Палеонтологія вже півтора століття робить те, на що космонавтика поки що не здатна. Ця наука відкриває нам нові світи, невідомі та захоплюючі. У межах Сонячної системи ми зможемо знайти фантастичні крижані гори, вулкани, що вивергають воду та сірку, метанові моря, побачити сяючі кільця планет та грози в атмосферах газових гігантів. Але навряд чи виявимо там інше життя. Палеонтологія регулярно відкриває нові, незвідані форми життя. І стосовно нас вони нерідко виявляються не менш чужими, ніж прибульці з далекого космосу.
Палеонтологія має справу з життям — земним і водночас чужим. Життям, яке існувало не тільки дуже давно, а й в умовах, не схожих на сучасні. Звертаючись до минулого, бачимо інші світи.
Земля архея — майже безводна базальтова пустеля, накрита сіро-бурим куполом щільною, ледь проникною для сонячних променів атмосфери. Проте це планета, на якій вирує життя. Причому кипить у буквальному значенні: найпростіші організми населяють лише вируючі вулканічні озера.
Протерозойська Земля (2500-600 мільйонів років тому) – світ перлинного неба і білих, скутих льодом морів, з сухою, холодною, розрідженою атмосферою, що містить 1-2% кисню.
Земля епохи силуру (440 мільйонів років тому) – «планета-океан». Не те щоб води занадто багато, просто на суші дивитися нема на що — ті самі льодовики, піщані дюни і скелі з рідкісними плямами лишайника. В океані ж мешкають сюрреалістичні багатоногі тварюки.
Пермський період отримав назву на честь Пермі. Вперше скам’яніла фауна віком 250—300 мільйонів років була виявлена в Предураллі
Суша епохи пермі (300-250 мільйонів років тому) вже населена. У екватора в болотах, під покровом папоротевих лісів, повертаються лабіринтодонти — примітивні земноводні, схожі на роздутих крокодилів. У субтропіках, біля межі вічних снігів, блукають звіроящери — дуже дивовижні, вкриті шерстю істоти з тілом гігантського варана і головою шаблезубого тигра.
Атмосфера юри і крейди (200-60 мільйонів років тому) – щільна, нестерпно жарка і все ще отруйна для людини через підвищену концентрацію вуглекислого газу, та й кисню теж. Але саме ця ера найцікавіша для науки. По-перше, це багатий та красивий світ. Біосфера епохи динозаврів за різноманітністю видів вже майже не поступається сучасною, а за зовнішньою ефектністю тамтешні сухопутні тварини не мають рівних. Що не кажи, розмір має значення!
По-друге, саме з живими істотами юри і крейди пов’язано найбільше загадок. Просто тому, що цей період вивчений набагато краще, ніж попередні. А в науці кожна отримана відповідь породжує кілька нових питань.
Дослідження палеонтолога багато в чому схожі з роботою криміналіста. Найчастіше з невеликої частини доводиться відновлювати ціле. Нерідко бувало, що цілий вид вимерлих тварин описували, спираючись лише на єдиний скам’янілий зуб або хребець. І нічого надприродного в цьому немає – основою для опису в такому разі є порівняно комплектний скелет близького вигляду. Вчений просто змінює його так, щоб знайдені деталі були точно впору. Подібний опис має, звісно, обмежену цінність. Але якщо пізніше вдається виявити більше останків виду, реконструйованого за єдиним хребцем, припущення зазвичай підтверджуються.
Бувають, втім, і винятки, наприклад, реконструйований по кількох осколках кістки і півтораметровому хребцю 108-тонний аргентинозавр або величезний бревіпароп, відомий тільки по слідах. 155-тонна амфіцелія довжиною 60 метрів і 140-тонний сейсмозавр, від якого залишилися лише стегнова кістка та грудна клітка, були відтворені шляхом пропорційного збільшення 30-тонного диплодока. Але явна нездатність 100-тонних тварин пересуватися по суші наводить на думку, що амфіцелії та сейсмозаври мали якраз інші пропорції тіла. Проблема лише в тому, що спроби уявити тварину меншого розміру, що має такі кістки (і потребує їх), дають куди абсурдніші результати, ніж просто сухопутний кит.
Які тільки версії свого часу не висувалися для пояснення довгих шпильок на спині диметродону! Передбачалося, що це захист від хижаків, причому ящір нібито міг повертати хребці, спрямовуючи шипи вбік. Передбачалося, що шипи були прикрашені муляжами листя і допомагали чудовиську маскуватися в кущах. Або що це щогли для вітрил, необхідних для плавання. Нині вважається, що гребінь диметродону – сонячна батарея. Варіант нічим не гірший, до речі.
Чисто декоративне призначення гребеня диметродону малоймовірне, але припустимо
Фоссилії
Інформацію про минулі епохи до нас доносять фоссилії — скам’янілість. Тканини живих організмів нестабільні та не витримують випробування часом. Так що здобиччю палеонтологів стають не справжні кістки або панцирі стародавніх тварин, а каміння, яке формою повторює колись похований скелет.
Процедура фосилізації починається саме з поховання. Трупи тварин, не поховані під товстим шаром осадових порід внаслідок зсуву або повені, неминуче знищуються падальниками. Поховані ж доступні лише бактеріям. Тіло повільно розкладається, гази через мікротріщини просочуються в атмосферу, розчинні солі відносяться ґрунтовими водами. Але ті ж води приносять в могилу дрібні піщинки, що поступово займають звільнене місце і вступають з продуктами розкладання в хитрі хімічні реакції. Потрібні досить рідкісні умови для того, щоб за тисячоліття весь біологічний матеріал змінився на мінеральний.
У деяких випадках результат виходить вражаючий: у камінь звертаються навіть м’які тканини, причому розрізи дозволяють вивчати внутрішню будову викопної істоти. Однак частіше склепіння могили просідають — і скам’янілість є лише відбитком розчавленого скелета.
Скам’янілі раковини белемнітів (головоногих, що жили в морях у період приблизно з 350 до 70 мільйонів років тому) постійно трапляються в ґрунті Підмосков’я
Коли вигляд вимерлої тварини достовірно встановлений, проблеми насправді тільки починаються. Тепер істота потрібно «оживити»: поселити у певному середовищі, навчити добувати їжу та рятуватися від хижаків. Це найважливіша і найцікавіша частина завдання — зрозуміти, чому звір був саме таким і для чого призначалися його органи.
Відкритого 1784 року птеродактилю спочатку спробували поселити… у морі. Гіпотеза популярністю не мала. Надто вже очевидною була пристосованість цієї істоти до польоту. Тим часом здогад був далеко не таким абсурдним, як здається на перший погляд. Пізніше встановили, що птеродактилі справді чудово плавали під водою. Ось тільки, припустивши, що птеродактиль таки літав, вчені цілих два століття не могли пояснити, як йому це вдавалося.
Скелет крилатого ящера, незважаючи на деякі прогресивні риси, здавався скоріше рептилії, ніж птиці. Але всі сучасні плазуни — холоднокровні. Отже, і древні ящери було неможливо підтримувати постійну температуру тіла. Звідки тоді у птеродактилю взятися силам, необхідним для зльоту?
Залишки птеродактилів зазвичай знаходять на берегах древніх морів. Отже, ці ящери харчувалися рибою. Але будова їхнього тіла не дозволяло злітати з води, а кістки птерозаврів до дивного часто виявляються в шлунках морських рептилій. З цього можна дійти невтішного висновку, що, спікувавши і проковтнувши рибу, птеродактиль добирався до берега вплавь
Птеродактилі намагалися «запускати», як планери з високих скель. Цей метод більш-менш працював із гігантськими істотами, що мали розмах крил від 5 до 16 метрів, але дрібні екземпляри, розміром від качки до горобця, швидко падали. Не допомагало навіть згущення атмосфери. Спроби деяких радикально налаштованих біологів підняти птеродактилей в повітря ціною зменшення гравітації (так, і таке було!) рішуче припинялися фізиками. Таким чином, теплокровність птерозаврів (а згодом і динозаврів) була відкрита розрахунковим шляхом. Трохи пізніше у птеродактилів з’явилося й пір’я. Наявність термоізолюючого покриву випливало із необхідності скоротити втрати тепла. Більше ретельне дослідження скам’янілостей підтвердило версію.
Чим більше ми дізнаємося про викопні тварини, тим більше виникає запитань. При слові «динозавр» на думку насамперед приходять зауроподи — довгошиї та довгохвості колоси на колоноподібних ногах. В кінці крейди ці гіганти були численні і залишили по собі масу громіздких скам’янілостей, так що відновити їхню фізичну будову не склало великої праці.
Але будова і образ — не те саме. Відразу після того, як кістяк зібраний, виникає питання, яку позу йому надати. І у випадку з диплодок дана проблема досі не має зрозумілого рішення. Традиційно цих величних тварин зображують з гордо витягнутими вперед і вгору шиями та протертими паралельно лінії горизонту хвостами. Але важко повірити, що зауроподи могли і хотіли ціною титанічної напруги утримувати на вазі шию та хвіст. Зручніше було б вигнути шию назад, як це робить лебідь, щоб центр її тяжкості опинився на лінії плечей. Але будова хребців диплодок виключає такий маневр.
Можна ще витягнути шию вгору. Довгий час ця гіпотеза здавалася найбільш конструктивною. І диплодоків відправляли в дрімучий ліс, щоб вони обскубували верхівки дерев, як жирафи, то під воду, змушуючи використовувати шию як дихальну трубку. Але, задерши голову, ящір відразу знепритомнів, оскільки серце, здатне доставити потік крові на потрібну висоту, вчені придумати для нього не зуміли. Під водою ящір швидко задихався, бо розсунути ребра, наповнивши легені, не дозволяв тиск.
Ідея з лебединою шиєю, яка не спрацювала на зауроподах, чудово підійшла плезіозаврам. Адже під водою шия марна — поперечні рухи утруднені щільним середовищем. Але якщо припустити, що плезіозавр плавав біля поверхні і виглядав здобич зверху, все стає на свої місця
Можливо, виключаючи моменти, коли потрібно було зробити пару кроків або відігнати якусь настирливу дрібницю на кшталт тиранозавра, зауроподи звішували шию вниз, тож на середині довжини вона торкалася ґрунту. Верхня її половина, звиваючись по землі, переміщала голову – таким чином динозавр об’їдав рослинність. Однак звичайне для зауроподів розташування ніздрів на маківці і навіть на гребені, що вінчає голову, свідчить на користь не «повзає», а «плаває шиї». Стоячи у воді, ящір об’їдав донну та прибережну рослинність у межах досяжності «хобота»… І тут проблема лише в тому, що довгошиї гіганти, наскільки це відомо, жили в степах і лісах і не могли б прогодуватися за рахунок річок та озер.
Зовнішній вигляд істоти нелегко відновити навіть по повному скелету, але ще складніше розібратися з внутрішніми органами, знайти сліди яких у скам’янілості вдається дуже рідко. У цьому плані характерна історія з «заднім мозком» стегозавра, що знайшла відображення в одному з фільмів про Годзілу, який був вразливий лише трохи нижче спини.
Ще в 1877 році першовідкривач стегозавра Отнієл Марш, зазначивши, що череп двотонного чудовиська здатний вмістити лише 70 мілілітрів мозку, припустив, що основна маса сірої речовини у цього гіганта була зосереджена в області тазу, де місця в двадцять разів більші. Гіпотеза не витримувала критики, оскільки суперечила загальному всім тварин прагненню максимально наблизити центр обробки інформації до її основного джерела — органів почуттів. До того ж стегозавр відноситься до птакетазових ящерів; аналогічна порожнина в тазі у птахів призначається для виробництва та зберігання глікогену – високоефективного «пального», що дозволяє швидко підвищити виділення енергії в клітинах. Нарешті, мозок – надто складний орган. З погляду еволюції «двомозглий динозавр» — такий самий абсурд, як триголовий дракон.
У ХІХ столітті висувалося припущення, що кістяні пластини спині стегозавра можуть бути для… польоту. Стегозавр, що літає, зустрічається на сторінках «Пригод у надрах Землі» Едгара Берроуза
Тим не менш, ідея «заднього розуму» динозаврів продовжує боротися за життя. Пояснити, як 30-метровий диплодок обходився 400-грамовим мозком, наука поки що не в змозі. І справа не в тому, що ящір виявляється дуже дурним, – подібний мозок занадто малий для керування величезним тілом. Адже ящір страшно незграбний: ставлення сили до маси гірше нікуди, і розпочатий рух неможливо зупинити, погасивши інерцію кінцівки. Кожен крок доводиться прораховувати заздалегідь. Припустимі помилки вже не можна виправити, а падіння з висоти власного зростання для такого гіганта — вірна смерть.
Незрозуміло навіть, як ящір підтримував рівновагу. У всіх нормальних звірів вестибулярний апарат розташований у черепі поблизу мозку — це зручно. Але у диплодока голова обертається в трьох площинах за п’ятнадцять метрів від центру тяжіння! З цієї точки важко помітити небезпечний крен тіла. Та й поки команда досягне основи хвоста, може бути вже надто пізно.
Оскільки за підтримку рівноваги у диплодока відповідав хвіст, логічно розташувати вестибулярний апарат саме в ділянці таза – так час реакції зведеться до мінімуму. І там повинен бути обчислювальний центр, керуючий рухом ніг. Навіть віддавати команди м’язам шиї зручніше із «задньої позиції». Адже рух починається від плеча.
Другий (і головний) мозок в основі хвоста – безпрецедентне рішення, але й сам диплодок був унікальним. Переміщення обчислювального центру тому могло вирішити проблему кровопостачання голови з піднятою шиєю. Коли головний мозок відключався, тазовий продовжував керувати рухом тіла з пам’яті. Його рекордний об’єм – вісім літрів! – дозволяв прорахувати всі ходи наперед.
Сучасні дослідження показали помилковість колишніх реконструкцій тиранозавра, при яких тілу ящера надавалося становище, близьке до вертикального. Судячи з влаштування суглобів, «штатним» було саме горизонтальне розташування хребта
Поодинока знахідка ставить перед палеонтологами майже нерозв’язну проблему. Важко визначити, чи належить скелет дорослій тварині, чи це дитинча якогось більшого виду. Але велика кількість скам’янілостей іноді теж породжує питання, причому несподівані і шокуючі.
З захопленням збираючи кістки колись дуже численних тиранозаврів, дослідники далеко не відразу відзначили разючу обставину. Усі знайдені чудовиська були дуже великі. Дрібних та молодих тиранозаврів не траплялося взагалі! Але в цьому випадку розгадку вдалося знайти швидко. Просто, у міру дорослішання додавання та форма черепа тиранозаврів змінювалися так сильно, що молодь цієї надродини тероподів описувалася як окремі види.
У ссавців і птахів нове покоління, знаходячи самостійність, відразу займає спільну з батьками екологічну нішу. Але у динозаврів справи були інакші. Ящір, що вилупився з яйця, був дуже маленьким у порівнянні з дорослими. Йому доводилося виконувати іншу роль в екосистемі, а потім кілька разів протягом життя міняти спеціалізацію. Так, наприклад, зрілому тиранозавру бігати за здобиччю вже не вийде — він харчується переважно падлом. Підлітки ж, розвиваючи цілком пристойну швидкість, активно полювали і, відповідно, мали легше додавання і меншу по відношенню до тіла пащу.
Справжня містика знову була пов’язана з гігантськими зауроподами. Як і у випадку з тиранозаврами в розкопках завзято траплялися лише величезні кістки дорослих особин. Диплодок жили стадами до тридцяти голів – стільки ящерів було знайдено в одній природній могилі. Статні звірі зазвичай дбають про потомство, і поруч із такою кількістю дорослих мало лежати не менше півтисячі «дітей». Адже тероподи мали звичай відкладати яйця кладками по тридцять-сорок штук… Але дрібних скелетів поруч із великими не спостерігалося. І довгий час науці не були відомі ніякі копалини, навіть приблизно відповідні на роль дитинчати диплодока.
Крім гігантських зауроподів, існували ще й дрібніші види довжиною 12-13 метрів, що масою не перевершують слона. Але зустрічалися ці крихти відносно рідко, тому що не могли до ладу захиститися від хижаків.
Вченим пощастило лише 1999 року, коли у штаті Вайомінг швейцарський палеонтолог Данієла Шварц знайшла скелет істоти менше двох метрів завдовжки. Тварина з великою головою та короткою шиєю гранично мало була схожа на диплодока. Проте деякі характерні особливості будови кісток переконали дослідників, що це був саме юний диплодок. Знахідка, крім невеликої кількості окремих кісток, належність яких є сумнівною, залишилася єдиним експонатом у своєму роді. Питання, куди зникла молодь зауроподів, залишається відкритим.
Насправді в тому, що кістки дитинчат диплодоків не вдалося виявити поряд із кістками дорослих особин, немає нічого дивного. Крихітні ящіри напевно добували їжу іншим способом. Але яку і де – про це залишається лише гадати. Зрозуміло лише, що дитинчата зауроподів намагалися триматися якнайдалі від води. Адже скам’яніти можуть лише поховані рештки. У природі ж могильники найчастіше виникають там, де річковий пісок заносить трупи тварин, що потонули під час повені. Або дома глибоких топей.
Роги та гребені
Палеонтологам сильно ускладнює роботу схильність деяких тварин мати нефункціональні, а іноді і явно обтяжливі прикраси. Якщо вид добре пристосований і процвітає, конкуренція між особами за увагу протилежної статі стає більш вагомим фактором відбору, ніж тиск хижаків. І з’являється хвіст павича.
Як наслідок, дивлячись на кістяні вирости і роги динозаврів, не так легко зрозуміти, чи служили вони хоч якийсь практичної мети або призначалися для прикраси. Адже могли бути ще й м’ясисті або гребені, що мають хрящову основу. І, до речі, детальний розгляд скам’янілостей дозволяє припустити, що гребені у деяких динозаврів справді були.
Давній звичай малювальників розфарбовувати стародавніх ящерів у похмурі сіро-зелені тони навряд чи має розумну основу. Ссавці одягаються непомітно. Ймовірно, так само чинили і їхні предки, що вимерли. Але найближчі родичі динозаврів — рептилії та птахи — мають денний зір і віддають перевагу яскравим, іноді кричущим забарвленням, відмовляючись від них на користь камуфляжу тільки за крайньої необхідності. Однак гігантам заступнича розмальовка в жодному разі не допоможе злитися з рельєфом. Так що динозаврам ніщо не заважало хизуватися в шкірі та пір’ї кислотних відтінків.
З усіх динозаврів трицератопси вимерли одними з останніх
* * *
Зрозуміло, більшість загадок древнього тваринного світу мають суто спеціальний характер. Тільки високолобі вчені здатні осягнути всю захоплюючу гостроту інтриги, пов’язаної з еволюційним механізмом зміни функцій щелепної кістки у непримітного ящера з невимовною греко-латинською назвою. Але й питань, для формулювання яких знання латині не потрібне, теж чимало. Деякі з них настільки хитромудрі, що залишається, мабуть, тільки одне: відтворити цих звірів по ДНК, поселити в заповіднику і поспостерігати, як вони користуватимуться своїми шиями.
Цікаві статті на цю тему:
- Вірші, сюжети, код, контекст та віртуальний світ: що вміє нейромережа ChatGPT
- Як встановити контакт із інопланетянами
- Підводні міста майбутнього. Як і навіщо нам заселяти океан
- Промені смерті: шалені проекти та улюблена зброя шахраїв
- Смерть у майбутньому та цифрові цвинтарі. Ми станемо деревами чи чат-ботами?