Динозавры – большая и разнообразная группа древних наземных позвоночных, живших в мезозойскую эру. Они появились более 230 миллионов лет назад и оставались важной частью наземных экосистем примерно 160 миллионов лет. Одни были размером с курицу, другие достигали огромной массы; некоторые ходили на двух ногах, многие – на четырёх. При этом слово «динозавр» не подходит ко всем древним рептилиям: птерозавры, ихтиозавры, плезиозавры и диметродоны были отдельными группами.
Что отличает динозавров
Главная анатомическая особенность динозавров – ноги, расположенные под телом, а не разведённые в стороны. Такая постановка поддерживала массу и позволяла конечностям работать иначе, чем у современных ящериц и крокодилов. Для учёных важны и детали строения таза, конечностей, черепа и позвонков. По сочетанию признаков динозавров можно отличить от других архозавров – группы, к которой относятся также птерозавры и крокодилы.
Слово «рептилия» помогает понять родство, но не означает, что динозавры двигались и жили так же, как сегодняшние ящерицы. По окаменелостям костей, отпечаткам следов, гнёздам, яйцам и даже структурам перьев палеонтологи восстанавливают отдельные стороны их биологии. Ни один ископаемый скелет не рассказывает всю историю сразу, поэтому выводы уточняются, когда появляются новые находки или методы анализа.
Не все древние гиганты были динозаврами
Птерозавры летали, но не были динозаврами: это отдельная ветвь архозавров. Морские ихтиозавры и плезиозавры тоже не относились к динозаврам, как и хищный диметродон с парусом на спине. Он жил задолго до появления первых динозавров и принадлежал к синапсидам – группе, более близкой к млекопитающим, чем к рептилиям.
Путаница возникает из-за общего времени и необычного внешнего вида. В мезозое на суше, в воздухе и в морях сосуществовали разные линии животных. Называть их всех динозаврами примерно так же неточно, как объединить в одну группу летучих мышей, птиц и насекомых только потому, что они летают. Корректное название говорит о происхождении и родстве, а не о размере или устрашающем облике.
Три периода мезозоя
Мезозой делят на три периода: триасовый, юрский и меловой. В триасе появились первые динозавры, когда материки были соединены в единый суперконтинент Пангею. В начале они не сразу стали единственными хозяевами суши: рядом жили другие группы рептилий, а экосистемы неоднократно переживали климатические и геологические изменения.
В юрском периоде динозавры стали особенно разнообразны. Среди них были крупные растительноядные длинношеие формы и хищники, а континенты постепенно расходились. В меловом периоде появились многие знакомые группы, включая тираннозавров, трицератопсов и утконосых динозавров. Растения также менялись: распространились цветковые, появились новые источники пищи и преобразились ландшафты.
Продолжительность периода не означает, что одни и те же виды жили на планете миллионы лет. Каждый вид существовал гораздо меньше, чем вся группа в целом. Динозавры сменялись, эволюционировали и исчезали задолго до массового вымирания в конце мелового периода.
Чем они питались и как двигались
Форма зубов, челюстей, когтей и следов помогает оценить рацион и способ передвижения. Острые загнутые зубы часто связаны с удержанием животной добычи, а широкие зубные поверхности – с измельчением растительности. Но палеонтологи учитывают весь скелет и контекст находки: зуб может быть повреждён, а рацион одного вида мог меняться с возрастом.
Двуногие динозавры бегали или ходили на задних конечностях, используя передние лапы для захвата, опоры или других действий. Четвероногие формы не обязательно были медленными: мощное тело и особенности конечностей позволяли им перемещаться по различным ландшафтам. По цепочкам следов определяют направление движения, примерную длину шага и иногда поведение группы, но нельзя точно восстановить скорость без допущений о размере и строении животного.
Растительноядные динозавры не были беззащитными. Их масса, рога, костные пластины, шипы и хвосты могли играть роль в защите или демонстрации, хотя функция каждой структуры обсуждается по отдельности. Хищникам же нужны были подходящие стратегия и строение тела: крупная масса не гарантировала успеха, а разные виды охотились и питались по-разному.
Яйца, гнёзда и рост
Динозавры откладывали яйца. Ископаемые кладки, гнёзда и эмбрионы внутри скорлупы показывают, что способы размножения и заботы о потомстве различались. Некоторые виды могли устраивать гнёзда рядом друг с другом, но само соседство не доказывает сложную семейную жизнь. Чтобы говорить о заботе взрослых, учёным нужны данные о расположении яиц, возрасте животных, повторяемости гнёзд и особенностях костей.
Кости росли слоями, и под микроскопом можно увидеть признаки скорости роста. У некоторых групп молодые особи сильно отличались от взрослых, поэтому найденные раньше «отдельные виды» иногда оказывались разными возрастными стадиями одного животного. Реконструкции постоянно уточняются: массовые находки разных размеров помогают понять, как менялся скелет по мере взросления.
Перья и происхождение птиц
Многие динозавры обладали перьями или пероподобными покровами. Наиболее известные находки происходят из отложений, где хорошо сохранялись мягкие ткани и отпечатки. Перья могли появиться прежде всего для теплоизоляции, демонстрации или других функций; не каждое перо означало способность летать. Полёт развивался постепенно внутри определённых линий теропод.
Современные птицы – потомки одной ветви динозавров и в научной классификации считаются живыми динозаврами. Поэтому фраза «динозавры вымерли» требует уточнения: нептичьи динозавры исчезли около 66 миллионов лет назад, но птицы пережили катастрофу и продолжают эволюционировать. Голубь, страус и колибри в этом смысле связаны с древними тероподами ближе, чем к птерозавру.
Исчезновение нептичьих динозавров
Около 66 миллионов лет назад произошло массовое вымирание. С ним связывают падение крупного астероида, оставившее кратер Чикшулуб на территории современного полуострова Юкатан. Удар вызвал пожары, выброс пыли и аэрозолей, резкое изменение поступления солнечного света и нарушение пищевых цепей. Вулканизм и уже происходившие климатические изменения также изучаются как возможные факторы, усиливавшие кризис.
Исчезновение было не мгновенным для всех организмов и не затронуло каждую группу одинаково. Выжили птицы, крокодилы, черепахи, млекопитающие и другие линии, хотя их сообщества сильно изменились. После освобождения экологических ниш млекопитающие постепенно заняли многие роли, но это происходило на протяжении миллионов лет.
Динозавры – не единый образ гигантского чудовища, а огромное древнее разнообразие животных. Их историю собирают по костям, следам, яйцам и геологии пород. Чем точнее определяются находки и сравниваются разные источники данных, тем яснее становится, как менялась жизнь на Земле и почему современные птицы остаются частью этой истории.
Как реконструируют внешний вид
Скелет не сохраняет кожу, цвет и большую часть поведения животного, поэтому музейная реконструкция включает научные предположения. Цвет можно восстановить точнее, если сохранились меланосомы – микроскопические структуры, связанные с пигментом, – но такие находки редки и не дают полной палитры. Положение тела выводят по сочленению костей, мышечным следам и сравнению с родственными животными. Новое открытие может изменить прежний образ вида.
Палеонтологи сопоставляют скелеты с отпечатками следов. Следы показывают, где животное ставило ноги, двигалось ли оно по мягкому грунту и шло ли несколько особей рядом. Но последовательность следов сама по себе не доказывает охоту или семейную прогулку: для таких выводов нужны дополнительные данные. Разные объяснения проверяют по геологии слоя и анатомии животных.
Новые окаменелости иногда показывают, что два названия относятся к одному виду, а иногда – что под одним названием скрываются несколько. Научное имя может сохраняться, хотя реконструкция размера, окраски или поведения уточняется. Поэтому выводы науки меняются вместе с доказательствами, а не только из-за моды или новых иллюстраций.