Уже больше 15 лет при Тюбингенском университете, одном из старейших учебных заведений Германии, работает Детский университет, где самые любознательные могут получить ответы на любые сложные вопросы от настоящих профессоров. Чтобы как можно больше детей узнали, что изучает современная наука, ученые издали свои лекции в виде книг. Теперь они есть и на русском языке. Если ваш ребенок 7-8 лет и старше интересуется вулканами, динозаврами или рыцарскими замками, эти книги — просто находка. В этот раз — про динозавров для детей.
В начале мезозойской эры наша Земля выглядела совершенно не так, как сейчас. В те времена на планете был лишь один континент — Пангея, омываемый гигантским океаном. На этом покрытом пальмами и папоротником суперконтиненте около 243 миллиона лет назад появились новые существа — небольшие пресмыкающиеся, которые ловко передвигались на двух конечностях. Мы называем их динозаврами.
Выглядели динозавры очень по-разному: одни носили на себе панцирь, другие — колючки, у третьих имелись рога, у четвертых — длинные выступы на позвоночнике, напоминавшие парус. Одни динозавры ходили на двух лапах, другие — на четырех. Одни питались мясом, другие — растениями, а третьи были всеядными.
Около 150 миллионов лет назад эти выносливые, отлично приспособленные к условиям своей среды обитания ящеры были настоящими хозяевами нашей планеты. И казалось, им ничто не угрожает...
Брахиозавр был высотой с колокольню и весил как двадцать слонов. Суперзавр в длину был более 30 метров, а это высота 10-этажного дома. Земля сотрясалась под шагами этого монстра. Казалось, ему некого и нечего было бояться. Тираннозавр был настоящим чудовищем: голова размером с теленка, в пасти — острые, длинные, загнутые внутрь зубы. Тираннозавр обладал сильнейшими мускулами, по скорости с ним не смог бы сравниться даже самый лучший на свете бегун. Ни один из современных зверей, будь то тигр, лев или слон, не имел бы ни малейшего шанса с ним справиться. Но кто же тогда сумел его одолеть?
И все же факт остается фактом: динозавры перестали существовать. В поздний меловой период, за много миллионов лет до появления человека, численность динозавров начала сокращаться, а около 65 миллионов лет назад они полностью исчезли.
На поиски динозавров отправлялись многие ученые и искатели приключений. В прошлом столетии экспедиции прочесывали джунгли и другие непроходимые места планеты в надежде найти хоть одного выжившего ископаемого монстра. Но ни одна из этих попыток не увенчалась успехом. Зато остатки динозавров обнаруживались в самых разных местах. Так, по словам американского палеонтолога Питера Додсона, только в музеях США хранится 3000 почти полных скелетов динозавров. И среди них нет ни одного моложе 65 миллионов лет.
Ископаемые остатки горгозавра (длина около 9 метров)
Казалось бы, в умении выживать динозаврам не было равных, и они невероятно долго населяли планету. Тем не менее в какой-то момент они уступили место другому виду, представители которого прежде трепетали от страха, едва завидев на своем пути динозавра. Эти животные размером не больше кошки оказались в выигрыше, когда вымерли динозавры. По-видимому, их тело было покрыто мехом, а сами они напоминали то ли белок, то ли мышей-землероек.
Их детеныши не вылуплялись из яйца, как у динозавров, а появлялись из материнского чрева, после чего мать выкармливала их молоком. За эту особенность ученые назвали их млекопитающими (млеко — устаревшее наименование молока) и выделили в отдельный класс животных, к которому принадлежит и человек.
Почему же эти небольшие, легко уязвимые звери расселились по всей планете, а сильные, мощные динозавры, наоборот, вымерли? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно в первую очередь помнить, что вымирание тех или иных видов — это совершенно нормально и даже полезно. Каждый, кто хоть немного уже знаком с историей жизни на Земле, понимает, что современные виды животных обитали на ней не всегда: они возникли в процессе эволюции и когда-нибудь могут исчезнуть. Как, например, это произошло с мамонтами около десяти тысяч лет назад.
И они — лишь один из множества исчезнувших видов. Одни виды вымирают, не продержавшись и пары миллионов лет, другие живут на Земле сотни миллионов. Виды уходят, чтобы дать место другим.
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
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
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
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.
