Рептилии стали заложниками своего старого образа. Ящериц, крокодилов, черепах и других рептилий нашей планеты, несмотря на потрясающее разнообразие появившихся в процессе эволюции форм, цветастую чешую и уникальные повадки, зачастую объединяют под одним ярлыком «холоднокровных». Этот термин нередко ассоциируется с бесчувственностью, медлительностью и низким уровнем интеллекта. Даже говоря о человеке, до сих пор часто упоминается устаревшая концепция «рептильного мозга», которая была создана для объяснения наших низменных и реакционных побуждений, а нашим предкам будто бы приходилось преодолевать этот доставшийся нам от рептилий балласт, чтобы стать людьми. Эта концепция, а также такие фразы, как «крокодиловы слезы» и «хладнокровный» (в отношении патологически жестоких действий) лишь подчеркивают, как низко мы оцениваем рептилий.

Но винить в этом мы можем только тщеславие млекопитающих. Мы полагаем, что наша теплокровность делает нас лучше других: в конце концов, ведь не зря же сразу после того, как все эти древние ужасные рептилии исчезли, наступила эра млекопитающих. Но мы слишком долго рассматривали себя как более совершенную и более высокую ступень эволюции по сравнению с рептилиями, словно природа и впрямь выстроила некую иерархию. Динозавры, конечно, тоже пали жертвами стереотипов. На протяжении большей части XX века такие динозавры, как стегозавр и тираннозавр, изображались как всего-навсего увеличенные в размере ящерицы – медлительные и тупоумные существа, озабоченные лишь питанием и отдыхом.

Наиболее известные изображения юрского завропода апатозавра представляли его лениво поедающим водные растения в зловонных болотах. А чем еще мог заниматься гигантский динозавр? По подсчетам палеонтологов, самые крупноразмерные динозавры были настолько огромными, что таким завроподам, как апатозавр и брахиозавр, скорее всего, приходилось часами греться на солнце просто для того, чтобы прогреть мышцы и внутренние органы. Казалось, будто динозавры живут в замедленном мире: хищники медленно волокли свои хвосты, преследуя неуклюжих травоядных, которые могли спастись от опасности лишь в воде. И такой образ динозавров поддерживался не только в статьях, музеях и популярной научной фантастике. Вплоть до переломного 1993 года, когда вышел на экраны «Парк юрского периода», динозавров часто представляли свирепыми и неуклюжими киношными чудовищами, которые неловко дергались на экране с помощью покадровой анимации, – например, в фильме «Долина Гванги». Но порой, в дешевых фильмах, их «играли» и живые рептилии, которым безжалостно приклеивали резиновые рога и гребни, как в ремейке «Затерянного мира» 1960 года. Казалось, все считали динозавров не более чем монструозными версиями аллигаторов и варанов. Но отвержением этого образа динозавров как холоднокровных тупиц мы обязаны не какому-то открытию, а, скорее, своеобразному научному невежеству. Потребовалось время, прежде чем палеонтологи смогли воспринять динозавров на их условиях и осознать, что за их причудливыми формами скрывалось нечто большее. В каком-то смысле ученым пришлось пересмотреть некоторые ранние предположения и заново вернуться к изучению костей в поисках новых улик.

В 1820-е годы, в те времена, когда впервые были описаны мегалозавр и игуанодон, палеонтологи пытались осмыслить разрозненные находки костей через призму анатомии современных рептилий. Ведь даже название «игуанодон» буквально переводится как «зуб игуаны», и изначально этого динозавра представляли как увеличенную версию современной ящерицы. Но это раннее представление сохранялось недолго. Даже фрагментарные окаменелости, обнаруженные к 1842 году – когда и появился термин «динозавр», – указывали на то, что они отличались от всех известных рептилий.

Когда британский палеонтолог Ричард Оуэн консультировал скульптора Бенджамина Уотерхауза Хокинса при создании моделей динозавров в натуральную величину для выставки в Хрустальном дворце в Лондоне в 1852 году, он предложил изобразить их так, чтобы толстые ноги располагались под телом, как колонны, что делало их больше похожими на носорогов, чем на рептилий. Строение костей нижних конечностей динозавров требовало именно такой позы, из чего Оуэн сделал вывод, что динозавры были рептилиями, которые эволюционировали в сторону млекопитающих. Это предположение особенно хорошо соотносилось с распространенной в те времена идеей, что эволюцию надо рассматривать как процесс совершенствования и прогресса; динозавры казались существами, сумевшими подняться выше своих ползучих родственников. Открытие динозавров с короткими передними и длинными задними конечностями, таких как гадрозавр и хищный дриптозавр в Нью-Джерси, также указывали на то, что динозавры были энергичными и активными животными, которые больше напоминали птиц, чем других рептилий. Знаменитая картина Чарльза Найта «Прыгающий лелапс»[9] (1897), изображающая плотоядного динозавра, который в прыжке вот-вот набросится на своего сородича, воплотила зарождавшуюся идею об уникальности этих созданий – более проворных и поведенчески сложных, чем можно было ожидать от рептилий. И хотя палеонтологи пока точно не могли объяснить почему, но динозавры выглядели так, будто они были активными существами и имели гораздо больше общего с теплокровными животными, чем со своими родственниками-рептилиями.

Однако к началу XX века палеонтологи практически полностью оставили идею, что динозавры представляют из себя нечто большее, чем просто рептилии, пусть и слишком крупные и слишком перегруженные странными «украшениями» на телах и головах, – вряд ли такие животные имеют хоть что-то общее с теплокровными. Вместо того чтобы изучать, почему динозавры были столь необычны, ученые выбрали более консервативный подход и предположили, что динозавры жили по тем же правилам, что и современные рептилии. Так появился ретроградный образ динозавров, основанный на ошибках в понимании и мифах о современных рептилиях, – он будет господствовать десятилетиями.

Илл. 20. Эта картина Чарльза Найта, написанная в 1897 году, демонстрирует устаревшее представление, что крупные завроподы не могли ходить по земле и проводили бо́льшую часть времени, валяясь в болотах

Показателен пример того, как долго зоологи не признавали родительскую заботу у аллигаторов и крокодилов. Хорошо известно, что крокодилы – заботливые родители: они охраняют гнезда во время инкубации яиц и помогают детенышам выбраться из скорлупы. Некоторые из них, например миссисипские аллигаторы, даже носят свое потомство в пасти в первые дни после вылупления, защищая детенышей от хищников, пока те учатся плавать и охотиться самостоятельно. Дотошные наблюдатели документировали случаи такого заботливого поведения как минимум с 1792 года, но к родительскому уходу у крокодилов относились как к мифу вплоть до 1971 года, при том что его легко мог заметить любой внимательный исследователь. Ученые даже не предполагали, что рептилии отличаются сложным поведением или родительской опекой, поэтому очевидное оставалось непризнанным. Согласно представлениям зоологов и палеонтологов XX века, рептилии были низшими существами по сравнению с млекопитающими, и динозавры стали жертвой того же стереотипа. Особенно сильны предрассудки были в ту эпоху, когда ученые искали в палеонтологической летописи доказательства предопределенного пути эволюции: тогда динозавры казались слишком странными и слишком редкими, чтобы рассказать что-то интересное в более широком эволюционном контексте о картине жизни в целом – они были хороши для привлечения внимания широкой публики в музеи, но не более того. А когда в обществе закрепилось выражение «пойти по стопам динозавра» в отношении крупных компаний, которые стали слишком крупными и не смогли подстроиться под изменчивость рынка, миф о скучных, неповоротливых существах, ползавших по юрскому миру, утвердился окончательно.

Тем не менее некоторые динозавры не вписывались в общую картину гигантских медленных ящериц. В 1903 году палеонтологи выкопали из костных отложений карьера Bone Cabin в штате Вайоминг великолепный скелет мелкого плотоядного динозавра. Он был размером с индейку, обладал когтями на лапах, множеством острых зубов и изящным телосложением. Эта юрская рептилия получила название орнитолестес, «птичий разбойник», – она часто изображалась охотящейся на ранних птиц вроде археоптерикса. Внешний вид динозавра указывал на его подвижность: его хвост служил эффективным противовесом, а не бесполезно волочился сзади. Но вместо того, чтобы в свете находки пересмотреть свои прежние представления о динозаврах, ученые описали орнитолестеса как редкое исключение в ряду причудливых рептилий, которые оказались слишком крупными и странными, чтобы выжить. Вся мезозойская эра казалась интерлюдией холоднокровных существ, которые только задерживали расцвет млекопитающих.

Илл. 21. Орнитолестеса изначально представляли как теплокровного «птичьего разбойника», который охотился на менее крупных животных

Однако теория всегда должна считаться с фактами, а обнаруживаемые скелеты попросту не согласовывались с образом едва волочащих свой хвост увальней. Обнаруженному в бельгийской угольной шахте травоядному игуанодону пришлось буквально ломать хвост, чтобы выставить скелет в Королевском бельгийском институте естественных наук в ожидаемой позе с волочащимся хвостом. (Как и у многих других птицетазовых динозавров, хвост игуанодона был жестким, дополнительно укрепленным окостеневшими сухожилиями, и не мог волочиться, как у ящериц.)

Собранным для выставок рогатым динозаврам, таким как трицератопс, также фактически вывернули кости передних конечностей относительно их правильного положения в суставе, чтобы добиться распластанной позы ящерицы у реконструированного скелета. Палеонтологи осознали, что, раз уж динозавры вроде брахиозавра были вынуждены проводить свою жизнь в воде, поскольку не могли выдерживать собственный вес на суше, то мир юрского периода, вероятно, был усеян множеством сверхглубоких озер, подтверждений чему так и не было обнаружено. Динозавров буквально гнули в разные стороны, чтобы уместить в заданный образ.

Но позже, когда палеонтологи начали вновь проявлять интерес к динозаврам, в штате Монтана было обнаружено скопление костей, которое помогло возродить представления, подобные «Прыгающему лелапсу» Найта. Повторное открытие загадочного динозавра в 1964 году помогло реанимировать идею о том, что динозавры были активными теплокровными животными и демонстрировали разнообразные модели поведения. Поздним летом 1964 года палеонтолог Джон Остром с коллегами проводил раскопки в окрестностях города Бриджер в Монтане и обнаружил костеносный пласт, буквально переполненный фрагментами скелетов. За последующие два года команда откопала сотни костей, большинство из которых принадлежали некоему мелкому хищному динозавру, а другие – клюворылому травоядному средних размеров. При изучении оказалось, что кости хищного динозавра совпадают с окаменелостями, обнаруженными в Монтане три десятилетия назад, – они принадлежали животному с неформальным названием «даптозавр», которое никогда не было в полной мере описано. Это был не просто еще один орнитолестес или другое мелкое плотоядное: у этого хищника были впечатляющие когти, по одному на каждой стопе: они поднимались над землей благодаря гиперподвижному второму пальцу, а позвонки хвоста имели сцепляющие отростки, удерживающие хвост в приподнятом положении для поддержания равновесия.

Несмотря на то что ни одного цельного скелета так и не было обнаружено, старые находки и найденные Остромом фрагменты указывали на то, что это был ловкий хищник, достигавший трех метров в длину. Тот факт, что столько костей плотоядного было найдено рядом с травоядным, также намекал на некую форму социального поведения среди динозавров, которая ранее и не предполагалась. Возможно, этот небольшой хищник был своего рода стайным охотником, работавшим в группах, чтобы одолеть слишком крупную для отдельной особи добычу. Наконец, в 1969 году Остром представил динозавра миру, назвав его дейнонихом, «ужасным когтем». Открытие дейнониха потребовало от палеонтологов пересмотра целых пластов научных представлений о жизни динозавров. Эта находка также совпала по времени с началом трансформации палеонтологии как научной дисциплины, связанной с появлением персональных компьютеров. Теперь ученые могли создавать базы данных с находками окаменелостей, строить двухмерные модели для сравнения форм ископаемых остатков и многое другое, что предоставило палеонтологам новые эффективные инструменты для исследования истории жизни. Простая схема нахождения и описания окаменелостей уступила дорогу «палеобиологической революции», благодаря которой палеонтологи начали исследовать то, как доисторические организмы жили на самом деле и что они могут сказать нам о жизни на Земле в целом.

Илл. 22. Открытие дейнониха побудило палеонтолога Джона Острома пересмотреть взгляды на то, насколько активными и теплокровными могли быть динозавры, – это ускорило наступление «Ренессанса динозавров»

Прежние идеи строго организованной прогрессии от древних организмов к современным сменились представлениями о необычных экосистемах и массовых вымираниях – катастрофических событиях, которые навсегда изменили ход эволюции, – включая и катастрофу, которая, кажется, в одночасье стерла с лица Земли всех нептичьих динозавров. Благодаря и новым находкам, и новым научным инструментам, палеонтологи начали вновь проявлять интерес к динозаврам, начав исследование тех аспектов их истории, которые ранее считались недоступными для научного изучения.

Палеонтологи, изучавшие динозавров, начали ставить под сомнение устоявшиеся представления. К примеру, не было никаких реальных доказательств того, что гигантский апатозавр валялся в грязных болотах. Такая картина была просто удобной, поскольку согласовывалась с образом большой холоднокровной рептилии, но это была всего лишь догадка. Следы динозавров редко показывали признаки волочения хвоста, что подтверждало догадки в области анатомии: хвосты динозавров были приподняты и балансировали их тело, как и следовало ожидать от активных животных, отличавшихся комплексным поведением. Относительную большую численность травоядных динозавров по сравнению с плотоядными куда проще объяснить, если принять во внимание динамику отношений между хищником и жертвой у млекопитающих. Такие хищники, как ягуары, встречаются реже своих жертв отчасти потому, что они поддерживают относительно высокую температуру тела и для покрытия своих энергетических нужд вынуждены питаться довольно часто. Если бы ягуаров стало слишком много, в скором времени они бы истребили всех капибар и броненосцев, оставшись без пищи. Поэтому количество ягуаров неизбежно должно быть лишь малой долей от численности популяции их жертв. Но такие холоднокровные животные, как, к примеру, крокодилы кайманы, таких ограничений не испытывают, поскольку температура их тела регулируется окружающей средой – энергетические потребности у них ниже. Рептилии не нуждаются в таком количестве пищи, и потому их количество в популяции может быть больше, чем если бы они были теплокровными. А например, пропорция между хищными аллозаврами и травоядными завроподами камаразаврами в тех же условиях больше соответствовала соотношению популяций теплокровных млекопитающих, чем холоднокровных рептилий. Редкость хищных динозавров хорошо объясняется теплокровностью, но при допущении, что они были холоднокровными, этот факт остается загадкой. Даже внутренняя структура костей динозавров указывает на то, что они не были просто большими ящерицами или крокодилами. Палеонтологи начали изучать внутреннюю структуру костей динозавров, чтобы разобраться, как быстро они росли, и обнаружили, что кости росли быстро, что противоречило предполагаемой ранее «крокодиловой» модели роста. Ученые начали находить гнездовья, костные слои утонувших стад и другие доказательства того, что динозавры были более сложными и гибкими в поведении, чем казалось ранее. Все это вылилось в «Ренессанс динозавров» – период интенсивных дискуссий и постоянных открытий.

Ключевым вопросом «Ренессанса динозавров» была их физиология. Ученые собрали множество косвенных доказательств того, что динозавры не просто прохлаждались на протяжении всего мезозоя. Но анализ того, поддерживали ли динозавры температуру своего тела, зависела ли она от внешних условий, или был еще какой-то третий вариант, – это сложная задача, особенно учитывая, что мы опоздали более чем на 66 миллионов лет, чтобы измерить температуру их тела напрямую.

Термины «теплокровный» и «холоднокровный» – грубые упрощения сложных отношений между температурой тела и способами ее поддержания у различных организмов. Ящерица, греющаяся на солнце, будет иметь высокую температуру тела, что чисто технически делает ее кровь теплой. Некоторые млекопитающие могут понижать температуру своего тела во время зимней спячки или анабиоза (временной спячки с целью сбережения энергии). Два этих противоположных друг другу понятия на самом деле отсылают к тому, как температура тела регулируется с помощью различных механизмов и стратегий. В общих чертах истинно теплокровные динозавры вырабатывали бы тепло внутри своего тела (явление, называемое эндотермией[10]) и поддерживали температуру на относительно постоянном уровне (гомеотермия). (Мы, например, относимся к эндотермным гомеотермам, наша температура тела в состоянии покоя составляет примерно 37 °C.) А терморегуляция холоднокровного динозавра, напротив, очень сильно зависела бы от внешней среды, так что температура их тела менялась бы в зависимости от условий – это называется эктотермией[11]. Такому динозавру пришлось бы греться на солнце или, если слишком жарко, искать тень или воду, причем поведение животного в течение дня и в каждый момент времени сильно влияло бы на его внутреннюю температуру. Но существуют и промежуточные варианты: к примеру, некоторые акулы поддерживают температуру тела несколько выше температуры воды, даже когда она меняется, – это иногда называют мезотермией. Кроме того, некоторые существа из-за соотношения поверхности и его объема тела являются гигантотермами[12] – строго говоря, это не теплокровность, но их тела настолько крупные, что могут легко сохранять тепло, – это альтернативный способ поддержания высокой температуры. Споры о теплокровности динозавров заключались не в том, способны ли они вести себя как млекопитающие или птицы, а в том, какими физиологическими механизмами поддержания температуры они обладали.

В 1980 году в Вашингтоне состоялась конференция, где исследователи обсуждали эти механизмы. По материалам конференции была опубликована книга под названием «Хладнокровный взгляд на теплокровных динозавров». Ученые не пришли к однозначному выводу – это было бы невозможно. Несмотря на то что мы зачастую рассматриваем динозавров как единую группу животных, представители которой обладают множеством сходных характеристик, на самом деле они были настолько же многообразны и разнородны, как млекопитающие. Физиологии гренландского кита, летучей мыши, кенгуру, утконоса и человека не идентичны, хотя и все вышеперечисленные относятся к млекопитающим. Также и динозавры не могли бы иметь единый физиологический профиль. Палеонтологи могли с уверенностью утверждать, что старый образ медлительных, долгоживущих динозавров, чье выживание зависело от бесконечного мезозойского лета, следует отбросить, но конференция завершилась, оставив больше вопросов, чем ответов.

На сегодняшний день точные детали физиологии динозавров с трудом поддаются изучению. Отсутствие живых нептичьих динозавров, несомненно, усложняет понимание того, как функционировало их тело. И все же палеонтологам удалось найти невероятное количество доказательств тому, что динозавры были активными, быстрорастущими животными и, вероятно, обладали повышенной температурой тела.

Однако то, как именно рептилии достигали этого и чем отличались друг от друга, остается более сложным вопросом. В поисках ответов палеонтологи изучают все: от биохимии яичной скорлупы динозавров до географического распределения видов. Например, в одном исследовании 2022 года палеонтолог Альфио Алессандро Кьяренца и его коллеги сравнили климатические модели доисторического прошлого с географическим распространением длинношеих завроподов вроде патаготитана и брахиозавра. Ученые обнаружили, что завроподы, как правило, обитали в более теплых низких широтах – в зонах, которые на протяжении юрского и мелового периодов были тропическими и субтропическими, в то время как другие группы динозавров распространились от полюса до полюса. Такое распределение может указывать на то, что завроподам было куда труднее поддерживать температуру тела в более холодных условиях. Это, возможно, говорит о том, что они были более эктотермными и полагались на свои размеры для поддержания тепла.

Илл. 23. Крупный тираннозавр ютираннус жил в те времена, когда его место обитания – территория современного Китая – было относительно холодным, что указывает на то, что этот динозавр был теплокровным и обладал теплоизолирующим покровом из перьев

Еще одно недавнее исследование палеонтолога Амзада Ласкара и его коллег, кажется, подтверждает эту гипотезу. По геохимическим маркерам в скорлупе яиц динозавров можно определить температуру тела матери в момент формирования яйца – эту температуру сравнили с предположительными показателями доисторического климата. Исследователи обнаружили, что мелкие тероподы обладали повышенной температурой тела в сравнении с их средой обитания, но исследование яиц, приписываемых завроподам, указывает на то, что температура тела этих гигантов была ближе к температуре их мест обитания. Это наблюдение может означать, что завроподы были эктотермами или же, возможно, у них был какой-то другой, до сих пор неизвестный механизм, позволявший изменять температуру тела, поскольку они могли иметь более узкий диапазон безопасных температур – перегрев для крупного животного, которое не способно быстро остыть, может быть смертельным. Но то, что кажется логичным, не всегда оказывается правдой, когда дело касается живых существ.

Другие исследовательские группы, использующие иные методы, пришли к противоположным выводам о физиологии динозавров. Исследование палеонтолога Ясмины Виманн и ее коллег, также опубликованное в 2022 году, заключалось в сравнении биохимических показателей, связанных с метаболизмом, в костях нептичьих динозавров и ныне существующих птиц и рептилий. Исследователи пришли к выводу, что предки динозавров и летающих птерозавров уже были эндотермами, и эта черта перешла от них к завроподам и тероподам – они сохранили предковое эндотермное состояние. Птицетазовые динозавры вроде анкилозавра и паразауролофа, напротив, демонстрировали признаки перехода к эктотермности в ходе своей эволюции и, как предположили Виманн и ее коллеги, с большей вероятностью регулировали температуру своего тела поведенческими способами.

Одни из лучших доказательств теплокровности динозавров происходят не из самих костей, но из мест их нахождения. Формация Принс-Крик на Аляске представляет собой то, что осталось от заболоченной прибрежной равнины, находившейся в пределах древнего Северного полярного круга около 70 миллионов лет назад. В этих отложениях много остатков динозавров. Рогатые пахиринозавры, мелкие тираннозавры нанукзавры и другие динозавры – многие еще даже не получили имени – были обнаружены в этой формации вместе с окаменелостями различных млекопитающих и растений. Однако эксперты не нашли там рептилий вроде ящериц, крокодилов и черепах, которые обычно встречаются в других местах обнаружения ископаемых динозавров по всему миру. Присутствие динозавров в отсутствие эктотермных рептилий – это мощная зацепка. Когда стада пахиринозавров перемещались вдоль илистого побережья древней Аляски, это место обитания испытывало те же сезонные колебания продолжительности светового дня, что и сейчас. Летние месяцы с практически непрекращающимся солнечным светом сменялись арктическими зимами, когда температура резко падала, а солнце не всходило месяцами. Эктотермные животные выживают в таких условиях с трудом, поскольку у них нет способа согреться или противостоять холоду без почти ежедневного доступа к солнечному свету. Эндотермные же животные могут поддерживать температуру своего тела в холода, что объяснило бы присутствие теплокровных динозавров и древних млекопитающих и отсутствие эктотермных рептилий. И хотя палеонтологи некогда полагали, что динозавры Аляски мигрировали в соответствии с временами года, обнаружение костей эмбриона динозавра в пределах Северного полярного круга указывает на то, что динозавры размножались, гнездились и росли в этих экстремальных условиях. Динозавры достаточно «разогрелись» для того, чтобы из года в год выдерживать суровые северные холода, и это лучшее прямое доказательство того, что у динозавров развились свои формы теплокровности, и они были способны выживать повсюду – от знойных дюн пустынь до темных арктических лесов.

Илл. 24. Палеонтологи обнаружили на Аляске целые экосистемы, которые во времена мелового периода находились в районе доисторического Полярного круга. В частности, окаменелости детенышей динозавров указывают на то, что они оставались в высоких широтах даже во время гнездования и выживали в условиях темных, холодных зим

Даже когда палеонтологи начали давать ответы на вопросы о тех тонких деталях жизни динозавров, которые ранее казались недоступными науке, вроде их окраски, физиология динозавров так и осталась областью, где вопросов пока больше, чем ответов. Исследования продолжают предоставлять сложные и противоречивые данные, чего и следовало ожидать при попытке изучения давным-давно вымерших динозавров как живых систем. Так или иначе, большинство динозавров были теплокровными. Механизмы, обеспечившие это, будет трудно выяснить. Но все же за всю непродолжительную историю палеонтологии удалось исследовать целый ряд особенностей динозавров, которые некогда считались научно непознаваемыми. Возможно, однажды кто-то найдет способ точно измерить температуру динозавра, и тогда появится более четкое понимание их теплокровности.