Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные
Шрифт:
В отличие от шеи, туловище вряд ли было гибким – его прочную основу создавали 25 позвонков с сильно удлиненными поперечными отростками. К их телам пристыковывались выгнутые ребра. Снизу, между поясами конечностей, в пять продольных и девять поперечных рядов плотно, будто сплетенные между собой, лежали массивные гастралии. Вместе с ребрами они превращали довольно короткое туловище в слегка уплощенную бочку. При жизни от поясов конечностей отходили связки к брюшным ребрам, придавая дополнительную жесткость всему каркасу. По бокам обеих «доньев» этой «бочки» расходились удлиненные и широкие ласты с заостренными кончиками. В профиль эта конструкция выглядела как лук (круто выгнутый позвоночник) с тетивой (линия гастралий). И срабатывала точно так же: если мускулы между остистыми отростками позвонков сокращались, концы позвоночника между поясами конечностей приподнимались и растягивали продольные сухожилия, связывавшие
Плечевая и бедренная кости были длинными, почти одинакового размера. Уплощенные и субквадратные лучевой и локтевой элементы практически сравнялись по величине, а кости запястья образовали плотную мозаику из изометричных элементов. Сходным образом были устроены задние конечности. Локтевые и коленные суставы, так же как запястный и голеностопный, подвижность утратили, и лапы превратились в ласты, очень похожие на таковые ихтиозавров. Правда, в отличие от последних, гиперфалангия выражена была, а гипердактилия нет: на конечностях у плезиозавра оставалось по пять пальцев с многочисленными слегка удлиненными фалангами.
Для усиления конструкции плечевой и тазовый пояса удлинились, превратившись в подобие черепашьих щитов и обеспечивая площадь для крепления мощной мускулатуры конечностей. Возможно, для этих же целей служили нижние шейные и первые спинные позвонки. Ключицы, коракоиды и лопатки расширились (у более поздних видов лопатки еще и срослись вдоль развитых нижних отростков; это явление прослеживается и в индивидуальном развитии ящеров). Лишь межключица уменьшилась или полностью исчезла. В тазовом поясе с тремя крестцовыми позвонками подвздошная кость не сочленялась с лобковой. Между головками длинных костей и соответствующими суставными ямками просматривался значительный зазор. Вероятно, здесь, как у морских черепах, находился объемный хрящ, покрывавший суставные поверхности этих костей. Такая конструкция предполагает большую подвижность суставов.
Сначала предполагалось, что плезиозавры, лежа на поверхности воды, гребли плавниками в стиле баттерфляй. Однако крепление ближних к телу костей конечностей, имевших шаровидные суставные головки, предполагает их вращательное движение: они выписывали знак бесконечности. Хотя хрящевые ткани не сохранились, оценить возможности мускулатуры ящера в определенных пределах можно. Площадь крепления мышц плечевого пояса с учетом расширения костей увеличилась, позволив нарастить массу плечевой мускулатуры, особенно вытягивающей (ключично-дельтовидная мышца) и втягивающей (клювовидно-плечевая и широчайшая мышцы спины).
В таком случае, может, и одних передних конечностей было достаточно для путешествия по морям? Ведь насекомые, изначально четырехкрылые, в большинстве перешли на экономный двукрылый полет: дневные бабочки обрели две единые плоскости, жуки работают только задними крыльями… А за двукрылых говорит само название. Представить, что плезиозавр взмахивал только передней парой ластов, совсем не сложно. Задняя в этом случае обеспечивала бы устойчивость и маневренность.
Однако эти ящеры далеко не насекомые: площадь и форма передних и задних ласт различаются мало. Каждый из них представлял собой жесткое подводное крыло, создававшее подъемную силу. Моделирование движения плезиозавра на «плавниковом» роботе доказало, что и коэффициент полезного действия при движении вперед, и суммарная тяга возрастают, если в качестве движителя задействовать все четыре ласта. Чуть более широкие передние плоскости генерируют 60 % подъемной силы, а задние – 40 %, при этом они более экономно используют вихревые потоки, образующиеся за первой парой. В зависимости от темпа и дальности перемещения плезиозавр мог подлаживать фазы взмахов обеих пар. К таким же выводам пришли и палеонтологи, исследуя виртуальную модель плывущей рептилии на основе оцифрованного скелета и отпечатков кожного покрова ластов. (Особо недоверчивые изучали движение ящера, продев руки сквозь пластиковые ласты, скроенные по образу и подобию плезиозавровых, и забравшись вдвоем в бассейн: тандем изображал передние и задние конечности одного животного.)
Каждый ласт совершал преимущественно вертикальные взмахи, но под углом к направлению движения, разворачивая свою плоскость из горизонтального положения в почти вертикальное по достижении верхней и нижней точек смещения. (Кстати, и на всех относительно полных скелетах передние конечности обращены слегка назад, но никогда не развернуты к телу под прямым углом.) Ящер плавал в стиле «подводный полет», как пингвин или морская черепаха.
Хвост, хотя и насчитывал 28 мелких позвонков и даже более, выглядел куцым. Он служил рулем поворота, а не движителем. Имелась ли на хвосте лопасть, хотя бы небольшая, тоже давно обсуждается. Ее небольшая ромбовидная «тень» –
На первый взгляд кажется, что тело плезиозавра с относительно тонкой шеей, резко переходящей в широкое туловище, должно испытывать сильное лобовое сопротивление. Но нужно помнить о мягких тканях – объемной мускулатуре переднего пояса и, вероятно, эластичной коже, придававших телу обтекаемость. С тыла огромная хвостово-бедренная мышца, игравшая важную роль в работе задних конечностей, тоже сглаживала контур тела. Неудивительно, что виртуальные гидродинамические модели ящеров с шеями разной длины и толщины (условные ромалеозавр, плезиозавр и эласмозавр) не выявили непреодолимых физических преград для этих пловцов. Даже если бы плезиозавр, вытянув шею струной, разогнался до немыслимой скорости 36 км/ч, лобовое сопротивление практически не возросло бы вне зависимости от длины шеи. При прочих равных его короткошеей версии преодолевать сопротивление водной толщи было, конечно, легче. И нетрудно догадаться, что, двигаясь вперед, длинную шею лучше не изгибать. Предполагается, что скорость перемещения плезиозавра достигала 7–10 км/ч. Совсем не мало для водного существа. А ласты, скроенные по модели подводного крыла с большим удлинением, вместе со стреловидной головой и постепенно расширяющейся шеей таранного типа, позволяли долго и экономно курсировать по морям.
Не будем забывать, что любой организм оптимален для конкретных условий жизни. А это значит, что, приобретая в чем-то одном, он теряет в другом. Нельзя оптимизировать все и сразу. Даже все, но не сразу приобрести невозможно. И немыслимо длинношеие эласмозавриды, и короткошеие поликотилиды (Polycotylidae) дожили до почтенного позднемелового возраста и «умерли в один день» на исходе мезозойской эры (около 66 млн лет назад). Раньше всех исчезли формы, подобные плезиозавру. Если же сравнивать мощность, затрачиваемую на преодоление лобового сопротивления, то у мелких плезиозавров она меньше, чем у крупных. Однако точно такой же разброс по этому показателю наблюдается у современных китообразных – от дельфинов до усатых китов. И все они очень даже живы.
Держаться в погруженном состоянии ящерам мог бы помочь балласт. Камни в среднем в 2,6 раза плотнее воды, а тела этих существ с воздухом в объемных легких и длинной трахее несколько менее плотные. Плезиозавры (особенно эласмозавры) действительно заглатывали гальку – до 13 кг общим весом, или до 2500 штук. Такие гастролиты (от греч. ?????? – «брюхо» и ????? – «камень») теперь находят вместе с их скелетами. И столько, сколько плезиозавры, подобного каменного груза больше не набирал никто из всех морских животных. Судя по составу гастролитов, ящеры совершали особые рейды для их сбора за 300–600 км от места кормежки. Камни обычно окатаны и нередко отполированы, будто в шаровой камнедробилке побывали. Правда, в основном они встречались в желудках у очень крупных ящеров, для которых, скажем, 20 кг балласта составляли менее 1 % общей массы. Цифра ничтожная… Однако эта малость могла придать телу остойчивость при погружении или всплытии.
Массу этих длинношеих существ, даже без учета балласта, методом суперэллипсов посчитать сложнее, чем массу ихтиозавров. Вес относительно компактного (с не особенно выступающей шеей) ромалеозавра длиной 3,3 м оценивается в полтонны, а 3-метрового плезиозавра – менее 200 кг. Эласмозавры, вероятно, весили под тонну. В конце концов, пища в юрском и меловом океанах была обильная и разная – от всевозможных головоногих моллюсков и ракообразных до рыбы на любой вкус. Ящер, с учетом анатомических ограничений, мог использовать шею как удилище: держась у поверхности, опускать ее под воду и выхватывать добычу из водной толщи или с илистого дна и заглатывать ее целиком. (Это, например, могли быть весьма распространенные в мезозойских морях и образующие большие скопления двустворки или правильные морские ежи.) Более всего челюсти плезиозавра напоминали капкан или дночерпатель. Так они, вероятно, и использовались. Зубная система, хотя и выглядела грозной, не годилась ни для пробивания добычи, ни для процеживания воды.