Скорее всего, большинство нептичьих динозавров хорошо плавали. Многие тероподы и двуногие птицетазовые похожи по форме тела на птиц, а современные крупные нелетающие птицы – отличные пловцы. У многих четвероногих птицетазовых – например, игуанодонтов и стегозавров – были высокие тела, мощные конечности и шея, которая легко позволила бы держать голову над поверхностью воды. Слоны – удивительно сильные пловцы, и легко представить, что по крайней мере некоторые четвероногие динозавры пересекали реки так же, как они. Важно и то, что у многих нептичьих динозавров были большие мускулистые хвосты, которые, предположительно, могли быть использованы как пропульсивный орган во время плавания. По крайней мере некоторые динозавры, в том числе многие тероподы и двуногие птицетазовые, имели длинные, широко расставленные пальцы ног, которые позволяли не застревать в мягкой грязи и песке. Учитывая эти признаки, разумно было бы представить, что большинство нептичьих динозавров вполне могли при необходимости пересекать водоемы и кормиться в болотах, озерах и реках. Возможно также, что некоторые динозавры проводили в воде много времени, и среди них могли существовать регулярно плавающие виды. Хотя, конечно, сложно оценить, сколько времени вымерший динозавр проводил в воде.
Форма тела, короткая шея, гигантский череп и воротник привели некоторых экспертов к выводу, что цератопсам было бы тяжело удерживать голову над водой во время плавания. Эти компьютерные реконструкции показывают возможные положения их тела в воде. Очевидно, все они не идеально точные
Эти обобщения не распространяются на всех нептичьих динозавров. Большие, тяжелые головы и короткие шеи цератопсов предполагают, что они плохо плавали. Дональд Хендерсон создал цифровые модели цератопсов, а затем смоделировал их возможное поведение в воде (используя методы, применение которых к завроподам мы обсуждали в главе 3). Форма тела, положение легких, анатомия головы и шеи – все говорит о том, что эти животные плохо держались на поверхности воды. Возможно, это объясняет, почему некоторые месторождения прямо-таки заполнены костями цератопсов: видимо, они тонули в больших количествах, пытаясь переплыть вышедшие из берегов реки.
Способ передвижения 3: полет и планирование
Некоторые нептичьи динозавры, по крайней мере оперенные манирапторовые тероподы, похоже, могли планировать в воздухе или летать. Массу споров вызвали летные способности археоптерикса, знаменитого позднеюрского манираптора, которого обычно называют самой древней птицей (или одной из самых древних). Большинство обсуждений полета нептичьих динозавров и древних птиц были посвящены именно этому животному.
У археоптерикса были большие крылья, и мы можем оценить размер мышц на его груди и передних лапах, так как несколько скелетов сохранились очень хорошо. Часто пишут, что перья на его крыльях имеют форму, типичную для летающих птиц. Исходя из этих признаков, некоторые специалисты считают, что археоптерикс был способен на машущий полет подобно чайкам или воронам. Но более поздние исследования поставили эту точку зрения под сомнение. Оказалось, что длинные передние конечности археоптерикса больше похожи на таковые у нелетающих птиц. Гленоидная впадина лопатки[10] археоптерикса и других ранних птиц не похожа на таковую современных летающих видов и предполагает, что они не были способны на машущий полет, хотя планирование по-прежнему не исключено.
У археоптерикса были большие крылья с длинными перьями, поэтому он считался способным летуном. Однако многие гипотезы о нем могут быть неверными. Крылья и перья еще не гарантируют способность летать
Явные признаки приспособления к машущему полету появились гораздо позже в истории птиц (см. главу 5). Но, возможно, своего рода полет возник у другой ветви манирапторов? Версия, что микрораптор– знаменитый своими длинными перьями на передних и задних лапах – возможно, был «четырехкрылым планером», популярна с момента описания этого динозавра в 2000 г. Микрораптор не относится к ветви птиц. Он скорее дромеозаврид, а значит, относится к той же группе манирапторов, что велоцираптор и дейноних.
Были опубликованы многочисленные статьи о том, как мог летать микрораптор. Некоторые исследователи создавали модели микрораптора в натуральную величину и запускали их в воздух, другие строили компьютерные модели, третьи делали модели с точно воссозданным оперением и помещали их в аэродинамическую трубу. Выводы исследователей относительно летных способностей микрораптораразнятся. Частично это связано с тем, что они исходили из различного положения передних и задних лап. Некоторые исследователи реконструировали микрораптора с задними конечностями, торчащими в стороны, что выглядит довольно логично, учитывая большие крылообразные перья на ногах и ступнях. Но такое положение не соответствует нашим знаниям о строении таза дромеозаврид. Судя по форме таза и бедренной кости, задние ноги должны были быть направлены вниз, лишь слегка отклоняясь в стороны.
Эксперты поместили эту модель микрораптора в натуральную величину, снабженную подвижными ногами и настоящими перьями, в аэродинамическую трубу. Лучшие результаты получались, когда ноги были направлены вниз, а не в стороны, как на этом снимке
Эксперименты в аэродинамической трубе, проведенные Гаретом Дайком и его коллегами в 2013 г., показали, что микрораптор мог планировать, но лишь на небольшие расстояния, так как из-за сопротивления воздуха его планирование было весьма неэффективным. Также выяснилось, что он планировал лучше всего, когда ноги располагались под телом и немного отклонялись в стороны –положение, которое соответствует данным исследования костей. Хотя микрораптор вполне мог планировать, лазить и охотиться на добычу среди ветвей, большинство признаков его анатомии говорят, что он охотился у поверхности земли.
Вполне вероятно, что планирование, а может, и машущий полет, появились у птицеподобных манирапторов и у ранних птиц. Неопределенности и споры окружают точные способности этих животных, и предстоит еще большая работа, в том числе компьютерное моделирование, испытания в аэродинамических трубах и микроскопическое исследование ископаемых перьев и костей. Неясно также, появилось ли планирование и полет один раз у какого-то манираптора, который был предком дромеозаврид, птиц и других групп, или эти способности развивались независимо несколько раз.
Ясно одно: нельзя считать, что хорошие летательные способности были обычным делом для нептичьих динозавров и древних птиц с длинными сложными перьями на конечностях. Очевидно также, что эволюция планирования и полета манирапторов была сложнее, чем считалось всего несколько лет назад.
Великий спор о физиологии
У современных животных есть разные стратегии выработки энергии, поддержания тепла, предотвращения перегрева и преобразования пищи в энергию и ткани тела. Все животные переваривают пищу и используют полученную энергию, чтобы питать свои мышцы или органы. Многие животные также собирают тепло от солнца или земли, а другие запасают тепло внутри своего тела. Животные, которые полагаются на внешние источники тепла, традиционно называются эктотермами, или холоднокровными, а те, которые генерируют и сохраняют тепло внутри, – эндотермами, или теплокровными. Процесс, описывающий, как животные функционируют – например, как переваривают пищу, вырабатывают энергию, поддерживают температуру тела или регулируют водообмен – называется физиологией. Вопрос о том, какой тип физиологии был у нептичьих динозавров (и древних птиц), стал одним из величайших источников споров и разногласий во всей области исследований динозавров.
Современные птицы и млекопитающие (в основном) эндотермные. Они сохраняют тепло внутри (часто используя разные способы утепления, чтобы его не растерять) и с его помощью поддерживают высокую температуру внутренних органов. Сохранять тепло полезно, так как в тепле быстрее работают органы и переваривается пища, можно быстрее выращивать яйца (или детенышей). Эндотермия также означает, что животное не зависит от внешней температуры: оно может жить в холодной среде и действовать в том числе (или только) в ночной прохладе.
Между тем эктотермные животные имеют более низкие энергетические потребности и в основном полагаются на солнечное тепло. Поскольку они зависят от температуры окружающей среды, эктотермы, как правило, малы, а их органам нужно меньше энергии, чем органам эндотермов.
Так как люди и большинство других крупных современных животных – эндотермы, нам часто кажется, что эндотермия – самый лучший и продвинутый тип физиологии. Это очень предвзятая точка зрения, да к тому же не особенно верная. Амфибий, рептилий и насекомых очень много в различных средах обитания, а значит, эктотермию стоит считать весьма успешной стратегией для многих животных.
Мы привыкли думать, что эндотермы, например млекопитающие, поддерживают высокую и постоянную внутреннюю температуру тела. Это верно не для всех. У ехидновых, таких как эта австралийская ехидна, температура тела колеблется на несколько градусов даже в нормальных условиях
В последние несколько десятилетий множество открытий показало, что рассматривать животных либо как эктотермов, либо как эндотермов – ужасное заблуждение. Многие животные из групп, которых обычно считают эктотермными, способны генерировать тепло. Существуют насекомые, акулы и костистые рыбы со специальными теплогенерирующими органами в глазах, мозге и туловище, а также ящерицы, которые тоже производят и сохраняют тепло внутри. А есть животные, которых обычно относят к эндотермам, но которые при этом неэффективно вырабатывают тепло и вместо этого полагаются на внешние источники энергии или позволяют температуре тела колебаться в зависимости от окружающей среды (например, ехидны и некоторые роющие грызуны).