Откуда ученые знают, как двигались динозавры
Доисторические чудовища, топающие и скачущие на экранах кинотеатров и телевизоров, давно стали привычным зрелищем, и порой забываешь, что никто из людей никогда не видел живьем ни одного динозавра или индрикотерия. Для того чтобы понять, как двигались древние животные, у науки есть лишь их окаменевшие скелеты, часто неполные. А между тем исход шедшей сотни миллионов лет назад борьбы за преобладание на суше во многом зависел от конструкции двигательного аппарата.
Двигательный (локомоторный) аппарат состоит не только из костей, но и из мускулов, но в распоряжении изучающих окаменелости палеонтологов мягких тканей нет и «натягивать» на древние кости мясо и жилы приходится умозрительно — часто это область гипотез и жарких споров. Именно здесь находят свое применение такие разделы современной биологии, как функциональная морфология и биомеханика. Эти дисциплины обращены прежде всего на нынешнюю фауну, ведь очевидно, что разобраться в ископаемой древности можно, лишь изучив локомоторику современных животных. К примеру, знание о двигательном аппарате носорога приблизит нас к пониманию манеры передвижения трицератопса. Хотя первый был динозавром, а второй — млекопитающее, оба животных образуют один конструктивный тип — крупные, травоядные, рогатые.
На деле изучение двигательного аппарата даже существующих в природе видов — дело настолько непростое, что способ передвижения иных современных животных или, скажем, метод пережевывания ими пищи так до конца и не изучены. Есть ли движущиеся части в черепе гаттерии — реликтовой игуаны, живущей на островах Новой Зеландии? Как ни удивительно, об этом ведутся споры. И гаттерия — не единственный пример. Перенесение же методов функциональной морфологии и биомеханики на ископаемые остатки может быть выполнено лишь с известной долей гипотетичности. Впрочем, иного способа заставить «ожить» древние кости — да-да, конечно, всего лишь в воображении — не существует.
Сухопутные рыбы
Как бы то ни было, накопленные к сегодняшнему дню знания о характере движения наземных позвоночных, принадлежащих к разным эпохам, дают ключ к пониманию драматических событий последних сотен миллионов лет, в которые живые существа, имевшие разную «конструкцию», оспаривали власть над планетой.
Наземные позвоночные, согласно принятым в современной науке взглядам, пришли на сушу из воды, ведя свою родословную от кистеперых рыб. Случилось это в палеозое, точнее, в девонском периоде (408−360 млн лет назад). Древнейшее земноводное, вышедшее на сушу, в манере движения немало унаследовало от своих водных предков. Рыба, как известно, плавает, выполняя телом волнообразные движения и отталкиваясь от воды хвостом. Точно так же девонский лабиринтодонт медленно полз по суше, «виляя» своим туловищем. Именно тогда возникла так называемая симметричная локомоция — характер движения, сохранившийся отчасти и у homo sapiens: у человека при выносе левой ноги вперед правая рука идет назад. При толчке правой ноги назад правая рука идет вперед. Эта очень примитивная походка досталась нам в наследство от далеких предков из палеозоя.
Первые земноводные стали родоначальниками всех тетраподов — четвероногих, однако строение их лап было еще тесно связано с рыбьими плавниками. Правда, в отличие от плавников, которые у рыб выполняют в основном функцию рулей, лапы земноводных получили роль основного движителя. Это был еще очень несовершенный механизм ходьбы. Конечности древних тетраподов крепились к телу латерально, то есть плечевая и бедренная кость располагались в горизонтальной плоскости (как у нынешних черепах, ящериц и саламандр). Это соответствовало латеральному положению плавников.
Жизнь вразвалочку
Кто же не помнит наши маленькие попытки схитрить во время школьных уроков физкультуры? Учитель всегда требовал, чтобы при отжимании от пола мы расставляли локти как можно шире, не так ли? Чтобы получить бóльшую нагрузку на мышцы рук и спины, разумеется. Но мы-то старались, наоборот, подвести руки под себя. Потому что так легче.
Первым земноводным и их потомкам — появившимся в каменноугольный период (360−286 млн лет назад) примитивным рептилиям- приходилось всю жизнь сдавать нормативы по отжиманию по самым строгим правилам. Ведь их латеральные конечности несли нагрузку не только на движение, но и на удержание тела на весу. Скелеты парейазавров (травоядных рептилий подкласса анапсид) поражают своей мощью и основательностью. Ширина чудовищно толстых костей конечностей часто превышала длину. К этим костям, конечно же, крепились могучие мышцы. Если еще учесть, что суставы конечностей не были до конца выработаны и местами вместо них имелась лишь «мозаика» из плоских косточек, то нетрудно себе представить, как медленно и неуклюже передвигалась эта махина на широко расставленных лапах. При ходьбе конечность отрывалась от земли, заносилась вперед, совершая круговое движение, затем вновь опускалась. Этот неэкономный способ движения делал парейазавра крайне тихоходным. Спасало его лишь одно — в палеозойскую эпоху хищных и быстрых в нынешнем понимании существ, видимо, вообще не было. Враги травоядных анапсид и истинные хозяева планеты в пермский период- хищные зверообразные рептилии из подкласса синапсид — были столь же медлительны и также ходили на латерально поставленных конечностях (примерно так ходит современная австралийская ехидна). И вот как выглядела охота времен палеозоя: за убегающей вразвалочку жертвой вальяжно шествовал хищный звероящер. Догонит? Не догонит? Эта пасторальная идиллия когда-то должна была кончиться.
