Динозавры, благополучно вымершие около 65 миллионов лет назад, были тварями жутковатыми – толстокожие, бронированные, сплошные зубы и когти. Например, тираннозавр рекс, крупнейший сухопутный хищник всех времен, мог одним неуловимым движением своих страшных челюстей запросто перекусить пополам носорога или слона. А вес травоядных ящеров с колоннообразными ногами достигал 30 и даже 50 тонн. И совсем не случайно палеонтологи, раскопав неподъемные кости очередного допотопного гада, нарекли его сейсмозавром, то есть ящером, сотрясающим землю. Длина этого чудища, по осторожным оценкам ученых, составляла 48–50 метров.

На протяжении без малого двухсот миллионов лет[19] великолепные рептилии были полновластными хозяевами всех трех стихий: в первобытных морях плавали проворные ихтиозавры, напоминавшие современных дельфинов, по земле разгуливали многотонные диплодоки, а в небе высматривали добычу зубастые птеродактили. (Между прочим, размах крыльев этих летающих монстров иногда мог достигать 16 метров, что вполне сравнимо с габаритами боевого истребителя наших дней.)


Череп тираннозавра

А потом вдруг гигантские ящеры начали стремительно вымирать, им на смену пришли невзрачные, мелкие и ничем не примечательные создания, ведущие преимущественно ночной образ жизни. О внезапных и катастрофических изменениях в составе планетарной биоты[20] на исходе мелового периода ученые знали уже в XVIII веке, и с тех пор этот загадочный феномен нередко именуют «Великим вымиранием».

Что же произошло? Обычно учебники рисуют такую незатейливую картину. Многочисленная и процветающая группа рептилий (как хищных, так и растительноядных), заселившая все экологические ниши планеты, вдруг неожиданно погибла – моментально и повсеместно. А поскольку серьезных конкурентов у этих гигантов тогда не было (млекопитающие ютились на задворках эволюции и впоследствии просто заняли опустевший дом), логично поискать некую внешнюю причину. Например, климатический катаклизм (резкое похолодание или, наоборот, потепление), вспышку сверхновой, сопровождаемую убийственными колебаниями гамма-фона, или смену магнитных полюсов, лишившую на время планету ее защитной оболочки.

С некоторых пор весьма популярной стала астероидная гипотеза. Дескать, в конце мелового периода на Землю рухнул огромный метеорит, выбросивший в стратосферу миллиарды тонн пыли, которая экранировала поверхность планеты, что привело к гибели зеленых растений, а вслед за ними – и всей остальной фауны. Вдобавок падение такого метеорита могло спровоцировать оживление земного вулканизма, что заметно усугубило ситуацию. Нужно заметить, что серьезные палеонтологи не особенно поддерживают такую точку зрения.


Откуда же возникла астероидная гипотеза? В середине 1960-х годов в геологических отложениях, датируемых рубежом мела и кайнозоя (примерно 67 миллионов лет назад), ученые обнаружили слой синей глины с аномально высоким содержанием редкого металла иридия (в 20 раз больше, чем в среднем в земной коре). В дальнейшем было найдено много подобных аномалий (в некоторых из них концентрация иридия превышала фоновую в 120 раз), причем все они оказались ровесниками – лежали на границе мела и кайнозоя.

Поскольку в земной коре иридия очень мало, а в метеоритном веществе (прежде всего в железных метеоритах, которые считают осколками планетных ядер) его находят в избытке, американский физик Альварес связал иридиевую аномалию с падением астероида. Он оценил его диаметр в 10–12 километров и даже указал место катастрофы – полуостров Юкатан, где удалось отыскать внушительный кратер около 150 километров в диаметре.

Падение такого астероида сильно встряхнуло бы нашу планету: волна цунами чудовищной силы и высоты опустошила бы побережья на десятки и сотни километров вглубь, а грандиозное пылевое облако надолго затмило бы солнце. Полугодовое отсутствие солнечного света погубило бы зеленые растения (процессы фотосинтеза приостановились бы), а затем (по пищевым цепочкам) и животных – как сухопутных, так и морских.


С тех пор как Альварес в 1980 году выдвинул свою импакт-гипотезу (от англ. impact – «удар»), прошло много времени. На сегодняшний день известно уже несколько десятков иридиевых аномалий, причем в геологических отложениях самого разного возраста, но связать их с массовой гибелью флоры и фауны не удается. Более того, в распоряжении геологов имеется целый ряд кратеров куда более впечатляющих, чем пресловутый юкатанский. Диаметр некоторых из них достигает 300 километров, однако с планетарной биотой (и это установлено достоверно) ровным счетом ничего серьезного не стряслось. Что вполне естественно, ибо биосфера – отнюдь не детский конструктор, элементы которого можно тасовать и складывать как попало, а стабильный гомеостат[21], умеющий эффективно противостоять разного рода возмущениям.

Известный российский палеонтолог К. Ю. Еськов отмечает:

Таким образом, картина складывается весьма любопытная. Как только иридиевые аномалии стали целенаправленно искать, немедленно выяснилось, что их жесткая привязка к массовой гибели динозавров (или любых других организмов) – не более чем иллюзия. Ископаемые останки ящеров мезозоя однозначно свидетельствуют: катастрофический сценарий мелпалеогенового вымирания никуда не годится, поскольку одни группы динозавров исчезли задолго до иридиевой аномалии, а другие канули в небытие гораздо позже нее. Процесс растянулся на сотни тысяч и миллионы лет, так что ни о какой стремительности даже речи быть не может.

iv>

Поэтому астероидную гипотезу, равно как и все другие сценарии «ударного воздействия», можно со спокойной душой отправить в архив, поскольку они предполагают одномоментное уничтожение флоры и фауны. Между тем даже массовая гибель морских организмов в конце мелового периода (куда более скоропалительная, чем вымирание динозавров) была мгновенной только по геологическим меркам и растянулась на изрядный срок – по разным оценкам, от 10 до 100 тысяч лет. Что же касается рептилий, то и они не вымерли в одночасье.

К. Ю. Еськов пишет:

Не более убедительны и альтернативные версии – например, гипотеза внезапной смены магнитных полюсов или взрыва сверхновой неподалеку от Солнечной системы. Разумеется, магнитная переполюсовка – штука весьма неприятная, так как потоки заряженных частиц высоких энергий, летящие от Солнца, отклоняются в силовых линиях магнитного поля, формируя луковую чешую радиационных поясов. Если же с нашей планеты сорвать ее толстую магнитную «шубу», то жесткое излучение станет беспрепятственно достигать поверхности Земли.

Но, во-первых, чехарда магнитных полюсов – отнюдь не экзотический, а закономерный периодический процесс, и данные специальных исследований, как правило, не обнаруживают взаимосвязи между глобальными биосферными кризисами и изменениями земного магнетизма. А во-вторых, биосфера как единое целое представляет собой безупречно отлаженный гомеостат, который легко противостоит любым вмешательствам извне.


Взрыв сверхновой звезды – катаклизм галактического масштаба. Если такое событие произойдет в окрестностях Солнечной системы (по оценкам астрономов, это случается один раз в 50–100 миллионов лет), то потоки рентгеновского и гамма-излучения не только уничтожат озоновый слой, но и сметут часть земной атмосферы, спровоцировав так называемый «эффект высокогорья», пережить который смогут далеко не все организмы. Однако даже в этом случае вымирание будет скорее всего не внезапным, а растянется на десятки и сотни тысячелетий. К тому же жесткое излучение и эффект высокогорья должны в первую голову затронуть население суши и мелководья, а в действительности, как мы знаем, дело обстояло в точности наоборот: больше всего пострадала флора и фауна открытого моря, в том числе микроскопическая, а из обитателей суши жертвами Великого вымирания почему-то стали одни только динозавры.

Эта удивительная избирательность – вообще самое уязвимое место всех гипотез ударного воздействия: действительно, почему динозавры вымерли, а крокодилы уцелели и благополучно дожили до наших дней? Возможно, небывалая популярность разного рода «ударных» версий связана в основном с успехами наблюдательной астрономии за последние 20–30 лет.

Коль скоро мы занялись развенчанием досужих мифов, необходимо сказать несколько слов о фауне мезозоя. Почти в любом учебнике можно прочитать, что мезозойская эра была эпохой динозавров, а кайнозой – это век пришедших им на смену млекопитающих. Между тем это типичный научный предрассудок.

>

Немногие знают, что млекопитающие были современниками динозавров (они появились на Земле практически одновременно – в конце триаса) и благополучно сосуществовали с ними на протяжении 120 миллионов лет. Более того, если перебрать по косточкам ископаемые останки всех мезозойских тварей, то выяснится, что число видов млекопитающих ощутимо превышало число видов динозавров. Правда, наши далекие предки, отдаленно напоминавшие южноамериканских опоссумов, были в то время мелкими и робкими созданиями, ведущими преимущественно ночной образ жизни.

С известными оговорками можно назвать околонаучным мифом и сам термин «Великое вымирание». И уж коли речь идет о масштабах, то великим следовало назвать пермо-триасовое вымирание – грандиозный биосферный катаклизм, приключившийся на рубеже палеозоя[22] и мезозоя. Оно вообще было самым крупным в истории нашей планеты: если в конце мела ушло в небытие около четверти семейств, то в ходе пермо-триасового вымирания с лица Земли исчезло 50 % семейств, 70 % родов и 90 % видов. Кроме того, радикально изменились все морские экосистемы. Нелишним будет отметить, что все попытки увязать позднепермский кризис с астероидным импактом закончились абсолютным крахом – никаких следов ударного воздействия в соответствующих горизонтах обнаружить не удалось.


Итак, что же было причиной исчезновения динозавров? Одно из двух: или климатические перемены на рубеже мела и кайнозоя, или сугубо «естественные» причины – радикальная перестройка внутри экосистем и смена сообществ.

Разберемся по порядку. Мы привыкли, что планетарный климат отличается выраженной широтной зональностью: на экваторе растут дождевые тропические леса, на юг и на север от них лежат саванны, периодически увлажняемые, где пасутся несметные стада копытных, а еще дальше к северу и югу раскинулась полоса выжженных солнцем пустынь и полупустынь. Субтропики уступают место лесам умеренного пояса – листопадным и хвойным, а те постепенно сдают позиции холодной тундре, где почти ничего не растет. Ну а на полюсах царят вечный мороз и вечные льды.

Но так было не всегда. Мезозой – это классический пример термоэры, когда широтная зональность отсутствовала, а глобальный климат напоминал нынешний субтропический средиземноморского типа. В высоких широтах и даже на полюсе было тепло и вполне комфортно, но при этом и на экваторе не слишком жарко. Одним словом, температурный градиент – как сезонный, так и суточный – был едва ощутим. Но на исходе мела термоэра сменилась криоэрой[23] с широтным перепадом температур.

Динозавры были холоднокровными (пойкилотермными) животными. Не умея регулировать температуру тела «изнутри», они всецело зависели от среды обитания, но в ровном климате мезозоя им это не доставляло особых хлопот. Если снаружи тепло поступает в избытке, а внушительные габариты не дают остыть за ночь (большинство динозавров были крупными тварями), то поддерживать высокую температуру тела не составит большого труда. И все это без всякого участия собственного метаболизма, на что млекопитающие расходуют 90 % энергии, потребляемой ими с пищей.


Этот любопытный феномен получил название инерциальной гомойотермии (теплокровности), и многие ученые полагают, что благодаря этому ценному качеству динозавры и сделались властителями мезозоя. А когда на излете мела климат радикально изменился, гигантские ящеры исчезли.

Казалось бы, мы нашли ответ, но опять что-то не сходится. Почему вымерли именно динозавры, а другие рептилии – тоже холоднокровные – продолжают существовать и по сей день? Почему меловой кризис затронул в основном морских обитателей, а сухопутные твари его преспокойно пережили? Почему одни группы динозавров начали активно вымирать задолго до роковой календарной даты, а другие неторопливо доживали свой век в палеогене[24]?

Быть может, имеет смысл поискать ответ в другом месте – в структуре экосистем? Напомним читателю о невзрачных мезозойских млекопитающих, которые целых 120 миллионов лет жили бок о бок с ящерами, никак с ними не пересекаясь. Эти мелкие насекомоядные твари, похожие на современных опоссумов или ежей, занимали свою экологическую нишу, на которую никто не покушался. Но в меловом периоде ситуация радикально изменилась.


К. Ю. Еськов описывает эти события так: эволюция подхлестнула вялый обмен примитивных млекопитающих и смастерила на этой новой метаболической основе «фитофага в малом размерном классе». (Растительноядные динозавры были очень крупными животными.) А уж коли появился мелкий фитофаг[25], то непременно возникнет и хищник, который не ограничится охотой на близкую родню, а будет хватать всех, кто ему по силам. Поэтому детеныш динозавра – мелкая беззащитная ящерица, не обладающая инерциальной гомойотермией, – моментально станет лакомой добычей для такого круглосуточно активного хищника.

Версия, несомненно, интересная, но и она не дает ответа на все каверзные вопросы. И вот здесь нам на помощь придет генетика, понимаемая в широком смысле этого слова. Поговорим о маргинальности как антиподе узкой специализации, ибо органический мир развивается именно так.

Еще раз вспомним о мезозойских млекопитающих, добровольно уступивших мир великолепным рептилиям и прозябающих на обочине эволюции. Ютясь по глухим углам, они были самыми настоящими маргиналами[26], поскольку занимали те немногочисленные экологические ниши, которые господствующий класс с великолепной небрежностью проигнорировал.

Кормовой базой растительноядных динозавров были голосеменные растения и папоротники, широко распространившиеся еще в девоне. Покрытосеменная, или цветковая, флора, появившаяся в начале мелового периода, была вынуждена селиться на задворках, поскольку господствовали голосеменные.


ким образом, цветковые растения были точно такими же маргиналами, как и мелкие мезозойские млекопитающие. Им ничего не оставалось, как занимать пустые земли, где не было сложившихся сообществ голосеменных: оползни, гари, речные побережья, то есть такие биотопы[27], которые принято называть «нарушенными». Да и сами виды, поселяющиеся в таких условиях, биологи называют «ценофобными», то есть боящимися сообществ, предпочитающими существовать отдельно.

Гигантские ящеры питались голосеменными растениями

Однако тактический проигрыш обернулся в конечном счете важным стратегическим преимуществом. Во-первых, расселившиеся на «нехороших» землях цветковые уже больше не пускали туда голосеменных, а во-вторых, у них был цветок, что сыграло решающую роль в борьбе за существование. Если голосеменные для воспроизводства себе подобных целиком и полностью полагались на ветер, пассивно разносящий их пыльцу, и потому были вынуждены селиться кучно, то цветковые активно привлекали насекомых, что на порядок увеличивало их жизнеспособность.

Существование цветковых не зависело от стихии, и покрытосеменная флора могла себе позволить роскошь обитать на разрозненных пустошах. Кроме того, флора нового типа научилась образовывать травянистые формы, которые не только эффективно противодействуют эрозии, но и оперативно захватывают свободные земли.

Смена растительных сообществ обернулась самой настоящей катастрофой. Вопреки распространенному мнению, вымерли не одни только динозавры, но и 25 % мезозойских семейств беспозвоночных – головоногие и двустворчатые моллюски, одноклеточные радиолярии, диатомеи, фораминиферы и другие представители планктонных организмов. Их кальциевые раковины образовали грандиозные отложения, поэтому этот период геологической летописи и получил название мелового.

Так неприметные вчерашние маргиналы – цветковые растения и млекопитающие – сокрушили господствующую фауну и флору мезозоя.

Все дело в том, что подавляющее большинство тварей, населявших планету в позднем мелу, слишком далеко продвинулись по пути узкой специализации. До поры до времени это давало им прекрасные шансы на выживание, но всякое достоинство рано или поздно оборачивается своим недостатком. Привязанность к сообществам голосеменных в конце концов сыграла с ящерами злую шутку: когда цветковые двинулись в наступление, отбирая у прежних хозяев жизни одну территорию за другой, млекопитающие легко влились во вновь образуемые сообщества. А вот динозавры сделать этого не смогли и оказались в эволюционном тупике, поскольку их адаптивные ресурсы были давно растрачены. А млекопитающим-маргиналам такой поворот событий был только на руку. Пережив в новых условиях взрыв видообразования, они заселили всю планету.

Разумеется, маргиналами могут быть не только такие большие таксоны[28], как класс животных или тип растений. Отдельные биологические виды тоже, как правило, не грешат полным единообразием по всему набору признаков. Более того: чем выше генетическое разнообразие вида или популяции, тем значительней их адаптивный потенциал. Такое сообщество почти всегда найдет способ продлить существование в изменившихся условиях. Да и при стабильной и размеренной жизни внутривидовые маргиналы могут играть важную роль.

Например, в популяциях бескрылых водомерок изредка встречаются крылатые особи. Их очень мало – всего 4 %. Они имеют генетические отличия, но при этом могут скрещиваться со своими бескрылыми товарками и давать потомство. Выяснилось, что эти летучие выродки способны мигрировать на довольно большие расстояния, обеспечивая таким образом генетическую преемственность между водомерочьим населением всех водоемов. Четырех процентов маргиналов для выполнения этой задачи оказывается более чем достаточно.

Надо сказать, что почти у каждого биологического вида имеется на всякий случай такой неприкосновенный запас в виде редкого генотипа или необычной формы, позволяющий пережить трудные времена. Повторимся еще раз: генетическое разнообразие вида или популяции – залог их эволюционного успеха, так что к маргиналам следует относиться не только уважительно, но и бережно.

Итак, возникновение и широкое распространение цветковых растений в конце раннего мела (примерно за 30 миллионов лет до гибели динозавров) не только радикально изменило структуру континентальных сообществ, но и погубило утративших пластичность мезозойских ящеров, безнадежно застрявших в тупиках эволюции. Разумеется, климатические пертурбации тоже могли сыграть свою роль, но ключевым событием, отправной точкой стал почти наверняка именно этот факт – наступление покрытосеменных.

Следующая глава >

Источник: bio.wikireading.ru

Какие животные были на Земле во времена динозавров?

По-видимому, четыре миллиарда лет тому назад вся наша планета была целиком покрыта океаном. Именно в нем зародились первые живые организмы. Это были крошечные бактерии, зеленые водоросли и грибы.

И лишь спустя много миллионов лет в море появились небольшие рыбы. В эпоху мезозоя, когда по суше уже ходили динозавры, море все равно оставалось более населенным, в нем резвились рыбы всевозможных форм и размеров: одни были огромны как грузовик, у других на плавниках росли колючки, третьи были закованы в панцирь. И уже тогда океан бороздили акулы.

Впрочем, в мезозойскую эру и суша была населена самыми разнообразными видами животных. Но сама она выглядела совсем не так, как сейчас. Привычных для нас пяти континентов не существовало, а был единый гигантский суперконтинент, который ученые назвали Пангея. Как раз тогда, в мезозое, Пангея начала потихоньку раскалываться на два континента: северный — Гондвану и южный — Лавразию.

Большинство животных той эпохи вымерло, но мы знаем их многочисленных потомков. Ещё до появления динозавров по земле уже ползали первые жуки и клопы, многоножки достигали двух метров в длину, а стрекозы могли похвастаться крыльями, не уступавшими в размерах орлиным. Среди немногих существ, чей облик не изменился по сей день, — представители отряда таракановых, одни из наиболее успешных животных за всю историю жизни на Земле (вряд ли это удивит того, кому довелось столкнуться с ними в квартире), ведь они существуют уже более 300 миллионов лет.

Разумеется, в начале мезозойской эры, когда на планете главенствовали динозавры, ничто не предвещало, что именно тараканы одержат верх в эволюции. Консультант по профориентации, если бы такой существовал в те времена, посоветовал бы многим видам переучиваться на рептилий, то есть пресмыкающихся. Ведь именно перед ними в тот период открывалось блестящее будущее.

Миллионы лет земноводные — то есть те, кто мог жить и на суше, и в воде, — эволюционировали в пресмыкающихся, первых позвоночных животных, которые больше не нуждались в воде. Они обладали прочным скелетом и откладывали яйца на суше. Первые из них были сравнительно невелики, питались насекомыми и жили в старых пнях. Но они стали быстро расти.

Слева стиракозавр. Справа трицератопс, достигавший в длину 8 метров
Слева стиракозавр. Справа трицератопс, достигавший в длину 8 метров

Чтобы немного представить, как выглядели динозавры, можно посмотреть на крокодила: такие же большая пасть, сильные жевательные мускулы, острые зубы, мощный хвост. Тем не менее крокодилы не являются потомками динозавров: и те, и другие произошли от одной группы рептилий — архозавров.

Архозавры одними из первых попробовали жить на суше. Довольно скоро среди них нашлось несколько мятежников, ранних млекопитающих, которые стали эволюционировать в совершенно ином направлении. Но в тот момент еще бы никто не смог сказать, к чему это приведет.

Как находят остатки динозавров и определяют их возраст

Нашими знаниями о древних животных и в особенности о динозаврах мы обязаны профессиональным ученым и любителям, которые за последние 200 лет обнаружили множество остатков вымерших организмов.

Хотя мы привыкли говорить о костях динозавров, которые выкопали из земли, строго говоря, это уже не кости, а камни. Но почему кости животных стали камнями?

Трупы животных быстро становились добычей: первыми на их мясо набрасывались хищники, затем за дело принимались черви и бактерии. Поэтому от мягких тканей, будь то внутренние органы, мозг или кожа, вскоре ничего не оставалось.

Даже кости и зубы рано или поздно начинают разлагаться на солнце. Хотя, конечно, они значительно более твердые и прочные, чем другие части тела, и бактериям понадобится намного больше времени, чтобы их уничтожить.

Но если кости динозавра попадали в реку и оказывались под слоем ила, там они были недоступны для бактерий и таким образом сохранились до наших дней. Постепенно вода стала проникать в мельчайшие поры костей, наполняя их минералами, которые образовались из растворенных в воде солей. Благодаря этим веществам за миллионы лет кости превратились в камни или, как бы сказали ученые, окаменелости.

Порой палеонтологи специально исследуют почву в том месте, где в доисторические времена было русло реки. Ведь именно там можно найти скелеты динозавров.

Каким образом ученым удается с большой точностью определить, сколько миллионов лет тому или иному ископаемому? На самом деле это не так сложно. На Земле скапливается довольно много отходов: это и песчаная пыль, и лава, и остатки растений, и скелеты животных. Мусор всей планеты оседает в виде слоев отложений.

Отложения каждого такого слоя имеют свои характерные особенности. Представим себе, что через сотни лет ученые устроят раскопки на месте современной Америки. В какой-то момент они непременно начнут находить множество банок из-под кока-колы и CD-диски. Если поблизости найдется еще и доллар с выгравированной датой, то можно будет сделать вывод: если в другом месте Земли найдут такую же жестянку от кока-колы, то весь слой, в котором она обнаружена, скорее всего, относится к ХХ веку. То есть, однажды установив возраст того или иного слоя на каком-либо участке планеты, ученые знают, к какому времени относится такой же слой в любом другом месте Земли.

Изучая остатки растений и животных, ученые узнают, как выглядела наша планета в доисторические эпохи, какой был тогда климат: холодный или теплый, влажный или засушливый, и сильно ли различались между собой лето и зима. Порой они с большой степенью точности могут определить, какая в тот или иной период стояла погода, даже если это было миллионы лет назад. Все дело в том, что и животные, и растения прекрасно приспособлены к своей среде обитания, и их остатки могут многое рассказать нам о тогдашней природе.

К примеру, если в каком-то древнем пласте земли есть кораллы, то можно сказать, что в те времена, когда слой образовался, вода была достаточно теплой, потому что кораллы могут жить только в теплой воде.

Так палеонтологи установили, что на Земле были периоды, когда уровень углекислого газа в воздухе был существенно выше, чем сегодня. Углекислый газ выделяется при горении, и уровень его содержания в атмосфере сейчас вызывает большую озабоченность у защитников окружающей среды. Экологи опасаются, что из-за выбросов углекислого газа автомобилями и электростанциями на Земле может стать слишком тепло.

Но в действительности все не так просто. Ведь благодаря палеонтологам нам известно, что в меловой период насыщенность воздуха углекислым газом (диоксидом углерода) была выше, чем в нашу эпоху. Динозавры, кстати, от этого только выиграли. Поскольку растениям для роста необходим именно диоксид углерода, то папоротники, и хвойные деревья, и саговники (группа древних растений, внешне напоминавших пальмы) в те времена достигли огромных размеров. А с ними подросли и динозавры.

Апатозавр
Апатозавр

Почему динозавры стали такими громадными?

Первые динозавры были относительно небольшого размера, не больше бурого медведя. В отличие от своих предков, медлительных земноводных, они могли достаточно быстро передвигаться, даже панцирь с колючками им не очень мешал. Своей мобильностью они были обязаны прежде всего строению тела: лапы у них располагались не сбоку от туловища, а под ним (это отличает динозавров от других рептилий). Они перемещались на задних конечностях и были в основном плотоядными — питались рептилиями, амфибиями и млекопитающими.

К тому моменту, когда на Земле появились динозавры, млекопитающие уже очень неплохо на ней обосновались. Благодаря своему шерстяному покрову и способности поддерживать постоянную температуру тела они были хорошо приспособлены к довольно прохладному климату очередного ледникового периода.

Но с началом мезозоя на Земле потеплело. В это время гигантская Пангея уже начала потихоньку раскалываться на части и теплые воды океана устремились внутрь континента. Шапки льда на обоих полюсах принялись таять, дожди участились, и температура поползла вверх. В среднем в тот период было на шесть градусов теплее, чем сегодня.

Эти изменения пришлись по вкусу холоднокровным рептилиям. Ведь скорость их передвижения напрямую зависит от температуры окружающей среды — на холоде они крайне медлительны. Кроме того, при большом количестве солнечной энергии пресмыкающиеся уже не нуждаются в таком обильном питании, как млекопитающие. Тем постоянно нужна пища, чтобы поддерживать температуру своего тела; организм млекопитающих можно сравнить с печкой, в которую то и дело нужно подбрасывать дровишек, чтобы огонь не затух.

Разумеется, это не единственная причина, по которой млекопитающим в эпоху мезозоя пришлось уступить ведущее место рептилиям, но именно она была одной из самых существенных.

Среди пресмыкающихся больше всех от потепления выиграли динозавры. Численность медлительных черепах, ящериц и крокодилов, которые передвигались на четырех лапах, не особенно увеличилась. В то же время активные двуногие ящеры быстро упрочили свои позиции.

Правда, их развитие тоже не было равномерным. Так, например, первым плотоядным динозаврам недоставало пищи для пропитания, они пожирали друг друга и в итоге почти полностью вымерли. Выжили только те, которые перешли на растительный корм.

Для измельчения пищи в желудке они научились всякий раз заглатывать вместе с едой пару камней, поскольку жевать еще не умели. И только одни из последних динозавров обзавелись массивными зубами, чтобы перемалывать жесткие листья.

Шеи динозавров стали удлиняться и росли до тех пор, пока эти гигантские ящеры не смогли легко дотягиваться до деревьев и поедать листву прямо с них. В юрский период температура на всей планете повысилась, растительность стала более буйной, а значит, более тучными сделались и динозавры.

Новые виды динозавров, такие как апатозавры, брахиозавры и ультразавры, расселились по всей планете. Чтобы не остаться голодными, динозавры вынуждены были поглощать пищу в течение двадцати часов в сутки. Если им становилось жарко, они отправлялись купаться. А время от времени задремывали, пригревшись на солнце.

Благодаря усилиям палеонтологов было найдено большое количество яиц динозавров. Размером они с футбольный мяч и довольно-таки прочные, так что детенышам приходилось хорошо поработать клювом, чтобы вылупиться.

Во многих гнездах было обнаружено множество лежащих рядом яиц. Это позволило предположить, что динозавры высиживали яйца подобно птицам, а затем, как птицы, старательно и терпеливо заботились о потомстве. Это, кстати, одно из свидетельств, что динозавры были довольно-таки развитыми существами.

Тираннозавр
Тираннозавр

Чем большего размера достигали растительноядные динозавры, тем больший интерес они представляли для других своих собратьев. Так постепенно сформировалась новая группа динозавров, которые вернулись к мясной пище. И они стали опасней, чем все динозавры, жившие до них.

Эти новые хищники развернули охоту на травоядных динозавров. Самым большим и выдающимся из них был тираннозавр. Предположительно по размеру он был сопоставим с одноэтажным домом и весил не меньше слона. Тираннозавр обладал гигантским черепом и маленьким мозгом. Передние лапы у него были крайне малы и, вероятнее всего, почти не использовались. Совершенно иначе обстояло дело с зубами: изогнутые, с мелкими зазубринами, и на каждый можно было наколоть целого кролика.

Рептилии обитали не только на суше, но и в воде и даже в воздухе. Морские просторы бороздили ихтиозавры, похожие на гигантских дельфинов. По воздуху летали могучие птерозавры — их шкура напоминала шкуру летучих мышей.

Как эти гигантские животные научились летать, мы можем только догадываться. Возможно, некогда самые отважные из них вскарабкались на дерево или скалу и спрыгнули оттуда, как белки. Выжить удалось лишь самым легким или тем, у кого на лапах и туловище были перья. А уж затем умение летать они передали по наследству потомкам.

Остальным повезло меньше.

Продолжение следует.

Источник: www.7ya.ru

Беда из космоса

Большинство гипотез вымирания динозавров отталкиваются от того факта, что динозавры, а также и другие животные, вымерли относительно быстро, по геологическим масштабам почти мгновенно (хотя это «мгновение», длившееся десятки и даже сотни тысяч лет, нам кажется целой вечностью). Многие ученые думают так: раз динозавры погибли в короткий срок, значит, на Земле случилась какая-то катастрофа глобального масштаба, заставшая животных врасплох. И возможно, беда пришла извне — из необъятного космоса.

Например, известный нам ученый Дейл Рассел совместно со своим коллегой Тэкером Уоллесом выдвинул гипотезу, что динозавры вымерли из-за произошедшей недалеко от Земли вспышки сверхновой звезды. Эту идею в свое время поддерживал и советский астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский.

Идея проста: во время вспышки сверхновой звезды рождаются мощнейшие потоки проникающего излучения, или, попросту говоря, радиация. Наиболее опасным является гамма-излучение, которое практически не задерживается земной атмосферой. По мысли Рассела и Шкловского, именно это излучение и погубило динозавров, а также и львиную долю других животных, в том числе и водоплавающих.

На самом деле эта гипотеза не выдерживает критики, так как радиация не могла убить животных выборочно — случись такое на самом деле, не выжил бы никто. Мало того, из-за толщи воды морские животные оказываются более защищенными, а в конце мела наиболее всего пострадали именно водоплавающие. Но самое главное — в горных породах, относящихся к тому периоду, нет никаких следов мощного излучения.

Зато в середине 1960-х гг. была сделана находка другого рода: в Италии, в слоях горных пород, соответствующих времени вымирания динозавров, обнаружена так называемая иридиевая аномалия. В тонком слое глины возрастом 65 млн лет оказалось слишком много редкого металла иридия, больше, чем в среднем по Земле, — превышение нормы составляет 20 раз. Как это связано с динозаврами?

По утверждению американского физика-ядерщика Луиса Альвареса (Нобелевского лауреата, между прочим), связь повышенной концентрации иридия с гибелью динозавров прямая. Дело в том, что в земной коре иридия крайне мало — этот металл очень хорошо связывается с железом, и за четыре с лишним миллиарда лет существования нашей планеты большая его часть осела в ядре Земли. А иридиевые аномалии могут объясняться только падением на планету метеоритов или астероидов.

Установлено, что в этих космических телах концентрация иридия очень высока, а значит, в месте удара большого метеорита в поверхность Земли как раз и будет наблюдаться иридиевая аномалия. А если метеорит будет большим и тяжелым (около 10 км в диаметре и 10 млрд т весом), то иридий осядет не в одном месте, а на очень большой территории. К настоящему времени известно более чем о 20 иридиевых аномалиях (с превышением концентрации металла до 120 раз) в различных частях Земли, и почти все они возникли в одно время.

Все эти мысли и легли в основу выдвинутой в 1980 г. Альваресом «импактной гипотезы», или гипотезы метеоритного удара, в результате которого погибли динозавры. По расчетам ученого при падении на Землю такого «камешка», в воздух поднимется огромное количество пыли (порядка 600 млрд т), которая на несколько лет закроет Солнце. Наступит «астероидная зима» со всеми вытекающими последствиями: похолоданием, потемнением, общим ухудшением атмосферы и т. д.

В общем после падения такого тяжелого метеорита за несколько лет должны практически полностью погибнуть фотосинтезирующие растения, а в океанах — планктон и водоросли. Так как именно растения лежат в основе всех пищевых цепочек, начнут гибнуть и животные, в том числе и динозавры. И за несколько лет, пока небо вновь не прояснится, погибнут очень многие животные и растения. А свидетельством этой катастрофы останется большой, до 100 км в поперечнике, ударный кратер — на эту роль претендует кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан, что в Центральной Америке.

Эта гипотеза стала невероятно популярной, ведь она красива и зрелищна, людям нравится сама идея планетарной катастрофы, а потому она прижилась и прочно осела в массовом сознании. Но только не у ученых — научное сообщество в массе своей скептически относится к идее «импакта». Хотя дебаты на эту тему продолжаются и сейчас, так как все еще есть ярые приверженцы метеоритной гипотезы мелового вымирания.

А почему же такая правдоподобная гипотеза, предложенная вполне серьезным ученым, не принимается научным сообществом? Потому что большинство фактов говорят в пользу ее ошибочности. В частности, вымирание животных происходило на протяжении десятков и даже сотен тысяч лет, а не за годы — «астероидная зима» была в этом процессе лишь мгновением, которое вряд ли могло значительно повлиять на события.

Кроме того, в этой гипотезе остается непонятным, почему вымирание происходило выборочно: погибли динозавры, птерозавры, некоторые морские рептилии, но остались практически нетронутыми крокодилы и черепахи, птицы, ящерицы, млекопитающие, насекомые и многие другие животные. Сторонники «импакта» говорят, что млекопитающие могли переждать ухудшение условий в норах, а в целом выжили те из животных, которые обладали небольшими размерами, а значит, и незначительными потребностями в пище.

Как бы то ни было, а палеонтологи и биологи (в особенности биологи!) не воспринимают всерьез метеоритную гипотезу вымирания динозавров. Сторонники же этой идеи всячески стараются ее спасти, вводя в нее модификации. Если допустить падение на Землю нескольких метеоритов с периодом в несколько лет, то можно значительно продлить сроки «астероидной зимы». Но такое событие практически невозможно, а если и возможно, то оно не продлит зиму на тысячи лет. Да и никаких доказательств постепенного выпадения на Землю сразу большого числа небесных камней (хотя бы двух, что уж говорить о десятках!) сейчас нет.

Еще одна модификация этой версии — допущение, что Земля столкнулась не с метеоритом, а с кометным ядром. Что это меняет? А то, что комета больше «пылит», значительная ее масса испарится еще в земной атмосфере, и в поверхность планеты ударится то, что останется, и тоже испарится. Все это в конечном итоге продлевает «астероидную зиму», однако в этом случае иридиевых аномалий не должно возникать.

Как видите, гипотезы о смерти, пришедшей из космоса (которых существует гораздо больше, чем описано здесь), не могут решить проблему исчезновения динозавров и мел-палеогенового вымирания вообще. А что, если причина не была внешней?

Виновата Земля

Учеными выдвинуто большое количество гипотез, объясняющих вымирание динозавров различными глобальными изменениями и катаклизмами, виной которых была сама Земля. Однако мы здесь не будем обсуждать все — некоторые из них не просто фантастичны, а абсурдны и не стоят нашего внимания.

Начнем издалека. Все мы знаем, что магнитные полюса Земли не находятся в покое, а постоянно движутся, что вызвано активностью внутренностей нашей планеты. Так что в прошлом магнитные полюса располагались совсем не там, где сейчас. Обычно дрейф полюсов происходит медленно, буквально на километры за сотни лет, но иногда случается так, что полюса практически мгновенно (за месяцы, самое большое — годы) меняются местами.

Так вот, геологи уже давно отметили, что отложения горных пород, лежащие ниже границы мезозоя и кайнозоя, имеют обратную намагниченность по сравнению с вышележащими. И по ряду пород можно определить, что резкая смена (или инверсия) полюсов Земли произошла как раз 65 млн лет назад. Вероятно, некоторые ученые подумали, что эта смена полюсов как раз и стала причиной гибели животных.

Правда, не совсем понятно, как это могло повлиять на жизнь, потому что мы никогда не сталкивались с подобным явлением. Возможно, опасность заключается в том, что смена полюсов должна сопровождаться полным исчезновением у Земли магнитного поля, которое в полной мере восстанавливается за несколько лет. А без магнитного поля на поверхность нашей планеты обрушится поток космического излучения, губительный для всего живого.

Вполне правдоподобная версия, однако ученые сомневаются, что сама смена полюсов как-то негативно скажется на биосфере Земли, а космическое излучение задерживается не только магнитным полем, но и атмосферой, которая никуда не пропадает. Так что эта гипотеза практически не рассматривается всерьез.

Не считаются основательными и гипотезы, в которых утверждается, будто бы динозавры вымерли от недостатка или, наоборот, переизбытка кислорода в атмосфере. Ученые предполагают, что в эпоху динозавров кислорода в атмосфере нашей планеты было больше, чем сейчас, — около 30 % против нынешних 21 %. А 65 млн лет назад кислород стал куда-то уходить, и его осталось не более 16 %, что буквально задушило животных. В последующие геологические периоды кислород опять прибыл и соотношение газов в атмосфере приняло современное значение.

Чем могло быть вызвано столь стремительное сокращение кислорода — неизвестно. Хотя сами авторы гипотез предлагают различные причины, среди которых и падение астероида — из-за него, как мы помним, могло значительно сократиться количество фотосинтезирующих растений и водорослей, что привело бы и к уменьшению выделения кислорода.

Причиной гибели динозавров могли стать и изменения в Мировом океане. Возможно, что-то привело к его охлаждению либо к изменению химического состава его вод. Это, конечно, могло сказаться на животных, однако, как и в случае с предыдущими гипотезами, доказательств справедливости данной версии нет.

Зато ученые точно знают, что в мезозое происходили значительные колебания уровня Мирового океана, а это также могло привести к вымиранию животных, особенно морских. Потому что основная масса океанической жизни сосредоточена в относительно мелководных континентальных шельфах, а в случае значительного обмеления океанов площадь шельфов сокращается, превращаясь в сушу. Последствия такого события предугадать несложно: это приведет к гибели большого количества морских животных.

Итак, мы описали практически нежизнеспособные гипотезы, и настала пора посмотреть на то, что действительно могло иметь место. В частности — уже упомянутые нами глобальные извержения вулканов и траппы, в принципе способные погубить если и не все живое на Земле, то значительную его часть.

Действительно, «астероидная зима» может наступить и безо всякого астероида — достаточно, чтобы на протяжении нескольких лет извергалось большое количество вулканов на большой площади (это уже называется «вулканической зимой»). Такое возможно и даже имело место быть. Геологи утверждают, что между 60 и 68 млн лет назад на полуострове Индостан происходило массовое излияние магмы из разломов в земле, а свидетельством тому являются знаменитые траппы на Деканском плато в Индии.

Массовые извержения вулканов и излияние магмы опасны тем, что выделяют огромное количество вулканического пепла, углекислоты, соединений серы и множество других ядов. Все это как раз и ведет к «вулканической зиме», которая могла бы стать серьезным испытанием для жизни. Кроме того, животных могли убивать и сами вулканы — уже через месяцы после начала извержений вокруг них образовывалась безжизненная горячая и наполненная ядовитым воздухом территория, совершенно не приспособленная к жизни, больше похожая на преисподнюю, чем на матушку-Землю.

Гипотезы, в которых присутствует глобальное похолодание, вполне могут объяснить вымирание динозавров. Ведь они, скорее всего, не были по-настоящему теплокровными и в немалой степени зависели от климатических условий. Снижение температуры, а также увеличение температурных колебаний в течение суток и сезонов могло погубить ящеров, сделав их менее подвижными и успешными в плане охоты. Вот именно поэтому так популярны гипотезы «астероидной» и «вулканической» зим. Их даже пытались объединить: возможно, что падение астероида на полуостров Юкатан могло вызвать резкое увеличение вулканической активности на Индостане и в других областях планеты.

Некоторые ученые связывают вымирание динозавров с похолоданием, но объясняют его с других позиций. Как известно, пол детенышей всех рептилий не задается с самого оплодотворения, как, например, у млекопитающих — он определяется исходя из тех условий, в которых будут находиться яйца. Если на улице теплее определенного значения, то появляются в основном самки, а если холоднее, то из яиц вылупляются самцы. Теперь понятно, что в случае глобального похолодания из яиц динозавров будет появляться все больше самцов и в какой-то момент эти самые яйца откладывать будет просто некому.

Если вы обратили внимание, то все эти гипотезы стараются объяснить, чем Земля могла убить все живое на себе, но они не способны внести ясность в вопрос, почему 65 млн лет назад не погибло всё живое. Действительно, не могли же вулканы действовать выборочно, уничтожая динозавров и водоплавающих ящеров, и совершенно не трогать насекомых. А изменения, связанные с океаном, вообще не могут оказать серьезного влияния на сухопутных животных. Все это в полной мере относится и к «импактным» гипотезам. Так что же, ученые не знают, как и почему вымерли динозавры? Достоверно — не знают, но более или менее убедительные соображения по этому поводу есть.

Естественный ход эволюции

Мы рассмотрели некоторые из самых популярных гипотез вымирания динозавров, но все они имеют серьезный недостаток — их выдвинули не палеонтологи и не биологи. А разве это имеет значение? Имеет, так как подход к науке у физиков и у биологов разный. Когда с научной проблемой сталкиваются первые, они стараются решить ее наиболее простым способом, не нуждающимся во введении каких-либо искусственных, избыточных элементов. И это обычно срабатывает.

У биологов все несколько иначе. Любая экосистема — это не просто набор независимых друг от друга живых существ и растений, а взаимосвязанная система, в которой все зависит буквально от всего. Мало того, эти системы невероятно устойчивы к пытающимся их разрушить внешним факторам. Так что для биологов «простые» гипотезы, выдвинутые физиками, вовсе не кажутся убедительными.

Действительно, падение астероида — невероятно простая гипотеза, ведь в ней присутствует только одно явление (собственно столкновение Земли с другим небесным телом), которое запускает весь процесс вымирания. Однако даже эта версия теряет свою убедительность из-за того, что, по геологическим данным, динозавры вымерли не в одночасье, а за десятки и даже сотни тысяч лет.

Мало того, есть свидетельства, что падения крупных метеоритов на Землю происходят достаточно регулярно, но эти катастрофы оказываются вовсе не смертельными для всего живого. Например, около 2,5 млн лет назад между Южной Америкой и Антарктидой упал метеорит поперечником не менее 4 км, и это привело к гибели многих морских и сухопутных животных, но… только на ограниченной территории, куда докатилась вызванная метеоритом волна цунами. Возможно, что тогда наступила «астероидная зима», но она не оказала никакого серьезного влияния на биосферу Земли.

Так как же биологи со своей колокольни видят мел-палеогеновое вымирание? А так, что это вовсе не катастрофа, а естественный эволюционный процесс, в котором в какой-то момент случился кризис, вызванный внутренними (биосферными) причинами. И причина была не одна, как любят физики, а сразу много. Эта гипотеза называется биосферной, различные ее модификации поддерживаются большинством биологов и палеонтологов (особенно она популярна в России).

В чем суть этой версии? Она учитывает несколько факторов и основана как раз на том, что в природе все взаимосвязано.

В начале мелового периода появились цветковые растения, которые к середине мела заняли ведущие позиции, постепенно вытеснив все остальные. Напомним, что к цветковым относится и обычная трава, которой до середины мела даже не существовало. Эти растения быстро занимали все свободные территории, пригодные для их роста, и создавали собственную экосистему.

Появление такой зеленой массы заставило растительноядных животных активно приспосабливаться — не пропадать же такому источнику пищи! Есть траву научились некоторые динозавры, но млекопитающие в этом деле оказались впереди планеты всей: они породили мелких растительноядных животных — грызунов, небольших по размерам, но прожорливых. А там, где есть травоядные, есть и специализирующиеся на них хищники. Так возникли небольшие млекопитающие хищники.

Чем это грозило динозаврам? Взрослым и крупным — ничем, они могли не опасаться хищников вроде современных лис или кошачьих. А вот их детенышам пришлось туго. Действительно, сами динозавры были большими, не меньше слона, а детеныши появлялись на свет мелкими, едва превосходящими по размерам кролика. Защитить такую крошку гиганту не так-то легко! Вот так детеныши динозавров стали легкой добычей новых хищников, которые были быстрыми и неуловимыми.

Но это не все. В дело вмешался дрейф континентов — перемещение материков вызвало нарушения в морских и воздушных течениях, что привело к сбою установившегося климата. К концу мелового периода стало прохладнее, увеличился и перепад температур в течение суток и сезонов.

Для динозавров, у которых теплокровность была инерциальной, это стало суровым испытанием!

Все эти факторы сыграли против динозавров. Нет, они не вымерли в одночасье, все было несколько сложнее и интереснее. Мы откроем вам страшную тайну: вымирание животных — это естественный эволюционный процесс, который происходит всегда, даже в наше время. Да-да, не удивляйтесь, именно так идет эволюция — все виды животных развиваются, достигают в этом развитии пика, и… вымирают. Но на смену им приходят другие, более совершенные виды, этот процесс не прекращается, хотя в разное время идет разными темпами.

Так было и с динозаврами, количество видов которых в меловом периоде достигло рекордного числа. Но в какой-то критический момент все закончилось: в конце мела новые виды динозавров просто-напросто перестали появляться. Они не смогли приспособиться к изменяющимся условиям, и их эволюция, успешно длившаяся почти 160 млн лет, просто остановилась. А через несколько миллионов лет вымерли последние виды динозавров. Вот и все.

Некоторые ученые отмечают, что в вымирании динозавров могли сыграть свою роль и другие факторы. Например, живущих в позднем мелу динозавров, количество которых резко сократилось, могло «добить» падение метеорита или извержение вулканов. Но сути дела это уже не меняло — рано или поздно оставшиеся виды все равно погибли бы.

Интересно, что сейчас есть находки окаменелостей динозавров, возраст которых составляет около 60 млн лет. То есть эти животные обитали уже после повсеместного вымирания динозавров, что вполне согласуется с гипотезой. Вся проблема в том, что эти находки пока не подтверждены, но в ближайшее время их настоящий возраст все равно будет установлен.

Биосферная гипотеза вымирания хороша еще и тем, что она объясняет, почему на границе мезозоя и кайнозоя погибло много морских обитателей, а на суше вымерли только динозавры и птерозавры. Все дело опять же в захватывающей Землю траве: оказывается, цветковые растения препятствуют эрозии почвы, то есть размыву и выветриванию. А это значительно сокращает поступление в океаны веществ, которыми питаются самые нижние звенья океанической пищевой цепочки — водоросли, планктон и микроорганизмы. Такое нарушение привело практически к полному развалу морской экосистемы.

Нужно сказать, что эта версия тоже не лишена недостатков, но только она может объяснить, почему вымирание динозавров длилось многие десятки тысяч лет и почему на границе эпох животные гибли будто бы выборочно. Кроме того, в пользу биосферной гипотезы говорят объективные факты, что является для ученых едва ли не самым главным.

Так что динозавры вымерли не от метеорита, как это принято считать, а из-за того, что так «решила» эволюция. Биосфера Земли — сложная саморегулирующаяся система, все компоненты которой тесно связаны друг с другом. Любое нарушение не остается незаметным, оно меняет если и не всю систему, то значительную ее часть. Динозаврам не повезло. То, что было их преимуществом в конце триасового периода, стало проклятием в конце мелового, и эти животные были вынуждены покинуть арену жизни.

А им на смену пришли млекопитающие. Нет, они не вытеснили рептилий, как иногда утверждается, — освобожденные динозаврами экологические ниши еще долго (может, целые миллионы лет) оставались незанятыми, а млекопитающие осваивали их по мере возможности. Хотя и спустя 65 млн лет все еще нет крупных хищников, способных охотиться на животных вроде слонов или взрослых бегемотов, — эту нишу освоил только человек со своим оружием, хотя лучше бы он в нее не лез.

Источник: SiteKid.ru