень близкими к ним. Однопроходные млекопитающие в современную эпоху представлены ехидной и утконосом, живущими в Австралии и на некоторых прилегающих островах.Однопроходные млекопитающие сохранили признаки пресмыкающихся, например откладывание яиц, клоаку и др. Челюсти у них покрыты роговым чехлом.Среди ныне живущих млекопитающих недалеко ушел от предков сумчатых и высших планцентарных млекопитающих опоссум, или американская сумчатая крыса.Предками для подклассов сумчатых и высших (плацентарных) млекопитающих были так называемые трехконусозубые млекопитающие, обнаруженные в юрских отложениях. Это были маленькие зверьки с характерными трехбугорчатыми коренными зубами. Из древней группы пантотериев в меловом периоде развились все поздние млекопитающие, впоследствии заселившие весь земной шар. Сумчатые рождают недоношенных детенышей, дальнейшее развитие которых проходит в особом мешке-«сумке» на брюхе у матери.Сумчатые млекопитающие в настоящее время представляют хорошо обособленную ветвь млекопитающих, которая имеет, так же как и плацентарные, много специализированных групп. Среди них есть наземные, древесные, роющие, плавающие животные. Они различаются также и по характеру питания: насекомоядные, всеядные, хищные, травоядные. Сумчатые сохранились теперь только в Австралии, на соседних с ней островах и в Америке, преимущественно Южной. Среди австралийских сумчатых есть много животных, сходных по образу жизни с различными представителями высших плацентарных млекопитающих: копытных (кенгуру), грызунов (вомбат, сумчатые белки), хищных (сумчатый волк) и др.Наиболее многочисленный и распространенный подкласс плацентарных млекопитающих хорошо известен с мелового периода. К плацентарным относятся насекомоядные, приматы, хищные, грызуны, копытные и многие другие отряды. Для них характерно наличие плаценты, то есть тесное соединение оболочек зародыша со стенками матки, обеспечивающее хорошее снабжение зародыша пищей и кислородом из тела матери. Все особенности, свойственные млекопитающим, у них наиболее развиты.Нам остается ответить на один очень трудный вопрос: почему зверозубые пресмыкающиеся превратились в млекопитающих? В конце палеозойской эры в ряде мест земной поверхности увеличивалась, начиная с пермского периода, сухость климата. Особенно сухим климатом отличались обширные пространства Южной Африки и ряда других местностей, где процветали многие пресмыкающиеся, в том числе зверозубые. Другая, более могущественная причина, которая дала толчок развитию млекопитающих — сильное похолодание, происшедшее в конце палеозоя. По-видимому, резкий холод охватил и южное полушарие, в частности Африку. Совместное действие сухости и холода тяжело сказалось на пресмыкающихся. Поэтому началось развитие зверозубых пресмыкающихся, которые гораздо лучше были приспособлены к новым условиям. Многие современные ученые считают, что млекопитающие возникли в триасовый период и что некоторые высокоразвитые зверозубые пресмыкающиеся были теплокровными животными.Что мешало развитию и широкому распространению млекопитающих в мезозойскую эру? Вполне вероятно, что революция на земной поверхности, которая произошла в конце палеозоя, была достаточной причиной для того, чтобы возникли млекопитающие. Но она не «затормозила» развитие различных хищных пресмыкающихся — смертельных врагов первых млекопитающих.Поэтому до самого конца мезозоя, до вымирания ящеров, млекопитающих было немного. Их расцвет начался в кайнозойскую эру, которую палеонтологи справедливо назвали «эрой млекопитающих».