Книга Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли - Андрей Журавлев

Однако лишь млекопитающие и птицы среди современных животных являются гомойотермными — постоянно вырабатывают собственное тепло в значительных объемах. Можно ли распознать такие организмы, не прибегая к помощи термометра? Да, по определенному соотношению изотопов кислорода, что связано с частотой дыхания, более высокой у гомойотермных, вызванной большими потребностями в кислороде. А также по некоторым анатомическим признакам, таким, как носовые раковины и фиброламеллярная кость. Носовые раковины увеличивают объем полости носа, тем самым препятствуя потере влаги и тепла у животных с высокими темпами обмена веществ, поскольку при выдохе жидкость конденсируется на их стенках и вновь впитывается в ткани. А на вдохе даже у самых мелких млекопитающих воздух успевает нагреться на 1,2 °C на каждой паре миллиметров пути. Носовые раковины обнаружены у позднепермских и раннетриасовых собакозубых ящеров (цинодонтов). А фиброламеллярная кость, отличающаяся густой сосудистой сетью, образуется только у быстро растущих животных, таких, как млекопитающие.

В отличие от цинодонтов и млекопитающих динозавры были порождением теплой эпохи — второй половины триасового периода (220–230 миллионов лет) и большую часть отведенного им времени — до конца мелового периода — провели во влажных теплых тропиках. Но не все.

Конечно, в меловом периоде климат в глобальном масштабе был потеплее: к оймяконскому (-71,2 °C) и антарктическому (-89,2 °C) рекордам температуры не приближались даже в самых экстремальных уголках планеты, и прыгать через сугробы динозаврам не приходилось. Тем не менее наклон оси, а вместе с ней полярную ночь еще никто не отменял, и зимние температуры на Аляске (78° северной широты — на 8° ближе к полюсу, чем ныне) и на юго-востоке Австралии (на той же только южной широте — сейчас там расположена Антарктида) могли опускаться до 0, даже -2 °C, совсем некомфортной для крупных рептилий. Костей крокодилов и черепах, способных размножаться лишь при среднегодовых показателях выше 10 °C, там не встретишь, а скелетные остатки динозавров — изобилуют. На севере Аляски был найден верхнемеловой слой (70 миллионов лет), который содержал 6 тысяч костей, принадлежавших трем-четырем десяткам особей утконосого ящера эдмонтозавра (Edmontosaurus), а в австралийском штате Виктория — нижнемеловое (110 миллионов лет) скопление из 8 тысяч косточек гипсилофодонта лиеллиназавры (Leaellynasaura). И то, и другое скопления образовались в результате массовой гибели ящеров в горных долинах во время весеннего половодья при быстром таянии снежников. Обилие молодых особей, возрастом менее года, указывает на то, что динозавры зимовали в условиях полярной ночи и низких температур. И если мелкие лиеллиназавры, возможно, рыли убежища, то эдмонтозавры, достигавшие длины несколько метров, кочевали всю зиму в поисках корма, подобно северным оленям: в Австралии найдены норы, а на Аляске обильные следы крупного стада, состоявшего из нескольких разновозрастных поколений этих ящеров. Эти виды были растительноядными, и прокормиться им было непросто: меловая хвойно-метасеквойная «тайга» с подлеском из гинкго, саговников и папоротников вряд ли давала много пищи.

В костях у этих динозавров хорошо распознается компактный слой, густо пронизанный кровеносными сосудами. Не исключено, что плотная сосудистая сеть помогала им поддерживать постоянную температуру тела, служа теплообменником, как у тунцов или животных Севера. Крупные млекопитающие Заполярья, такие, как овцебыки и северные олени, а также птицы обладают кровеносной «чудесной сетью»: вены, несущие охлажденную в лапах кровь к сердцу, ветвятся на множество тонких сосудов и плотно оплетают артерии, по которым в конечности устремляется теплый кровоток. Таким образом венозная кровь согревается и не охлаждает тело животного или птицы, когда достигает сердца. Благодаря такому теплообмену животные экономят энергию, столь необходимую им в холодных широтах. Даже у птиц с голыми ногами (конструкция, принципиально не отличающаяся от динозавровой) потеря тепла при этом не превышает полутора процентов.

Отчетливая слоистость кости свидетельствует о периодических стрессах, переживаемых ящерами. Ведь зима — это всегда стресс, даже для нас. Другой особенностью заполярных динозавров были крупные глаза и зрительные доли мозга, занимавшие значительную часть мозговой коробки у лиеллиназавры, а также у небольшого хищника троодона (Troodon) с Аляски. Орган — немаловажный для полгода не видевших белого света зверей. А сберегать тепло заполярным динозаврам, вероятно, помогал перьевой покров. Троодоны, например, относятся к группе пернатых хищников, а в канадских янтарях найдены самые разные динозавровые перья, в том числе пуховые и нитевидные, образующие более плотные покровы. Так что в отсветах северного сияния из-под припорошенной снегом метасеквойи зеленым цветом поблескивали огромные глаза нахохлившихся и взъерошивших перья троодонов…

Что же подвигло некоторых динозавров, в распоряжении которых была вся планета, на освоение Заполярья? Вероятно, те же обстоятельства, что загнали туда многие другие высокоширотные виды: конкуренты, хищники и паразиты. Ведь в приполярной Австралии рядом с динозаврами жили даже крупные крокодилоподобные кулазу-хи (Koolasuchus), принадлежавшие к темноспондильным земноводным, и дицинодонты — близкие родственники предков млекопитающих. На всей планете они вымерли настолько раньше, что их присутствие в среднемеловом лесу было сродни птеродактилю, летящему над озером, где пасется лось. Такие реликты обычно выживают лишь там, где сильно ослаблена конкуренция за ресурсы.

Цветы под шубой

В ледниковые периоды различные организмы оказывались в не слишком комфортных условиях далеко не по своей воле. Но все равно выживали. И очень даже неплохо. За счет искусственных антифризов люди — как уже сказано, существа по происхождению тропические — приспособились жить в суровых условиях. Даже заполярный Норильск построили (вопросом «зачем?» сейчас задаваться не будем, хотя вахтовый метод работы в таких местах и производительнее, и на здоровье людей меньше сказывается).

Прочим животным, а тем более растениям приходится рассчитывать исключительно на собственные ресурсы. И это несмотря на то что в Арктике температура выше точки замерзания воды и летом далеко не каждый день поднимается, почвенный покров даже на лоскутное одеяло не тянет и быстро промерзает насквозь, ветры — сильные, а снега зимой, бывает, не допросишься. Чтобы выжить в ледниковый период, да еще в Заполярье, нужно обладать многими качествами. Скажем, у зайца-беляка к началу морозов число волос на квадратный сантиметр возрастает с 8 до 15 тысяч. Воробей — недавний поселенец северных широт — тот к зиме приобретает 400 дополнительных перьев. Многие зимовщики, например волки и белые куропатки, даже своеобразные валенки обувают: у них между пальцев и на подушечках лап отрастают волоски или соответственно перья.

Кто-то откочевывает или улетает в южном направлении, кто-то (сони, суслики, сурки, хомяки, ежи) впадает в спячку. При этом даже температура мозга у них иногда опускается почти до 0 °C, хотя передняя половина тела остается более теплой, чем задняя. Это минимум, при котором сердце продолжает биться, но частота сокращений падает в 5–100 раз (например, с 500–600 до 6 ударов в минуту у хомяков). В три раза падает и потребление кислорода, но обмен веществ в мозге не прекращается, аминокислоты, белки, другие соединения продолжают образовываться и распадаться. Именно поэтому память у зимнеспящих животных не стирается, и после пробуждения они вспоминают все, чему научились до спячки. Даже полное прекращение снабжения мозга кислородом на несколько часов не вызывает у таких млекопитающих кислородного голодания и разрушения клеток.