Карнотавр — это хищный динозавр позднего мелового периода, обитавший в Южной Америке примерно 69 – 66 млн лет назад. Это весьма необычный динозавр, в котором сочетались анатомические признаки, выделявшие его на фоне большинства других двуногих хищников. Прежде всего, внимание привлекают полноценные рога, которые не были обнаружены ни у одного другого подобного динозавра. Короткие лапки — это отличительная черта разных тероподов, отраженная в многочисленных забавных интернет-мемах. Однако у карнотавра они были настолько маленькими, что были даже плохо различимы на фоне массивного тела. Об этих и многих других особенностях карнотавров, их среде обитания и образе жизни мы с вами подробно поговорим в данном материале.
История открытия карнотавра
За открытием карнотавра стоит человек, имеющий поистине легендарный статус в аргентинской палеонтологии, — Хосе Фернандо Бонапарте. Он родился в 1928 году в городе Росарио аргентинской провинции Санта-Фе. И хотя Бонапарте не получал специального образования, с раннего детства он со страстью собирал окаменелости. За свою научную карьеру палеонтолог описал более 30 неизвестных ранее видов динозавров, обитавших в Южной Америке, в том числе аргентинозавра (Argentinosaurus huinculensis) и абелизавра (Abelisaurus comahuensis).
В 1984 году Хосе Бонапарте руководил восьмой экспедицией в рамках масштабного проекта «Юрские и меловые наземные позвоночные Южной Америки». Работа велась в южной части Аргентины, в провинции Чубут. Несмотря на высокий статус экспедиции, в ее состав вошли всего лишь пять человек, двое из которых были проводниками по полупустынным областям Патагонии. Сперва команда посетила частное ранчо «Почо Састре». По счастливой случайности, ее владелец, Анхель Састре, рассказал палеонтологам, что несколько лет назад нашел странный фрагмент кости, который забрал себе на память. Увидев артефакт, Бонапарте моментально оценил его значимость и попросил отвести их туда, где была сделана находка.
Прибыв на место, Бонапарте почти сразу понял, что в глубине холма сосредоточен скелет динозавра с сочлененными костями. Из выветрившихся пород отчетливо проступали элементы позвоночника, таза и хвоста. Вскоре после начала раскопок ученые также обнаружили и череп. Эйфория от находки быстро сменилась осознанием сложности предстоявшей работы. Окаменелость была «замурована» в пласте очень твердой железной руды, гематита. А кроме того, экспедиция была ограничена во времени строгими сроками полевого сезона и запасами провизии. Тогда палеонтологи попросили помощи в раскопках у Анхеля Састре и членов его семьи, которые охотно согласились им помочь.
С учетом ограничений палеонтологи решили не тратить время на извлечение костей на месте. Вместо этого они начали вырубать отдельные блоки пород — места разрезов выбирали на участках, где кости уже были повреждены или отсутствовали вовсе. Особое внимание уделялось изоляции черепа и сохранению крупных сочлененных фрагментов. В условиях строжайшей дисциплины работу удалось завершить всего за 2 недели. Для сохранности каждый вырезанный монолит залили гипсом и с помощью подручных средств разместили в кузове грузовика.
Гипсовые глыбы были отправлены за 1 500 километров от места раскопок, в Аргентинский музей естественных наук в Буэнос-Айресе. Работа по отделению гипса и металлической породы велась очень аккуратно — сотрудники музея использовали крошечные зубила и стоматологические бормашины. На очистку элементов скелета ушли месяцы. В этот период произошло два важных события: триумфальное и крайне прискорбное.
- Очищая блоки, в которых находились элементы грудного отдела, специалисты заметили тончайший слой окаменевших отпечатков кожи. Позднее чешуйчатые структуры были обнаружены возле сразу нескольких ключевых зон скелета.
- Первым делом палеонтологи очищали череп животного, но тогда они еще не догадывались о наличии отпечатков кожи. Увлеченные внешним видом рогов динозавра, они уничтожили слой пород, который приняли за затвердевшую минеральную корку. Лишь позднее стало понятно, что в нем хранились уникальные сведения о внешнем виде морды животного, его губ, век и кератинового покрытия рогов, однако бесценный материал уже был утрачен.
В 1985 году Хосе Бонапарте опубликовал предварительное краткое описание, в котором сообщил об открытии нового рода и вида динозавров — Carnotaurus sastrei. Название рода было образовано от латинских слов «carnis» и «taurus», что можно перевести на русский язык как «плотоядный бык». Конечно, динозавр не имел каких-либо эволюционных связей с современными парнокопытными. Однако наличие пары хорошо развитых рогов у хищного динозавра стало и до сих пор остается чем-то исключительным для мира палеонтологии. Видовое имя «sastrei» Бонапарте присвоил в честь Анхеля Састре, который сохранил и передал ученым уникальную кость, а также всячески помогал им во время раскопок.
Систематика и классификация карнотавра
В научной классификации карнотавр представляет собой род с единственным известным видом — C. sastrei. Эволюционные биологи включают его в широкие эволюционные группы ящеротазовых динозавров и тероподов. Как представитель ящеротазовых, карнотавр имеет классическое для этой клады (прим ред: термин «клада» означает широкую эволюционную иерархическую группу с общими признаками, которую невозможно строго отнести к определенному рангу биологической систематики) строение таза с направленной вперед лобковой костью, а в качестве теропода он является типичным двуногим хищником с трехпалыми опорными стопами. Давайте посмотрим, к каким еще группам биологической систематики относят карнотавра.
- Инфраотряд цератозавры (Ceratosauria). В конце юрского периода, около 155 млн лет назад, на Земле появились ящеры, черепа которых украшали костные образования. Один из родоначальников инфраотряда, цератозавр (Ceratosaurus), имел рог на носу, однако он был весьма хрупок и имел крайне ограниченную функциональность. Кроме того, наблюдая за эволюционным развитием ранга, ученые отмечают тенденцию к уменьшению длины передних лап, что в полной мере отразилось в рамках рода карнотавров.
- Семейство абелизавриды (Abelisauridae). Открытие карнотавра, среди прочих многочисленных факторов, было ценно тем, что оно способствовало выделению нового семейства. Бонапарте работал над описаниями карнотавра и абелизавра примерно в одно время, однако статья про абелизавра вышла раньше, закрепив за ним статус типового рода. Карнотавр считается единственным представителем абелизавридов, развившим бинокулярное зрение.
- Клада брахиростра (Brachyrostra). Между семейством абелизавридов и родом карнотавров выделяют еще одну узкую группу, в которую входят различные «близкородственные» динозавры Южной Америки. Например, ауказавры (Aucasaurus), жившие за несколько миллионов лет до карнотавра, также обладали выраженно укороченными передними лапами и черепами, а вот рогов у них не было никаких, даже самых примитивных.
Особенности анатомии карнотавра
Прежде чем перейти к самым интригующим анатомическим особенностям карнотавра — рогам и коротким лапам — давайте постараемся в общих чертах понять, как вообще выглядел этот динозавр. Он не был рекордсменом по размеру среди двуногих ящеров, но и маленьким его назвать нельзя. Общая длина тела динозавра оценивается в 7,5 – 9 метров (прим. ред.: назвать более точное число затруднительно, так как задняя часть хвоста не сохранилась). Для своих внушительных размеров карнотавр весил совсем мало, в пределах 1,5 тонны. Для сравнения — знаменитый 12-метровый тираннозавр (Tyrannosaurus) достигал невероятной массы в 9 тонн. У карнотавра же было очень стройное телосложение и облегченный скелет.
Помимо рогов, череп карнотавра обладал и другими интересными особенностями. У него были нетипичные пропорции с примерно одинаковыми длиной и высотой, порядка 60 сантиметров. С учетом того, что череп был также заужен с боков, палеонтологи часто в шутку сравнивают голову карнотавра с мордой современного бульдога или мопса. Такая компактная конструкция была не просто причудой природы, а ее полезным подарком: она обеспечивала молниеносное захлопывание пасти во время охоты. Зубы карнотавра были длинными, порядка 4 сантиметров, и тонкими. Их изогнутая форма и пилообразные кромки позволяли «срезать» куски плоти жертв, из-за чего те быстро теряли кровь и переставали сопротивляться.
Задние лапы карнотавра были пропорционально длинными, и при этом голень по своему размеру была примерно равна бедру. Такое соотношение было компромиссным решением между прочностью конструкции и способностью к быстрому бегу. Конечно, карнотавр не мог разгоняться так же, как галлимим (Gallimimus), у которого голени были заметно длиннее бедер. Однако цифровые биомеханические модели показывают, что он вполне мог достигать скорости 40 км/ч или даже немного большей.
Хотя ученые не имеют полного представления о строении хвоста карнотавра, они хорошо понимают, как была устроена его хвостово-бедренная мышца, также задействованная при ходьбе и беге. Она имела внушительный объем и тянулась от середины хвоста до самых бедер, позволяя динозавру с большой силой отталкиваться от земли. «Платой» за столь развитую мускулатуру была ограниченная маневренность. Хвост карнотавра был слишком жестким, из-за чего он не умел резко поворачивать на скорости — любой крутой вираж мог привести к потере равновесия, падению и травме.
Отдельного упоминания заслуживает кожа карнотавра. Ее структуру удалось идентифицировать на нескольких ключевых участках с правой стороны тела, на которой лежала окаменевшая особь. Базовый внешний слой был представлен мелкими, не более 1,5 сантиметров в диаметре, чешуйками округлой, ромбовидной и многоугольной формы. Они покрывали абсолютно все тело, создавая первичный защитный слой. Поверх этих чешуек хаотично располагались выпуклые наросты, имевшие коническую или куполообразную форму. Промежутки между чешуей были заполнены эластичной соединительной тканью, которая собиралась в глубокие складки, когда динозавр перемещался или просто двигался.
Рога карнотавра
Рога — это «визитная карточка» карнотавра, выделяющая его на фоне других тероподов мезозоя. Они имели в длину около 15 сантиметров, были расположены непосредственно над глазами и сформированы как полноценное продолжение лобных костей, то есть имели плотную слоистую структуру. Метафоричное сравнение с рогами быков, отраженное в названии рода карнотавров, было выбрано не случайно. В некоторых моментах проявляется буквальное анатомическое сходство, удивительное для столь эволюционно далеких друг от друга животных.
- Рога были устроены как костяные стержни, растущие непосредственно из черепа и покрытые толстым слоем твердого белка кератина. В этом смысле они были «настоящими» рогами, как у коров и быков, и сильно отличались от пористых выростов тех же цератозавров.
- Надбровные рога не были редкостью среди растительноядных динозавров — например, такая же анатомическая особенность была у трицератопсов (Triceratops). Однако для хищного мира такое эволюционное решение было удивительным исключением, «роднящим» карнотавров со многими парнокопытными.
- Рога карнотавров, как и быков, сужались от основания к концам, приобретая коническую форму. Считается, что кератин нарастал слоями, и поэтому рога живого карнотавра были длиннее, чем на сохранившейся окаменелости. Среди динозавров похожая структура отмечается у аллозавров (Allosaurus), чьи костяные гребни визуально напоминали рога и так же сужались кверху.
Моделирования показывают, что рога карнотавра были оптимизированы для нанесения ударов. Помимо плотной структуры, важен и способ крепления — лобные кости, на которых росли рога, соединялись с основной частью черепа особыми амортизирующими, или «пружинящими», швами. При ударе рогов обо что-либо подвижные соединительные ткани рассеивали кинетическую энергию, защищая черепную коробку и мозг от повреждений. Ученые пока не выработали общее мнение о функции рогов карнотавра, однако наиболее вероятными считаются следующие гипотезы.
- Внутривидовая борьба. При столь легком, относительно общей массы, черепе бодаться с разбегу, как это делают современные бараны, карнотаврам могло быть опасно. Возможно, они сходились голова к голове и устраивали силовую борьбу за самок или территорию.
- Охота. Согласно менее распространенной, но все же вполне вероятной версии, карнотавры могли наносить рогами быстрые удары своим жертвам, сбивая их с ног. Помимо укороченного черепа, на эту возможность указывает и мускулистая подвижная шея. Более того, некоторые палеонтологи опровергают предыдущую гипотезу. Их модели показывают, что череп карнотавра выдерживал удары рогами на скорости до 20 км/ч.
- Брачные демонстрации. Ряд исследователей указывают на превосходную сохранность рогов найденной особи, хотя «турнирные» бои или удары по жертвам должны были оставлять хотя бы какие-то следы. Они предполагают, что рога могли быть окрашены в яркие цвета для привлечения динозавров противоположного пола или же устрашения конкурирующих хищников.
Передние конечности карнотавра
Передние лапы карнотавра — это, пожалуй, самая комичная деталь его анатомии. При столь внушительных общих размерах тела длина передних конечностей составляла всего 50 сантиметров. Если вообразить современного человека с такими же пропорциями, длина его рук была бы примерно такой же, как ширина ладони. С такой особенностью динозавр не мог дотянуться не то что до собственной пасти, но даже и до груди. Помимо гротескно маленьких размеров, передние лапы карнотавра имели самое странное строение по сравнению с остальными хищными динозаврами-тероподами.
- Плечевая кость была достаточно заметной и неплохо развитой, однако предплечье сократилось до крошечных размеров. При полном отсутствии запястья это выглядело так, будто кисть динозавра росла непосредственно из плеча.
- Карнотавр имел неподвижный локоть, так как сустав между плечом и предплечьем был полностью заблокирован. Таким образом, животное никогда не сгибало передние лапы, оставляя их выпрямленными вдоль тела.
- У хищных динозавров в ходе эволюции уменьшалось количество пальцев на передних конечностях, однако у карнотавра их было четыре. При этом пальцы были так плотно прижаты друг к другу внешними тканями, что выглядели как единый блок, похожий на варежку. При этом когти на них или отсутствовали полностью, или были очень маленькими.
Возникает закономерный вопрос, зачем же карнотавру были нужны настолько бесполезные и нелогично устроенные передние лапы. Согласно основной гипотезе, они и не были ему нужны. Представители ветви карнотавров делали ставку на скорость передвижения, быстрые укусы и, возможно, удары головой, поэтому в ходе отбора у них развивались связанные с этим признаки. А передние конечности стали эволюционным рудиментом — органом, утратившим свою первоначальную функцию по захвату и удержанию добычи. Если бы динозавры не вымерли после меловой катастрофы, вероятно, рудиментарные органы исчезли бы совсем, и потомки карнотавров могли бы стать «безрукими» хищниками.
Среда обитания карнотавра
На современной территории аргентинской Патагонии, где обитал карнотавр, в конце мелового периода установился климат, который можно охарактеризовать как переходный между тропическим и субтропическим. Хотя в то время Южная Америка еще только дрейфовала к своему нынешнему местоположению и была гораздо ближе к Южному полюсу, благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура в регионе была очень комфортной, порядка 20 °C. Температурные колебания в течение года были незначительны, однако друг друга сменяли периоды засухи и проливных дождей, приносимых муссонами. В то время горная цепь Анд еще не сформировалась, и в отсутствие высокого хребта циклоны беспрепятственно проходили через всю Патагонию.
Ландшафт в ареале обитания карнотавра представлял собой чередование полузасушливых равнин и разветвленных речных систем, которые формировались под влиянием расширявшегося Атлантического океана. Динозавры, как и многие другие животные, предпочитали селиться вблизи берегов рек и озер. Помимо доступа к питьевой воде такая местность была богата растительностью: папоротниками, хвощами, хвойными деревьями и стремительно распространявшимися цветковыми растениями. Зеленые массивы привлекали травоядных животных, которых, в свою очередь, выслеживали хищники.
Пищевые предпочтения и стратегии охоты карнотавра
Считается, что карнотавр занимал нишу высшего хищника, то есть находился на самой вершине пищевой цепи в отдельной экосистеме. Основу его рациона могли составлять жившие неподалеку динозавры-завроподы — титаномахии (Titanomachya). Они обладали не самыми выдающимися размерами среди своей группы, однако все же вырастали до 20 метров в длину, весили порядка 9 тонн и могли сбивать нападавших карнотавров с ног сокрушительными ударами хвоста. Поэтому хищные ящеры предпочитали охотиться на детенышей — более скромные размеры и не до конца развитая мускулатура делали их практически беззащитными.
Крупную дичь, а именно молодых завроподов, карнотавры могли настигать на равнинных участках, где не было необходимости маневрировать. Хорошо разогнавшись, они буквально врезались в жертву раскрытой пастью или рогами. В долгую борьбу они не вступали — сделав серию быстрых укусов, хищники отходили и выжидали, когда титаномахия достаточно ослабнет, а уже затем приступали к трапезе.
Многие палеонтологи, исследовавшие карнотавра, полагают, что его рацион включал исключительно крупных животных. Однако существует и альтернативная точка зрения. В той же местности обитали различные безымянные динозавры из семейства гадрозавридов (Hadrosauridae), точную родовую принадлежность которых установить не удается из-за фрагментарности окаменелостей. Они вырастали до 4 – 6 метров в длину, то есть сильно уступали по размерам нашим рогатым ящерам. Вполне возможно, что карнотавры могли использовать стратегию охоты из засады — дождавшись удачного момента, они совершали резкий рывок и обездвиживали жертву на бегу.
Карнотавр в массовой культуре
Кинематографические образы
Обладая столь «эксклюзивной» внешностью, карнотавр просто не мог не попасть в сферу интересов кинопроизводителей. Одно из первых его появлений на экране состоялось в анимационном фильме «Динозавр» 2000 года. В нем пара карнотавров выполняет роль одних из главных антагонистов, преследующих миролюбивых героев. Однако в угоду кинематографическому драматизму карнотавры изображены в мультфильме совсем не реалистично — по размерам они значительно превосходят тираннозавра, обладают плотным телосложением и двигаются медлительно, полагаясь на грубую разрушительную силу.
Кроме того, начиная с 2018 года карнотавры изображаются в полнометражных фильмах и анимационных сериалах франшизы «Мир юрского периода». В фильмах карнотавры появляются лишь эпизодически, но при этом их образы оказываются весьма близки к научным фактам. В частности, авторы достоверно показывают их размер, форму головы и текстуру кожи, а также крошечные передние лапки. В мультсериалах же карнотаврам посвящено значительно больше экранного времени, однако там они отличаются гипертрофированной анатомией и неестественным для рептилий поведением.
Научно-популярные проекты
В популярных документальных сериалах карнотавры долгое время были незаслуженно обделены вниманием. В частности, в одном из эпизодов «Планеты динозавров» 2011 года подробно разбирается экосистема Южной Америки позднего мела, однако карнотавров авторы решили оставить за рамками повествования. Можно сказать, что в массовых научно-популярных проектах карнотавр дебютировал в 2022 году, в первом сезоне сериала «Доисторическая планета». В одном из эпизодов проиллюстрирована спорная гипотеза о том, что передние конечности динозавра все же могли быть подвижными и использовались во время брачных танцев. При этом анатомически карнотавр изображен очень достоверно.
Значение открытия карнотавра для науки
Превосходно сохранившийся окаменевший скелет, а также отпечатки кожи карнотавра внесли значительный вклад в развитие палеонтологии. До его открытия о крупных тероподах конца мелового периода судили в основном по находкам в Северной Америке. Однако исследования карнотавра не только дали исчерпывающий материал для описания нового семейства абелизавридов, но и позволили более детально понять, как были устроены изолированные экосистемы Патагонии того времени. Кроме того, «сплюснутый» череп, рога и редуцированные передние лапы карнотавров разрушили стереотипы об анатомии тероподов. Признаки, которые ранее не находили у крупных хищников, показали, как жизнь может экспериментировать в поисках наиболее удачных стратегий выживания.
Вопросы и ответы
1. Для чего карнотавру были нужны рога?
Большинство палеонтологов склоняются к тому, что карнотавр использовал рога для борьбы с представителями своего же вида, чтобы завоевать благосклонность самки или доказать свое право на территорию. Также они могли применяться во время охоты и брачных танцев.
2. Почему у карнотавра такие маленькие передние лапы?
Передние лапы карнотавра стали маленькими из-за эволюционной ненадобности. В процессе эволюции атакующую функцию взяли на себя челюсти и, возможно, рога, поэтому лапы постепенно уменьшались для экономии ресурсов организма.
3. Как быстро мог бегать карнотавр?
По усредненным данным, карнотавр мог развивать максимальную скорость 40 км/ч.
4. Где были найдены остатки карнотавра?
Хорошо сохранившийся скелет карнотавра был найден в провинции Чубут в аргентинской Патагонии.
5. Какие современные животные похожи на карнотавра?
Если судить по строению рогов, карнотавры имеют сходство с быками. По общему же облику зауженной и «сплюснутой» черепной коробки они чем-то похожи на собак таких пород, как мопсы и бульдоги. Приблизительно такие же, как у карнотавров, чешуйчатые бугорки имеет шипастая ящерица молох (Moloch horridus).
Автор текста Иван Стефанов
Изображение на обложке: разработано Magnific
