Андрей Журавлёв - До и после динозавров
Раннетриасовые цинодонты обрели вторичное нёбо, с которым можно было есть и дышать одновременно. Как у млекопитающих, у них были клыки для удержания добычи, резцы — для откусывания и бугорчатые коренные зубы — для тщательного пережевывания. (Зубы — это настолько характерные органы, что по ним различают все основные группы млекопитающих.) Цинодонты были не очень мелкими и не очень большими зверьками с укороченным хвостом. На черепах этих существ ясно просматриваются отпечатки кровеносных сосудов, которые располагались, как у млекопитающих. Относительные размеры ребер указывают на присутствие грудобрюшной преграды между легкими и брюшной полостью. Такая сухожильно-мышечная перегородка необходима животным с четырехкамерным сердцем. (Это значит, что к голове, мышцам и основным органам у них поступала богатая кислородом артериальная кровь.) Череп был гладкий — без желобков и ямок. Лишь на самой передней части морды видны глубокие лунки, связанные с чувствительными волосками (вроде кошачьих усов). Рядом с лунками пролегает особенно густая сеть кровеносных сосудов, которые подходили к губам. (Губы помогают удерживать пищу при разжевывании — изо рта не вылетает.) Они откладывали яйца (так же как современные ехидна и утконос), но кожа была пронизана выходами желез. Часть из них со временем стали молочными.
Палеонтолог Леонид Петрович Татаринов обнаружил, что все эти признаки млекопитающих независимо и разными темпами развивались во всех линиях цинодонтов (и отчасти других зверообразных). Ветвей было много, путь — один.
И вот среди крокодилоподобных лабиринтодонтов, бегемотообразных дицинодонтов и собакозубых-цинодонтов появились пока еще небольшие существа, около метра длиной. Они тоже были немножко (но, конечно, больше, чем лабиринтодонты) похожи на крокодилов. Только морда была не плоской, а сжатой с боков. Зубастая верхняя челюсть крючковато нависала над нижней, образуя вместе с ней подобие щипцов, пригодных для захвата толстой шкуры дицинодонта. Этих зверей назвали протерозухиями (греч. «первичный» и египетское «зух» — «крокодил»). Протерозухии были и первыми текодонтами (греч. «ячеезубые»), и первыми архозаврами (греч. «первоящеры»). У рыб, земноводных и прочих пресмыкающихся зубы не имеют корней и прирастают к челюстным костям. Зуб архозавра погружен корнями в ячейку, где ко времени смены успевает развиться новый, замещающий зуб. Ячеистозубые-текодонты и все их потомки, включая крокодилов и птерозавров, всегда исключительно зубасты. (Конечно, если только зубы не заменил клюв.)
В среднетриасовую эпоху протерозухии стали здоровыми тварями до 5 м длиной (с метровым черепом) и временно заняли нишу самых крупных хищников триасового периода. Появились и почти двуногие текодонты, но передвигались они вразвалку, как современные, бегающие на задних лапах ящерицы. Тогда же у текодонтов, пока остальные пресмыкались, стала совершенствоваться походка. (Но об этом в следующем разделе.)
С середины триасового периода архозавры, в основном текодонты, заняли ведущее положение в наземном и надземном мире. Появились динозавры и птерозавры. Странные пятиметровые этозавры, названные почему-то «обычными ящерицами», ползали на своих четырех по суше. Эти «обычные ящерицы» с маленькой головой и большими ноздрями были одеты в сплошной панцирь из щитков, иногда с длинными шипами. Вместо передних зубов у них был роговой клюв, сидевший на остром, задранном вверх рыле. В пресных водоемах скрывались крокодилоподобные фитозавры с вытянутой узкой мордой. Название «фитозавр» (греч. «растение» и «ящер»), конечно, было дано этим огромным (5–6 м длиной) хищникам по ошибке. История самих крокодилов началась в позднетриасовую эпоху с 70-сантиметровых зверьков, короткомордых, с большими глазами и небольшим хвостом. Они были покрыты прямоугольными пластинками, защищавшими от фитозавров. Крокодилы произошли от двуногого сухопутного предка, от которого унаследовали всего по четыре пальца на задних лапах. Со временем у них развилась воздухопроводная окостеневшая трубка, ведущая от ноздрей к самым трахеям. С такой трубкой они могли дышать, погрузившись всем телом в воду, и поглощать под водой добычу, не опасаясь захлебнуться. (Современные крокодилы — остромордые гавиалы с «рыбьими» хвостами и широкомордые аллигаторы — появились в начале мелового периода.)
Древние парарептилии — проколофоны — доживали свой век. Эти мелкие ящерицеподобные существа с глазами навыкате, наверное, неуютно чувствовали себя среди больших и дальних родственников. Массивный череп нес широкие щечные зубы. Они годились для раскусывания твердых семян или ракушек и перетирания пищи между верхними и нижними зубами. У черепах, появившихся в позднетриасовую эпоху, панцирь сросся с ребрами и позвонками. Он состоял из кожных пластин и щитков, развившихся из чешуи. Зубы исчезли. Остался лишь роговой клюв. Ранние черепахи не втягивали голову и хвост внутрь панциря. В меловом периоде черепахи освоились в морской стихии и обрели облегченный кожный панцирь. Среди них были особи до 3,7 м длиной и 2,7 т весом. Сухопутные черепахи, конечно, были не столь весомы — все-таки на себе приходилось панцирь таскать. Поэтому раннечетвертичная индийская черепаха весила всего 1 т и была длиной 2,2 м.
Среди последних дицинодонтов и цинодонтов уже мелькали первые настоящие млекопитающие.
Современные ящерицы, крокодилы и черепахи шагают, широко расставив лапы. Плечи и бедра у них расположены горизонтально, конечности оказываются сбоку от туловища, локти и колени смотрят наружу, а живот волочится по земле. Животное буквально «ползет на брюхе» — пресмыкается. Отсюда и название этой группы зверей — пресмыкающиеся. Получается, что тело висит на мышцах. А ведь надо еще лапами перебирать. Делая каждый шаг, пресмыкающееся помогает себе всем туловищем, изгибая его влево и вправо. При этом сжимается то левое, то правое легкое и дыхание затрудняется. Пока рептилии спешить некуда, эти помехи не столь серьезны. Но если нужно догнать добычу или избежать участи оной, приходится ускорять движение, бежать. Тут-то и сказывается недостаток несущего энергию кислорода, который плохо поступает в легкие. Современные земноводные и пресмыкающиеся не могут бежать и дышать одновременно. Будучи хищниками, они используют засадную тактику: хамелеоны и лягушки «стреляют» языком, крокодилы затаиваются под водной гладью у водопоев.
Змеи в какой-то степени избавились от подобных проблем, полностью лишившись ног. Черепахи надели панцирь, и их грудную клетку стало невозможно сдавить. Правда, панцирь сам оказался дополнительной нагрузкой, но это забота сухопутных тортил. Их морские соплеменницы передвигаются изящно и стремительно, будто порхая. Крокодилы могут даже по своему «галопировать». Однако особенности обмена веществ (у них в печени запасено в 50 раз меньше питательных веществ, чем у млекопитающих) мешают рептилиям бежать и быстро, и долго. Много миллионов лет спустя млекопитающие ускользнули от этой проблемы за счет постановки тела, при которой все четыре конечности вертикально поддерживают его при движении. На бегу позвоночник сгибается и выпрямляется при каждом шаге, сжимая и расширяя грудную клетку, что даже улучшает дыхание. Вес тела принял на себя скелет конечностей, а мышцам осталось лишь не дать «подпоркам» разъехаться. Тело оказалось высоко приподнятым над землей, а конечность, двигаясь параллельно оси тела, делает широкий шаг.
Немного о динозаврах
Вот тут-то и появились звери, которые идеально чувствовали себя в любую мезозойскую погоду и при этом избежали проблем с дыханием и бегом. Этими зверями были динозавры (греч. «ужасные ящерицы» или «ящеры»). Динозавры произошли в среднетриасовую эпоху (около 230 млн лет назад) от текодонтов.
Ныне описано уже более 800 родов и 1000 видов динозавров. Все первые динозавры были двуногими хищниками. Бедренные кости и голеностопные суставы у динозавров были повернуты так, что задние ноги двигались под туловищем. Колени и лодыжки расположились под бедрами, не сдерживая развития могучей ножной мускулатуры. Голеностопный сустав пружинил при ходьбе, сохраняя силы. Опора переместилась на третий (средний) палец. Суставной механизм препятствовал отклонению бедренной кости от правильного положения. Сросшиеся тазовые кости превратили хвост в дополнительную опору. Вся удачная и экономная конструкция для передвижения позволила динозаврам намного превзойти своих современников — прочих ящеров и древних млекопитающих (не говоря уж об их зверообразных предках). Те все продолжали пресмыкаться.
Их динозавры и потеснили, щеголяя выпрямленной двуногой походкой. Судя по следовым дорожкам, динозавры проходили до 5,5 км/ч. Бегать некоторые звероногие динозавры могли и быстрее и, возможно, носились на скорости до 40 км/ч. (Внешне несколько напоминающие динозавров страусы развивают изрядную скорость — до 80 км/ч, а игуана «Иисус Христос» разгоняется на задних лапах так, что перебегает неширокие речки по поверхности воды.) Двуногость дает выигрыш и в маневренности.
