К тому же не так долго нужно обрабатывать пищу: собирай ее и отправляй, не жуя, в объемный кишечный тракт (для жираффатитана, например, его расчетная масса составляет 2,5 тонны). В кишечнике температура при подобных объемах тела поддерживалась достаточно высокая, чтобы бактерии все сбродили. Вполне возможно, что гигантизм завропод был необходимым условием длительного переваривания иголок араукарий и ногоплод-ников, а также листьев папоротников и хвощей, не слишком богатых белками по сравнению с покрытосеменными (с последними из распространенных мезозойских растений может сравниться лишь гинкго). Чтобы отправить все это в желудок достаточно небольшой головки, у жирафа, например, который в три раза ниже жираффатитана, череп не намного короче: 0,7 против 0,8 метра. Млекопитающему требуется тщательно пережевывать пищу, а потому необходимы сложный зубной аппарат и жевательная мускулатура, которая должна к чему-то крепиться.
Остаются две проблемы, связанные с длинной шеей. Первая из них известна как проблема дыхательной трубки: с длинной дыхательной трубкой можно погрузиться в море, но до определенного предела: в какой-то момент грудные мышцы просто не смогут помочь легким вдохнуть воздух. При такой длине трахеи, как у завропод, ящеры тоже могли столкнуться с проблемой дыхательной трубки. И чтобы решить ее, научились дышать по-птичьи: обзавелись легкими и воздушными полостями, которые создают потоки свежего воздуха и на вдохе, и при выдохе. Конечно, окаменевших легких никто никогда не находил, и вряд ли такое случится. Но и скелет может о многом поведать: позвонки и отчасти ребра завропод были пневматизирова-ны, то есть вмещали воздушные полости, которые и запасы воздуха создать позволяли, и вес ящера облегчали (на 10 процентов), и опять же рассеивали избыточное тепло. Именно поэтому в оценке массы жираффатитана наблюдается такой разброс — от 30 до 75 тонн. В первом случае пневматика скелета учитывается, во втором — нет. Вероятно, помогало завроподам дышать и повысившееся в середине юрского и меловом периодах содержание кислорода в атмосфере. Именно тогда они процветали на всех континентах, наплодив по меньшей мере 175 родов (четверть общего разнообразия динозавров).
Вторая проблема — кровяное давление. У жирафа, который в два раза ниже своего титанического тезки, самое высокое давление — 380 на 240 миллиметров ртутного столба. Чтобы его поддерживать, этому копытному понадобилось 11-килограмовое сердце с утолщенной мышечной стенкой левого желудочка (сжатие этой мышцы создает необходимое давление), бьющееся с частотой 150 ударов в минуту, и еще ряд особенностей: кровь более вязкая и несет больше эритроцитов, конечности обтянуты плотной сдавливающей шкурой, в мозге развита особая сеть тонких артерий. При всем том жирафу нельзя слишком быстро вскакивать на ноги — иначе он тут же упадет в обморок из-за недостачи крови в голове, а дышать приходится с частотой 20 вдохов в минуту (даже мы дышим реже — 10 вдохов в минуту). У завропод мозг, конечно, был намного меньше жирафьего, что отчасти облегчало задачу. Но так или иначе, кровь в голову загонять необходимо, хотя бы для ее периодического охлаждения в шее. Пока скелет этих ящеров не был еще достаточно изучен, не исключалось даже, что у них могло быть несколько последовательно расположенных сердец. Однако работу такого насоса практически невозможно синхронизировать, без чего он бесполезен. Расчеты массы органов жираф-фатитана, сделанные Хансом Кристианом Гунгой и его коллегами из Центра космической медицины в Берлине, предполагают, что тело этого ящера вмещало 200-килограммовое сердце и легкие объемом без малого 3 тысячи литров, что при частоте дыхания 3,5 вздоха в минуту позволяло получать ему более 200 литров кислорода в час. Вполне могли разместиться в его теле и более крупные органы. Само сердце было, вероятно, четырехкамерным, как у птиц. Если добавить к этой системе некоторые ноу-хау завропод (воздушные мешки) и жирафа (иная вязкость крови и концентрация клеток), а также утолстить стенки артерий и добавить на подошвах подушечки для аккумуляции крови, которые при сжатии (соприкосновении с грунтом) выталкивают кровь вверх (как у лошадей), то вполне можно получить животное с верхним давлением 600–750 миллиметров ртутного столба и без застойных явлений в конечностях.
Некоторые ноу-хау завропод использовали и летающие ящеры: меловой кецалькоатль (Quetzalcoatlus) весил не менее 75 килограммов (возможно, и 250), имел размах крыльев 10–12 метров, а их площадь составляла 10 квадратных метров. Если учесть, что самая крупная летающая птица — гигантская дрофа — имеет массу до 23 килограммов и при этом не особенно любит подниматься в воздух, то могла ли такая махина вообще летать? Анализ прочности костей конечностей и поясничных позвонков птерозавров, проведенный палеонтологом Марком Уиттоном из Портсмутского университета и биофизиком Майклом Хабибом из Университета имени Чэтема в Питтсбурге, а также изучение особенностей летательной перепонки показывают — да, могла. Кости у них были столь же прочные, как у гиппопотама, а гибкая перепонка обеспечивала большую подъемную силу, чем жесткое крыло птицы. Однако машущая часть полета была короткой по сравнению с планирующей, когда ящер мог развивать скорость до 90 километров в час. В основном он полагался на восходящие теплые потоки, подобно кондору. Это было крупнейшее животное из всех, что когда-либо поднимались в воздух. Чтобы взлететь, кецалькоатлю достаточно было дождаться порыва попутного ветра и расправить свои парусящие перепонки. В случае необходимости он мог разогнаться, используя все четыре лапы, как это делают, например, летучие мыши-вампиры.
Большие размеры растительноядных ящеров позволяли им быть недосягаемыми и для самых крупных хищников, которые когда-либо ходили по поверхности планеты, — тероподных динозавров. 12,5-метровый (в длину) тираннозавр (Tyrannosaurus) прекрасно знаком даже людям, далеким от палеонтологии, по многочисленным триллерам, где он выступает главным героем. Правда, пальму первенства у него постоянно пытаются отобрать и сделать это с максимальным шумом.
Сегодня в самые большие хищники среди наземных тварей прочат спинозавра (Spinosaurus), фрагменты скелета которого были найдены сто лет назад в Египте Эрнстом Штромером фон Райхенбахом из Национального палеонтологического музея Мюнхена. Для мюнхенского палеонтолога спинозавр остался загадкой: поначалу он решил, что высокие (до 1,6 метра) невральные отростки спинных позвонков могли поддерживать горб, похожий на бизоний, но позже предположил, что они были частью гребня, вроде того, что носили некоторые палеозойские ящеры. Он отметил, что узкие челюсти спинозавра необычны для хищных динозавров. Равно как и зубы — у большинства плотоядных теропод они похожи на зазубренные клинки, а у спинозавра — гладкие и конические, как колышки.
С 1930-х годов, когда немецкий барон писал свои работы, кости спинозавра и других спинозавридов обнаружены не только по всей Северной Африке, но и в Европе, Южной Америке, Восточной Азии и Австралии. По соотношению стабильных изотопов кислорода выяснилось, что спинозавриды были в основном пресноводными животными и питались преимущественно рыбой. Другая методика — компьютерная томография, сопряженная с моделированием распределения нагрузок на кости черепа, позволила предположить, что длинное крокодило-подобное рыло спинозавра и использовалось по-крокодильи — для ловли добычи в воде. Охотился ящер не только на речных обитателей — попасться ему в зубы могли и пришедший на водопой игуанодон, и даже пролетавший низко над водой в поисках рыбы птеродактиль. Остатки этих позвоночных действительно извлечены из «желудка» динозавра; сам желудок, конечно, не сохранился, но уцелело в виде чешуи и костей его содержимое. Новые находки окаменелостей подсказывают, что ребра у спинозавра были плотные и сильно выгнутые: они придавали туловищу необычную для теропод бочкообразную форму. Шея вытянутая, череп просто огромный: предположительно до 1,75 метра (если это так, то этот ящер был самым головастым из всех земных существ). Однако челюсти, опять же по сравнению с другими тероподами, — неожиданно тонкие и длинные, на конце морды загибающиеся внутрь и покрытые крошечными ямками. Кроме того, верхнюю челюсть укрепляет вторичное костное нёбо — еще одно сходство с крокодилами. Передние конечности и плечевой пояс большие и мощные, а задние — непропорционально короткие и тонкие… И как же все это выглядело?
Чтобы ответить на вопрос, палеонтологи из Чикагского университета и Миланского музея создали цифровую реконструкцию динозавра: на томографе отсканировали каждую имевшуюся в наличии спинозавридную кость и добавили изображения частей скелета с фотографий и зарисовок Штромера (сами находки вместе с музеем в апреле 1944 года были уничтожены англо-американской авиацией). В некоторых случаях пришлось масштабировать размеры костей, принадлежавших молодым особям, так, чтобы они подходили взрослым, а недостающие фрагменты были воссозданы с помощью компьютерной программы «цифровая глина», исходя из замеров скелетов, принадлежавших близким родственникам спинозавра — зухомиму (Suchomimus) и барионик-су (Вагуопух). Тщательно реконструировав и расположив в модели 83 позвонка, ученые решили, что длина взрослого спинозавра от носа до кончика хвоста составляла 15 метров, а то и все 18, больше чем у тираннозавра. Значит, перед нами предстал самый большой наземный хищник? Не будем спешить с выводами…
Исследователи Франсуа Террьен и Доналд Хендерсон из Королевского музея палеонтологии имени Туррелла в Драмхеллере (Канада) опубликовали недавно статью с детским названием «Моя теропода больше, чем твоя… или нет». Суть заметки в том, что в погоне за очередной сенсацией специалисты по динозаврам нередко пренебрегают скрупулезным анализом данных, особенно это касается «скучных» расчетов реальных размеров скелетов, от которых редко остается более трети всех костей. Пересчитав размеры динозавров по наиболее полно сохранившимся скелетам и черепам, палеонтологи выяснили: 12,5-метрового в длину и 10-тонного массой тираннозавра рано свергать с пьедестала. А спинозавр вряд ли вырастал больше чем на 12,5 метра в длину и весил около 11 тонн. Впрочем, другой ящер, открытый в Ливийской пустыне все тем же Эрнстом Штромером, мог быть и покрупнее: расчетная длина кархародонтозавра (Carcharodontosaurus) составляет около 13 метров при массе, близкой к 15 тоннам. Но его скелет, найденный пока в единственном числе, очень фрагментарен, чтобы что-то утверждать наверняка.
Из-за высоких темпов обмена веществ уступающие динозаврам в размерах млекопитающие столкнулись с большими проблемами, чем ящеры. При соотношении размеров тела, как у завропод, когда родители детей просто физически почти не видят, заботиться о них и не требовалось: отложить яиц побольше (предположительно 200–400 штук в год по 15–30 пятилитровых яиц в кладке), прикопать их (что завроподы и делали, судя по заполнению гнездовой ямки осадком) — глядишь, кто-нибудь да вырастет. И ведь вырастали! Своих исполинских размеров завроподы достигали хотя и не слишком быстро — за два-три десятилетия, но достаточно споро (о скорости роста говорит отсутствие перерывов в наслоениях ткани костей конечностей в этот период), нагуливая по нескольку тонн в год: ведь из 10-килограмовой «ящерицы» должен был получиться 50-тонный ящер. То есть масса «младенца» составляла 0,0005 процента массы взрослого, тогда как у плацентарных млекопитающих — от 0,001 процента (большая панда) до 30 процентов (дельфин), что означает относительно длительную беременность, выкармливание новорожденного и посильную заботу о нем до определенного возраста. У африканского слона, единственного современного наземного млекопитающего сравнимой с динозаврами величины, беременность длится 22 месяца, выкармливание — 2 года, а забота о слоненке — до 15 лет (потому более одного отпрыска раз в 3–7 лет у них не случается).
При столь энергетически затратной жизни млекопитающим требуется гораздо больше пищи на единицу массы, чем пресмыкающимся и, вероятно, динозаврам: анаконде достаточно восполнить в день 0,0013 процента своей массы, слону в тысячу раз больше, а кроту в 100 тысяч раз. И до беспредельных размеров, подобно завропо-дам, им не дорасти при всем «желании». Среди травоядных млекопитающих африканский слон живет на грани допустимой размерности: чтобы прокормиться, он вынужден пастись почти круглые сутки (80 процентов своего времени). Вот если бы в сутках было бы больше 24 часов… Но тогда задача прокормиться уперлась бы в площадь пастбища.
Самые большие травоядные млекопитающие живут на самых обширных «пастбищах» — на континентах. В Африке и Южной Азии это слоны (7 тонн), гиппопотамы (4,5 тонны), носороги (4 тонны), жирафы (1,2 тонны), буйволы (1,2 тонны), канны (1 тонна) и лесные антилопы (0,8 тонны); в Северной Евразии (здесь и далее придется захватить доисторическую эпоху — хотя бы последние 20–50 тысяч лет) — мамонты (10 тонн), эласмотерии (Elasmotherium, носороги с одним гигантским рогом, 6 тонн), шерстистые носороги (4 тонны), сиватерии {Sivatherium, лосеподобные родственники жирафа, 1 тонна), туры (1,2 тонны), бизоны (1,1 тонны), лоси (0,85 тонны), большерогие олени (0,8 тонны), верблюды и овцебыки (по 0,7 тонны); в Северной Америке — мамонты, мастодонты (6 тонн), бизоны (2 тонны), гигантские ленивцы и броненосцы (по 1 тонне), лоси и верблюды; в Южной Америке — хоботное гомфотерий {Gomphotherium, 4,2 тонны), неполнозубые — гигантские ленивцы (3 тонны) и закованные в панцирь глиптотерии (Glyptotherium, 1 тонна), а также особые местные группы копытных — нотоунгу-ляты (Toxodon, 1,5 тонны) и литоптерны (Macrauchenia, 1 тонна); в Австралии — дипротодон (Diprotodon, нечто вроде сумчатого слона, 2,5 тонны), палорхест {Palorchestes, сумчатый «тапир»), гигантские кенгуру и вомбаты (по 0,15-0,2 тонны).
Хищники, конечно, уступают травоядным в размерах примерно на порядок и на многих континентах представлены большими кошками — тигры (400 килограммов), «пещерные» львы (380 килограммов), львы (230 килограммов), ягуары (135 килограммов), леопарды и пумы (по 100 килограммов), а также их саблезубыми родственниками — смилодонами и гомотериями (400–500 килограммов) и медведями — белым (1000 килограммов) и короткомордым (только в Северной Америке, 800 килограммов). Лишь в Австралии эту нишу заняли ящерица — гигантский варан {Megalania, 380 килограммов), да еще удавоподобная змея вонамби (Wonambi, до 6 метров длиной) и, конечно, сумчатый лев (Thylacoleo, 100 килограммов), а в Южной Америке хотя и саблезубые, но не кошки, а сумчатые (Thylacosmilus, 25 килограммов), сухопутные крокодилы и хищные птицы (например, Argentavis, 70 килограммов).
Сокращение в размерности «топовых» травоядных млекопитающих Южной Америки и Австралии, а также замещение хищных плацентарных сумчатыми, но в большей степени рептилиями и птицами связано не только с независимой историей этих континентов, но и с их малыми размерами. По сути, это уже почти острова, особенно Австралия, значительную часть которой занимают пустыни: растительность здесь не настолько обильна, чтобы поддерживать самодостаточные популяции крупных млекопитающих (не менее 10 тысяч), и большим активным хищникам не хватает жертв правильной размерности.
Скажем, при объеме водной массы озера Лох-Несс, учитывая олиготрофный, «голодный», паек, на который были бы посажены монструозные обитатели этого водоема — 0,0019 пищевой частицы на кубометр, общая биомасса лохнесских чудовищ может быть оценена в 15,5 тонны, или 10 взрослых и 150 молодых особей, что для поддержания здоровой популяции недостаточно, а для того, чтобы они оставались «невидимыми», — слишком много. (После посещения Шотландии появилась, правда, у меня одна идея: несси живут в горах, а к озерам спускаются лишь для метания икры; вылупившись, молодь сразу устремляется в Хайлендс, где пищей им служат овечки, клонируемые из Долли в тайниках Рослинской часовни, прославленной в том числе и романом Дэна Брауна «Код да Винчи».)