При слове «динозавр» воображение сразу рисует колоссов вроде тираннозавра или апатозавра. Однако международная группа ученых из Американского музея естественной истории и Принстонского университета решила посмотреть на проблему под иным углом. Их заинтересовал вопрос, который долгое время оставался в тени: почему эти древние ящеры никогда не становились по-настоящему крошечными?
Результаты масштабного исследования, опубликованные в журнале Evolution, ломают привычные представления о физиологии доисторических существ. Используя сложные математические модели, ученые проанализировали, как распределялись размеры тела у позвоночных. Выяснилось, что законы расхода энергии отлично работают для млекопитающих, черепах и современных птиц. Но когда дело дошло до динозавров (за исключением их птичьих потомков), формулы дали сбой — природа словно наложила запрет на уменьшение их габаритов ниже определенного порога.
Гиганты и нижний предел
Разрыв между крупнейшими и самыми мелкими представителями группы поражает. Если вес того же апатозавра мог превышать 80 тонн, то самые маленькие известные науке нептичьи динозавры весили около 450 граммов — примерно как крупный домашний кролик. На первый взгляд это кажется немного, но стоит взглянуть на современность. Пчелиный колибри весит меньше двух граммов, этрусская землеройка — около 1,8 грамма, а карликовый геккон едва дотягивает до 0,15 грамма.
В итоге получается, что самый миниатюрный динозавр был тяжелее самой маленькой птицы более чем в двести раз. При этом в нынешних экосистемах малыши правят балом: порядка 75% видов млекопитающих и 90% видов пернатых легче тех самых «миниатюрных» динозавров мелового периода.
«Все любят огромных ящеров, — отмечает Роджер Бенсон, куратор палеобиологии музея Маколея. — Но отсутствие крошечных форм может быть столь же важным ключом к пониманию их биологии. Мы знали, что динозавры подавляли рост древних млекопитающих. Теперь мы предполагаем обратное: именно ранние зверьки заняли ниши размером с воробья, не пустив туда своих чешуйчатых соседей».
Слепота ископаемой летописи
Скептики могут возразить: возможно, кости крошечных динозавров просто плохо сохраняются. Маленькие скелеты хрупки и часто рассыпаются в прах, не успев окаменеть. Однако авторы работы парируют этот аргумент данными раскопок. В тех же геологических пластах, где находят останки крупных динозавров, прекрасно сохранились зубы, челюсти и косточки гораздо более мелких созданий — амфибий, ящериц и тех же примитивных млекопитающих.
Если бы популяции микроскопических динозавров были значительными, их остатки неизбежно попадались бы исследователям рядом с другими малышами. Тот факт, что таких находок практически нет, говорит лишь об одном: наземные динозавры весом менее полукилограмма либо были исчезающе редким видом, либо не существовали вовсе.
Математика естественного отбора
Чтобы понять природу этого ограничения, исследователи обратились к биоматематике. Они построили модель, которая рассчитывает оптимальный размер тела для превращения доступной пищи в максимальное количество потомства. Для большинства групп животных эта схема сработала идеально, предсказав реальные габариты видов. Но динозавры снова выбились из графика. Даже при смене параметров метаболизма модель не смогла объяснить, почему ящеры упорно оставались крупными.
Это заставило ученых отказаться от идеи чисто физиологической предопределенности. Скорее всего, решающую роль сыграла экология. Динозавры столкнулись с жесткой конкуренцией за ресурсы на нижнем конце пищевой цепочки. Ранние млекопитающие уже эффективно освоили экологическую нишу насекомых и семян, сделав невыгодным существование еще меньших по размеру рептилий.
Как полет сломал систему
Самым ярким доказательством этой теории служит история самих птиц. Когда одна из ветвей хищных динозавров поднялась в воздух, она буквально сбросила с себя оковы гравитации и конкуренции. Как только появился моторный полет, доступ к новым ресурсам — насекомым в кронах деревьев и безопасности вне досягаемости наземных хищников — стал открыт.
Именно авиация позволила птицам стремительно уйти в миниатюризацию вскоре после своего появления в раннем мелу. Стефани Лечки из Принстона подчеркивает: способность махать крыльями открыла совершенно новые образы жизни, которые были физически недоступны тяжеловесным наземным родственникам.
На данный момент перед наукой стоит занятная картина. Предки динозавров могли быть крохотными. Современные птицы, являющиеся прямыми потомками ящеров, тоже бывают крохотными. Но сами классические динозавры словно застряли в среднем весе, не имея права становиться маленькими. По словам Бенсона, разгадка этого парадокса необходима нам, чтобы наконец-то сложить полную картину жизни мезозойской эры.
Изображение: модель микрораптора, выставленная в Американском музее естественной истории. Микрораптор был одним из самых маленьких известных динозавров, весил около одного фунта — примерно размером с большого кролика. Фото: Альваро Кединг / ©AMNH
