Научная история динозавров началась в первой половине XIX в. Когда Ричард Оуэн в 1842 г. ввел название Dinosauria, он опирался на мегалозавра, игуанодона и гилеозавра. Гадрозавр был назван позднее, в 1858 г. Во второй половине XIX в. число известных динозавров быстро росло, особенно благодаря находкам в Северной Америке и знаменитому соперничеству Отниела Чарльза Марша и Эдварда Дринкера Копа.

Некогда Марш и Коп дружили, но в первую очередь они были прирожденными учеными, и это обстоятельство стало причиной ссоры. Палеонтологи настолько увлеклись динозаврами, что начали открыто состязаться друг с другом, стараясь откопать, собрать и описать как можно больше видов. Не просто ящеров, а новых, еще не известных науке, и обоим ученым это удалось. Правда, в историю Марш и Коп вошли как непримиримые соперники, а их соревнование позже назвали «войной костей». Хотя официально все это считалось «Великой американской охотой за динозаврами».

Охота и впрямь была великой: оба палеонтолога отправляли в Скалистые горы, что на западе США, экспедицию за экспедицией, и ни одна из них не оставалась без добычи. Результаты этого противостояния оказались в пользу Отниела Марша: он открыл целых 86 видов динозавров. Эдварду Копу повезло меньше — на его счету было «всего» 56 видов.

Иногда окаменелости динозавров доставались ученым буквально с боем: порой две экспедиции оказывались на одном участке, и рабочие устраивали жестокие драки за интересные кости. Сами Марш с Копом не прибегали к грубой силе, но на их научных спорах было жарко. Иногда ученые почти готовы были вступить в рукопашную, особенно в знаменитом случае, когда Марш указал своему сопернику на обидную ошибку: Коп собирал скелет плезиозавра и по какой-то причине поместил череп на кончик хвоста.

Мы не зря здесь говорим обо всем этом — в первые десятилетия после открытия динозавров исследования ученых были в основном количественными. Противостояние американских светил стало ярким тому примером — палеонтологи старались открыть как можно больше новых видов динозавров. И лишь несколько позже изучение стало качественным: ученые старались понять, кто же такие динозавры.

В 1842 г. Ричард Оуэн выделил Dinosauria как особую группу ископаемых рептилий. В 1860-х гг. новые скелеты заставили пересматривать представления о передвижении динозавров, а во второй половине XIX в. появились серьезные аргументы в пользу их родства с птицами. В 1887 г. Гарри Сили предложил классическое разделение динозавров на ящеротазовых и птицетазовых. Эта схема долго была основой систематики, хотя сегодня глубокие родственные связи между ранними группами продолжают обсуждаться.

В общем к началу XX в. наука о динозаврах вполне сформировалась, ученые многое узнали об этих животных, но загадок оставалось еще немало. Обо всем этом — фактах и недостатке знаний — мы и поговорим сейчас более подробно.

Четвероногие или двуногие?

Когда обнаружили останки мегалозавра, никто даже и не задавался вопросом о способе передвижения этого животного — Бакленд посчитал, что столь большое создание должно быть похожим на носорога или бегемота. То есть быть медлительным, неповоротливым, а потому опираться сразу на четыре конечности. Что ж, логика здесь есть. Вы можете представить, чтобы слон ходил на задних лапах? Нет, не в цирке, а постоянно. Вот и ученые XIX в. не могли. Та же история произошла и с игуанодоном, а в свое время и Оуэн не стал выдумывать ничего нового, а «поставил» всех известных ему динозавров на четыре ноги. Но в 1858 г. в Америке нашли останки гадрозавра, которые завели палеонтологов в тупик. Когда этими окаменелостями занимался Джозеф Лейди, он сделал несколько замечаний по поводу различий между передними и задними конечностями динозавра. Дело в том, что задние ноги гадрозавра явно сильнее и массивнее передних — что-то подобное можно видеть у кенгуру. Кенгуру, как известно, передвигаются на двух ногах — задних, но при этом для поддержания равновесия опираются еще и на хвост. Так получилось, что о работе Лейди научная общест венность узнала лишь в 1865 г.: в дело вмешалась Гражданская война в США (противостояние между Севером и Югом). Как и любая другая, эта война закончилась, и уже в 1868 г. на основе заключений Лейди американский натуралист и скульптор Бенджамин Уотерхаус Гаукинс собрал скелет двуногого гадрозавра (его вы можете видеть на рисунке в предыдущей главе).

Нужно отметить, что в том скелете недоставало некоторых костей, поэтому Хопкинс сделал их из гипса. Интересно, что этот скелет до сих пор находится в Филадельфийской академии естественных наук (где и выставлялся впервые), однако увидеть его нельзя — он хранится в запасниках.

После этого открытия пересмотрели и взгляды на уже известных динозавров, в том числе на игуанодона и мегалозавра. Теперь их скелеты монтировались двуногими, что в корне изменило их внешний облик и, кстати сказать, прибавило величия — динозавры представлялись не прижимающимися к земле рептилиями, а гордыми созданиями с высоко поднятой головой.

Однако в последние годы это отношение вновь изменилось — многое указывает на то, что те же гадрозавры и игуанодоны активно использовали передние конечности для ходьбы. Но все же естественным для них было положение стоя на двух ногах.

Сейчас мы знаем, что многим хищным (или даже всем) и некоторым травоядным динозаврам была присуща бипедальность, то есть они ходили на двух ногах. Но при этом они не опирались на хвост, что роднит их... с птицами. Да и не только это — ученые конца XIX в. усмотрели в окаменелых скелетах множество сходств древних рептилий с современными птицами.

Птицы и динозавры - есть ли связь?

Вы уже знаете, что в 1850-х гг. в Германии обнаружили почти полный скелет компсогната — это открытие сделал баварский врач и любитель ископаемых Йозеф Оберндорфер. Через 20 лет английский биолог Томас Генри Хаксли описал ящера с трудным названием гипсилофодон—ученый заново открыл этого динозавра, так как он ранее считался детенышем игуанодона. Эти два события ничем не связаны, кроме одного — динозавры эти очень уж похожи на современных птиц.

Такое заключение сделали одновременно и независимо друг от друга Хаксли и немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель. Однако ученые не просто отметили факт сходства современных и древних животных, а сделали вывод, что птицы — это потомки доисторических ящеров. Смелое заявление, не правда ли? Да и по представлениям XIX в. оно абсурдно: ну как птицы — летающие теплокровные животные — могут быть потомками динозавров, которых тогда представляли исключительно огромными и холоднокровными рептилиями?!

Эту теорию не приняли, мало того — подвергли жесточайшей критике. К 1920-м гг. она потеряла своих последних приверженцев, и до второй половины XX в. о ней почти никто не вспоминал.

В 1960-х гг. начался новый этап изучения динозавров, особенно после работ Джона Острома о дейнонихе. Сегодня птицы рассматриваются не просто как «потомки динозавров», а как сохранившаяся ветвь тероподовых динозавров. Эту связь подтверждают многочисленные особенности скелета, яйца и гнезда, а также находки пернатых динозавров.

Однако то, о чем мы сейчас говорим, не заключается только в родстве динозавров и птиц — проблема гораздо шире. Она ставит под сомнение общепризнанные взгляды на динозавров как на холоднокровных рептилий.

Теплокровные рептилии

Представления о динозаврах неоднократно менялись. В конце XIX и первой половине XX в. многие реконструкции показывали крупных динозавров тяжелыми и медлительными, однако это было следствием тогдашних сравнений с современными рептилиями и неполноты ископаемого материала. Современная палеонтология не рассматривает динозавров как единую группу одинаково медлительных или одинаково «сообразительных» животных.

Большие размеры сами по себе не означают ни медлительность, ни низкие когнитивные способности. Скорость конкретного динозавра зависела от строения конечностей и массы, а оценивать поведение и возможности мозга приходится косвенно — по анатомии, следам и сравнению с живыми животными.

Есть здесь и еще один интересный момент. Когда изучению подверглись первые останки динозавров, ученые отметили их явное сходство с рептилиями — в первую очередь с ящерицами и крокодилами. Да, в скелетах доисторических ящеров есть характерные черты птиц и млекопитающих, но в целом — это скелеты пресмыкающихся. Именно на слове «рептилия» ученые и зациклились.

Вопрос обмена веществ у динозавров значительно сложнее простого деления на «холоднокровных» и «теплокровных». Эндотермия и эктотермия описывают способы получения и сохранения тепла, но напрямую не определяют интеллект. Современные исследования допускают, что разные линии динозавров могли иметь разные уровни метаболизма.

В XIX–XX вв. динозавров часто автоматически сравнивали с современными ящерицами и другими эктотермными рептилиями. Позднее стало ясно, что такое сравнение слишком прямолинейно: птицы тоже относятся к архозаврам, а физиология вымерших динозавров могла заметно отличаться от физиологии современных ящериц.

Однако нет-нет, да и появлялись вещи, которые не укладывались в сложившуюся картину. Впервые такое случилось еще в XIX в., когда зоологи пристально изучали останки динозавров — уже тогда иные ученые задавались вопросом, насколько динозавры пресмыкающиеся. Эти животные очень уж непохожи на известных нам рептилий, а сходство с крокодилами не очень-то помогало разрешить вопрос — мало кто знает, но у крокодилов больше общего не с рептилиями вроде ящериц, а с птицами! Есть над чем задуматься.

Все это не сильно мешало думать, что динозавры — настоящие холоднокровные рептилии. Пока в 1964 г. не обнаружили, а в 1969 г. не описали новый вид динозавров — дейноних. Сделал это американский палеонтолог Джон Остром, которому было суждено совершить настоящую революцию в науке о динозаврах. Что же ученый увидел такого необычного в скелете дейнониха?

Остром обратил внимание прежде всего на активное, «птичье» строение дейнониха и сходство его скелета с птицами. Эти работы стали важной частью «ренессанса динозавров» и усилили интерес к их метаболизму. Однако по одному строению конечностей нельзя напрямую доказать эндотермию, поэтому дальнейшие исследования используют микроструктуру костей, темпы роста, изотопы и другие признаки.

Сегодня вопрос ставят иначе: насколько высоким был обмен веществ у разных групп динозавров и как он менялся в ходе их эволюции. Есть данные в пользу высокого метаболизма у многих теропод и зауроподов, но некоторые птицетазовые могли иметь более низкие показатели. Единой физиологической модели для всех динозавров пока нет.

Находки гнезд, яиц и перьев существенно изменили представления о биологии динозавров, но сами по себе не являются простым «тестом на теплокровность». Они прежде всего показывают сложное репродуктивное поведение и то, что перьевой покров возник задолго до появления современных птиц.

Способы заботы о кладке у современных рептилий гораздо разнообразнее, чем принято считать: некоторые охраняют гнезда и остаются рядом с яйцами. Поэтому само присутствие взрослого животного у кладки не доказывает эндотермию. У динозавров позы на гнездах особенно хорошо известны у некоторых теропод и показывают сложное поведение при размножении.

Гнездовые колонии майязавров и находки теропод на кладках дают важные сведения о размножении и возможной заботе о потомстве. Но связь между таким поведением и конкретным уровнем метаболизма не является прямой: физиологию динозавров приходится восстанавливать по совокупности независимых признаков.

Не менее важным стало открытие оперения динозавров. Снова вернемся к рептилиям и просто посмотрим на них. Чем они покрыты? Чаще всего чешуей, которая служит механической защитой (у того же крокодила вся спина и вовсе укрыта гибким панцирем), а греть она не может и не должна. А каково назначение перьев птиц? Да то же, что и мех у животных, — ограждают тело от внешней среды, играя роль теплоизоляции. Проще говоря, и мех, и перья греют животное, не позволяя теплу его тела рассеиваться в пространстве.

Перья могли выполнять сразу несколько функций: теплоизоляцию, демонстрацию, защиту кладки, а позднее — участие в полете. Их наличие само по себе не позволяет вычислить точную температуру тела животного. Кроме того, число известных оперенных видов давно превысило старые списки из нескольких десятков и продолжает расти по мере новых находок.

В общем, история изучения некоторых физиологических аспектов динозавров шла по спирали: в середине XIX в. доисторических ящеров считали теплокровными, активными и сообразительными, в конце столетия мнение изменилось на противоположное. А во второй половине XX в. ученые вновь начали говорить, что динозавры могли быть теплокровными, шустрыми и весьма неглупыми.

Мозг динозавра

Размер мозга, обмен веществ и родство с птицами связаны гораздо сложнее. Относительный объем мозговой полости позволяет лишь приблизительно сравнивать разные виды, а высокий метаболизм не гарантирует высокий интеллект. Поэтому современные работы стараются отдельно оценивать органы чувств, строение отдельных областей мозга и поведение ближайших живых родственников.

Эволюцию нельзя представить как обязательный переход от «холоднокровных и глупых» животных к «теплокровным и умным». Эндотермия независимо возникала в разных эволюционных линиях, а размер и сложность мозга менялись под действием множества экологических факторов.

Поэтому корректнее говорить не об «эволюционной победе» одного типа физиологии, а о разных стратегиях, каждая из которых может быть успешной в определенных условиях.

Однако пример динозавров несколько корректирует эти взгляды. Окаменелости недвусмысленно говорят, что многие из этих рептилий обладали довольно-таки большим мозгом. Мы имеем в виду не абсолютную массу мозга, а ее отношение к весу тела. Сейчас несомненный лидер здесь — человек, за ним следуют млекопитающие, рептилии же и холоднокровные животные вообще плетутся где-то в конце списка.

Исследования последних лет дали неожиданные результаты: скорее всего, теплокровность вовсе не «гналась» за ростом мозга, ее «изобрели» еще до того, как мозг животных стал увеличиваться. Мало того, природа создала ее как минимум дважды — у древних млекопитающих и у динозавров (а затем это свойство передалось по наследству и птицам).

Всем этим мы хотим сказать, что динозавры вовсе не были такими глупыми, как о них принято думать. А канадский палеонтолог Дейл Рассел и вовсе считает, что будь у доисторических ящеров чуть больше времени, они могли бы даже стать разумными. Нет, это не фантастика и не бред разгоряченного мозга фанатика, а точка зрения, имеющая под собой серьезную научную основу.

Находки небольших тероподов показали, что относительный размер мозга у динозавров сильно различался. У некоторых хищных групп он был заметно больше, чем у крупных растительноядных форм. Однако по одному объёму эндокраниальной полости нельзя надёжно восстановить «интеллект» вымершего животного: корректнее сравнивать относительный размер мозга, органы чувств и особенности поведения с близкими живыми группами.

У части небольших тероподов мозг был относительно крупным для их тела, но это не означает, что динозавры двигались по заранее заданному пути к человеческому уровню разума. Эволюция не имеет обязательной цели, а увеличение мозга зависит от образа жизни, органов чувств и множества других факторов.

Около 66 млн лет назад мел-палеогеновое массовое вымирание уничтожило все нептичьи линии динозавров. Птицы — одна из ветвей теропод — пережили катастрофу и продолжают существовать сегодня. Поэтому говорить о полном «эволюционном тупике» динозавров некорректно.

Эти размышления слишком далеко уводят нас от главной темы, однако с мозгом динозавров связана еще одна теория, которая в свое время была очень популярной. Мы не сказали, для чего, собственно, нужен большой мозг. Чтобы думать? Вовсе нет. Та часть мозга, которая отвечает за мыслительные способности, весьма мала по сравнению со всем остальным мозгом. Основной объем этого органа занят нейронами, связывающими отдельные функциональные центры мозга и отвечающими за всю жизнедеятельность организма — начиная с процессов регуляции и заканчивая движениями самой крохотной мышцы.

В отношении неразумных животных крупный мозг означает большую подвижность, возможность совершать самые сложные движения во время погони (или, наоборот, убегания) и в процессе жизни. И, конечно же, немалых размеров мозг обеспечивает сообразительность, использование различных приемов, которые могут облегчить выживание.

Небольшой мозг рыб, земноводных и многих рептилий делает их движения и приемы борьбы за выживание ограниченными, но они вовсе не собираются вымирать, так как занимают такие экологические ниши, в которых у них практически нет конкурентов.

Представление о маленьком мозге динозавров идет вразрез с их большими размерами. Особенно это заметно по крупным зауроподам — травоядным диплодокам и другим подобным им гигантам, достигавшим длины больше 20 м. Действительно, как, обладая небольшим мозгом, можно управлять большим телом?

Старые реконструкции приписывали стегозаврам и некоторым другим крупным динозаврам «второй мозг» в области таза. Основанием было расширение позвоночного канала в крестцовой области. Современные исследования не считают эту полость вторым мозгом: она могла быть связана с нервной тканью и запасом питательных веществ, но её точная функция остаётся предметом обсуждения.

Таким образом, крупным динозаврам не требовался отдельный «задний мозг» для управления хвостом и задними конечностями. Нервная система, как и у современных позвоночных, работала как единое целое, а различия в размерах мозга нельзя напрямую переводить в простую шкалу «умный — глупый».

Популярные расчёты, согласно которым огромный зауропод должен был реагировать на укол хвоста с секундной задержкой, слишком упрощены. Скорость проведения нервных импульсов зависит от типа нервных волокон, длины пути и работы спинальных рефлексов, поэтому по длине тела невозможно непосредственно вычислить время реакции динозавра.

По этой причине сцены из старых фильмов, где гигантский динозавр якобы замечает боль лишь через длительное время, следует воспринимать как художественную условность, а не как подтверждённую особенность физиологии зауроподов.

Интересно, что изменение отношения к динозаврам не ограничилось вопросами теплокровности, родством с птицами и массой мозга — палеонтологам и биологам пришлось пересмотреть свои взгляды и на другие аспекты жизнедеятельности древних ящеров.

Социальное поведение и родительский инстинкт

Родительское поведение современных пресмыкающихся очень разнообразно: некоторые действительно оставляют кладку, другие охраняют яйца или детёнышей. Поэтому старое представление о том, что все рептилии неизбежно «забывают» о яйцах, нельзя использовать как модель для динозавров.

Открытия гнездовых колоний майязавров и других динозавров показали, что у некоторых видов было сложное размножительное и, возможно, социальное поведение. Находки гнёзд, яиц и молодых животных свидетельствуют как минимум о повторном использовании мест гнездования и присутствии детёнышей в колониях, однако точный объём родительской заботы реконструировать трудно.

Большое количество гнёзд на одной территории подтверждает колониальное гнездование майязавров. Но из таких находок нельзя автоматически выводить постоянные стада с жёсткой социальной структурой или распространять одну модель поведения на всех динозавров.

Сегодня динозавров рассматривают как особую ветвь архозавров, а птиц — как их живых представителей. Социальность и забота о потомстве, вероятно, независимо возникали у разных динозавровых линий и могли сильно различаться от вида к виду.

XX век - «депрессия» и «ренессанс» динозавров

В первой половине XX в. было отброшено множество теорий, выдвинутых в веке XIX. Однако так случилось, что в это же время по поводу динозавров почти не высказывались достойные мысли, отчего интерес к этим животным несколько угас. И эту увлеченность не смог долго удерживать даже вышедший в 1912 г. роман «Затерянный мир» Артура Конан Дойла, хотя он вобрал новейшие на то время знания и был весьма занимательным.

В «Затерянном мире» отсутствует тираннозавр, но это нельзя объяснять тем, что он якобы ещё не был известен науке: Tyrannosaurus rex был научно описан Генри Осборном в 1905 г., за несколько лет до выхода романа. Выбор животных в книге отражал прежде всего замысел автора и популярные представления эпохи.

С 1960–1970-х гг. новые находки и работы Джона Острома, Роберта Бэккера и других исследователей заметно изменили представления о динозаврах как о медлительных «неудачных» рептилиях. Период интенсивного обновления взглядов часто неформально называют «динозавровым ренессансом»; это удобный исторический термин, а не строгая научная эпоха с чёткими границами.

Интерес к динозаврам среди ученых и простых людей пробуждали новые открытия, сделанные на рубеже XX и XXI вв., а также массовая культура. Кто не знает о фильме «Парк Юрского периода»? Это кино, снятое Стивеном Спилбергом в 1993 г., стало невероятно популярным и сыграло заметную роль в «ренессансе динозавров». Фильм получился столь эффектным и реалистичным, потому что к работе над ним пригласили ученых-палеонтологов — все тех же Джека Хорнера и Роберта Бэккера.

Часто жизнь оказывается интереснее событий на экране, так что можно не сомневаться — нас еще ждут невероятные открытия в палеонтологии. Молчаливые окаменелости динозавров расскажут свои сокровенные тайны пытливым ученым, и мы узнаем о доисторических ящерах немало удивительных вещей.