Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
National Geographic №194, ноябрь 2019
National Geographic Traveler №72, ноябрь 2019 – январь 2020
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Наука

Спинозавр: опять челюсти?

Текст: Том Мюллер Фотографии: Майк Хеттуэр
24 ноября 2014
/upload/iblock/0a0/0a058641bebb6dca379ed3b099cd9086.jpg
Модели спинозавра, хищника мелового периода, устроили фотосессию, достойную рок-звезды.
Фото: Майк Хеттуэр
/upload/iblock/43c/43cb7ec4fa35f6c5c0b32fbc978d33b7.jpg
Пионер палеонтологии Эрнст Штромер несколько лет исследовал Ливийскую пустыню накануне Первой мировой войны. Он открыл миру удивительных ящеров мелового периода: растительноядного египтозавра и огромных хищников – бахариозавра, кархародонтозавра и спинозавра.
Фото: Stromer Family Trust
/upload/iblock/7bc/7bcb94cac4e08295905bc6ce2fe4cad8.jpg
Обладатель гранта молодых исследователей National Geographic Низар Ибрагим проследил путь скелета спинозавра до того самого места на юго-востоке Марокко, где кости обнаружил любитель-охотник за окаменелостями.
Фото: Майк Хеттуэр
/upload/iblock/8c3/8c38c4aab55602adec480c4a412a9cf1.jpg
Фото: Низар Ибрагим, Чикагский университет, оригиналы фотографий хранятся в Баварском государственном музее палеонтологии и геологии, Мюнхен
/upload/iblock/178/178e23df4d15b94c3bfeebd28fc99dda.jpg
Левиафан мелового периода. Спинозавр, вероятно, был приспособлен к жизни в реках Северной Африки 100 миллионов лет назад. Этот гигантский хищник мог питаться рыбой, другими динозаврами и даже летающими ящерами. Источники: Низар Ибрагим, Чикагский университет; Кристиано даль Сассо и Симоне Магануко, Миланский музей естественной истории.
Фото: Давид Бонадонна
/upload/iblock/4a8/4a8a0c18b6c7f80e44fd2f2bb61d8f17.jpg
Низар Ибрагим изучает череп крокодила мелового периода, предложенного на продажу двумя охотниками за окаменелостями, проводившими раскопки в Кем?Кеме. В их ассортименте есть останки морских животных, живших 100 миллионов лет назад, когда здешнюю пустыню пересекали огромные реки: зубы двоякодышащих рыб, шипы рыбы-пилы, фрагменты черепашьего панциря и множество зубов и когтей динозавров.
Фото: Майк Хеттуэр
/upload/iblock/4bc/4bcddc089563d4b98541bdfa1263f5f1.jpg
Так, по мнению некоторых «охотников за динозаврами», выглядела голова спинозавра. Однако «портрет» этот составлен благодаря сочетанию костей черепа от разных видов спинозаврид.
Фото: Давид Бонадонна
/upload/iblock/729/729a3ea851d86269337fcac231910545.jpg
В 2013 году итальянские палеонтологи Кристиано Дель Сассо и Марко Аудиторе пытались отыскать на юго-востоке Марокко другие части скелета.
Фото: Майк Хеттуэр
/upload/iblock/445/445d858ee0a907abb02a0f0aa38a8902.jpg
Рабочие срезают зазубрины у скелета спинозавра, реконструированного в натуральную величину на основе цифровых данных. Ученые создали компьютерную модель, руководствуясь томографическими снимками окаменелостей, расчетами размеров и формы недостающих костей и знаниями о строении скелета родственных видов, а затем выстроили фигуру из полистирола, быстротвердеющих смол и стали.
Фото: Майк Хеттуэр
/upload/iblock/a80/a805d13f885aa452bf4d8d951ed60e84.jpg
Потерянные и обретенные. Кости спинозавра, обнаруженные Эрнстом Штромером в 1911 году в Египте, были уничтожены при бомбардировке Мюнхена авиацией союзников во время Второй мировой войны. Палеонтологи использовали эти редкие ?снимки (это и следующее фото), сохраненные сыном Штромера Вольфгангом, для цифровой реконструкции утерянных костей. ?Объединив их с более поздними находками, они реконструировали полный скелет.
Фото: Низар Ибрагим, Чикагский университет, оригиналы фотографий хранятся в Баварском государственном музее палеонтологии и геологии, Мюнхен
Уступи свой трон, тираннозавр! Самым большим и грозным хищником из всех, что бродили по суше, был спинозавр. Или нет?..
Один из самых крупных ящеров чуть не исчез окончательно, причем дважды. Около 90 миллионов лет назад, в середине мелового периода, вымерло само животное, а в ночь с 24-го на 25 апреля 1944 года остатки его скелета погибли во время бомбардировки Мюнхена союзниками... Эти кости зимой 1911 года открыл в Египте палеонтолог, баварский барон Эрнст Штромер фон Райхенбах. Он и его помощники совершили несколько продолжительных экспедиций в оазис Бахария на северо-западе Ливийской пустыни. В меловом периоде это была восточная окраина обширной речной системы, западная граница которой располагалась на территории нынешнего Марокко. Болезни, тяготы, связанные с работой в пустыне, и надвигающаяся Первая мировая война не помешали Штромеру открыть более 40 видов динозавров, ископаемых крокодилов, черепах и рыб, даже млекопитающих, включая обезьян. На поиски последних он и отправился в Египет, предполагая, что именно Африка была колыбелью человечества, а совсем не Европа, как считали тогда почти все ученые. Среди находок Штромера были два не полностью сохранившихся скелета нового необычного динозавра – гигантского хищника с метровыми челюстями, усаженными большими коническими зубами. Однако самой удивительной особенностью ящера был похожий на парус гребень на спине, который поддерживали невральные отростки спинных позвонков, до 1,65 метра высотой. Динозавр получил имя Spinosaurus aegyptiacus.
Для самого Эрнста Штромера спинозавр остался загадкой всей его жизни. Палеонтолог десятилетиями пытался понять, что представляло собой это странное существо.
Находки Штромера, выставленные на почетном месте в Национальном палеонтологическом музее Мюнхена, прославили ученого. В конце Второй мировой войны он отчаянно пытался вывезти коллекцию из города, подальше от бомбардировок. Однако директор музея, убежденный нацист, вывоз запретил. Он невзлюбил Штромера за то, что тот отказался вступить в партию и, что самое страшное, с точки зрения любого нациста, открыто общался с евреями. В апреле 1944 года музей и окаменелости, найденные Штромером, были уничтожены авиацией союзников. Остались лишь публикации с зарисовками автора... Два сына Эрнста Штромера с войны не вернулись. Уцелел только третий, Вольфганг, который попал в советский плен и в 1950 году вернулся в Германию к отцу. Именно он и передал в музей в 1995 году считавшиеся пропавшими фотографии спинозавра, покрытые сепией и патиной времен. Для самого Эрнста Штромера спинозавр остался загадкой всей его жизни. Палеонтолог десятилетиями пытался понять, что представляло собой это странное существо, изучая части двух очень неполных скелетов. Поначалу Штромер решил, что длинные невральные отростки могли поддерживать горб, похожий на бизоний, но позже предположил, что они были частью спинного гребня вроде тех, что есть у некоторых современных ящериц и хамелеонов. Он отметил, что узкие челюсти спинозавра не характерны для хищных динозавров. Равно как и зубы – у большинства плотоядных теропод они были похожи на зазубренные клинки, а у спинозавра – зубы гладкие и конические, как колышки, похожие на крокодильи. Исследователь с очевидным недоумением и, вероятно, с некоторым разочарованием пришел к выводу о том, что это животное было «в высшей степени узкоприспособленным» – не уточнив, для чего именно, и сделал реконструкцию, на которой спинозавр стоял в позе кенгуру, как в то время было принято изображать почти всех динозавров, а череп пририсовал – укороченный, а не удлиненный. С 1930-х годов, когда немецкий палеонтолог писал свои работы, наука, в том числе и палеонтология, пережила несколько технических революций, да и остатков динозавров теперь известно на порядок больше. Так, окаменелости спинозавра и его ближайших родственников спинозаврид найдены не только по всей Северной Африке, но и в Европе, Южной Америке, Восточной Азии и Австралии. Современная техника позволяет сказать об ископаемом животном очень много, даже если от него, как это часто случается, остался лишь один зуб. Дело в том, что кристаллы апатита – минерала, из которого состоят зубы и другие кости, – в момент формирования запечатлевают в своей кристаллической решетке все особенности внешней среды и обмена веществ конкретного животного. Скажем, соотношение стабильных изотопов кислорода позволяет судить о том, в каких условиях жил обладатель зуба – на суше, в морском или пресноводном водоеме. Так и выяснилось, что спинозавриды в основном были пресноводными животными и питались преимущественно рыбой. Но, судя по содержанию желудка (сам желудок, конечно, не сохранился, но уцелели в виде чешуи и костей остатки последней трапезы), некоторые из них могли поймать и небольшого динозавра, и даже пролетавшего низко над водой в поисках рыбы птеродактиля. Другая методика – компьютерная томография, сопряженная с моделированием распределения нагрузок на кости черепа, позволила показать, что длинное крокодилоподобное рыло спинозавра и использовалось по-крокодильи – для ловли добычи в воде. Причем объектом охоты не обязательно становились речные обитатели, но и пришедшие на водопой игуанодоны. А новые находки окаменелостей указывают на то, что ребра у спинозавра были плотные и сильно изогнутые: они придавали туловищу необычную для хищных динозавров бочкообразную форму. Шея длинная, череп просто огромный: предположительно, до 1,75 метра. Однако челюсти, опять же по сравнению с другими хищниками – тероподами, неожиданно тонкие и длинные, на конце морды загибающиеся внутрь и покрытые крошечными ямками. Кроме того, верхнюю челюсть укрепляет вторичное костное небо, как у крокодилов. Передние конечности и плечевой пояс большие и мощные, а задние – непропорционально короткие и тонкие... И как же все это выглядело? Чтобы ответить на этот вопрос, обладатель гранта для молодых исследователей National Geographic Society Низар Ибрагим, палеонтолог из Чикагского университета, обошел все музеи, где есть кости спинозаврид, и сфотографировал все, что было. Дальше был нужен компьютер, причем очень мощный, и цифровые томографы. Вместе с Симоне Магануко из Миланского музея и Тайлером Кейллором, препаратором окаменелостей и художником из Чикагского университета, Низар Ибрагим начал цифровую реконструкцию динозавра. С помощью томографа они отсканировали каждую имевшуюся у них кость в Медицинском центре Чикагского университета и миланской клинике «Маджоре», затем добавили недостающие фрагменты, отсканировав фотографии музейных экспонатов, а также цифровые копии фотографий и зарисовок Штромера. (К тому времени их разыскал палеонтолог Джошуа Смит из Университета имени Вашингтона в Сент-Луисе и понял, что на рисунках немецкого ученого, прежде использовавшихся при реконструкциях спинозавра, далеко не все изображено верно.) В некоторых случаях Ибрагим и его коллеги масштабировали размеры костей, принадлежавших молодым особям, так, чтобы они подходили взрослым. Кейллор, хорошо управлявшийся с программой цифрового моделирования ZBrush, воссоздал недостающие кости с помощью одного из инструментов этой программы – «цифровой глины», руководствуясь сканами скелетов, принадлежащих близким родственникам спинозавра – зухомиму и бариониксу. Тщательно воссоздав и расположив в своей модели 83 позвонка, ученые установили, что длина взрослого спинозавра от носа до кончика хвоста составляла 15 метров, а то и все 18, больше чем у тираннозавра (12,5 метра). Ранее уже предполагалось, что спинозавр был самым крупным хищником, когда-либо ходившим по суше. Значит, догадка подтвердилась, и перед нами самый большой наземный хищник? Не будем спешить с выводами и посмотрим, что было дальше... Ученые нарастили на скелет цифровую мускулатуру и получили динамическую модель, которая позволила им определить, где находился центр тяжести ящера и какова была его масса, что помогло понять, как он передвигался. Вывод оказался таким: в отличие от остальных хищных динозавров, передвигавшихся на задних конечностях, спинозавр, вероятно, опирался при ходьбе на все четыре лапы. Однако все необычные черты этого существа начали складываться в логичную картину только тогда, когда Ибрагим и его коллеги посмотрели на него под другим углом: как на динозавра, который жил в основном в воде. Ноздри спинозавра расположены высоко, рядом с глазницами, чтобы он мог дышать, когда вся пасть находится под водой. Бочкообразное тело напоминает туловище гиппопотама, а плотность ребер и некоторых других костей ближе к той, что наблюдается у другого водного позвоночного – ламантина. Задние лапы, пропорции которых кажутся столь странными для ходьбы, отлично подходят для гребли, особенно если плоские когти, расположенные на широких ступнях, были соединены перепонками, как у водоплавающих птиц, – а именно так, полагают ученые, и было. Длинные тонкие челюсти и гладкие конические зубы, похожие на крокодильи, могли быть эффективным орудием для ловли рыбы, а в ямках на морде, подобные которым есть у крокодилов и аллигаторов, вероятно, располагались чувствительные к давлению органы, помогавшие ловить добычу в мутной воде. По мнению Ибрагима, спинозавр охотился как цапля: наклонялся и своими длинными челюстями выхватывал рыбу из воды. Признание спинозавра полуводным животным дает ключ к разгадке тайны, интриговавшей Штромера: как в середине мелового периода на севере Африки сосуществовали несколько крупных хищников, при небольшом разнообразии растительноядных динозавров. Река, на берегу которой оборвалась жизнь этого ящера, была одной из множества крупных проток обширной речной системы, покрывавшей эту часть континента. Не только ящеры здесь были внушительных размеров – обитатели вод, чьи останки встречаются в меловых отложениях Марокко, были им под стать: 2,5-метровая двоякодышащая рыба, 4-метровый целакант, 7,5-метровая рыба-пила и большие черепахи. Такая добыча удовлетворила бы аппетиты любого хищника, и местная пищевая пирамида могла устоять без растительноядных гигантов. Полное осознание всего этого пришло к Ибрагиму, когда он увидел результат оцифровки: скелет спинозавра в натуральную величину, выполненный из высокоплотного полистирола, быстротвердеющих смол и стали на основе компьютерной модели, в том числе и с помощью 3D-принтера. (Этот проект был осуществлен при частичной финансовой поддержке Национального географического общества.) Динозавр представлен плывущим, поскольку, по мнению Ибрагима, в воде он проводил большую часть жизни. «Жаль, что Эрнст Штромер не может увидеть эту модель, которая показывает, насколько хорошо спинозавр был приспособлен для плавания. Думаю, ему понравилось бы», – говорит Низар. Возможно, барону все и вправду понравилось бы. Но более вероятно, что человек острого критического ума, как Штромер, разнес бы реконструкцию в пух и прах... Исследователи Франсуа Террьен и Доналд Хендерсон из Королевского музея палеонтологии имени Туррелла в Драмхеллере (Канада) недавно опубликовали статью с детским названием «Моя теропода больше, чем твоя... или нет». Суть заметки в том, что в погоне за очередной сенсацией «охотники за динозаврами» нередко пренебрегают скрупулезным анализом данных, особенно это касается «скучных» расчетов реальных размеров скелетов, от которых редко остается более трети всех костей. А ведь у хищных динозавров (теропод) были свои закономерности развития: росли они постоянно, но со временем темпы роста туловища начинали опережать темпы роста головы. Пересчитав размеры динозавров по наиболее полно сохранившимся скелетам и черепам, Террьен и Хендерсон выяснили, что 12,5-метрового в длину и 10-тонного массой тираннозавра рано свергать с пьедестала. Хотя два ящера, открытые Эрнстом Штромером, могли быть и покрупнее: расчетная длина кархародонтозавра и гиганотозавра составляет около 13 метров при массе, близкой к 15 тоннам. Но их скелеты очень фрагментарны, так же как и скелет спинозавра. Этот хищник вряд ли вырастал больше чем на 12,5 метра в длину и весил 11 тонн. Чтобы понять жизнь спинозавра и других африканских ящеров, нужны новые экспедиции в Египет и Марокко. Ведь Штромер работал там в куда более тяжелых условиях, чем сейчас.