Как выглядели динозавры, почему ученые до сих пор находят их кости и какие животные обитали на Земле вместе с динозаврами — такие подробные и в то же время понятные лекции читают детям профессора Тюбингенского университета в Германии. Программа называется «Детский университет» и охватывает самые разные области науки. Продолжаем публиковать ответ на вопрос, почему вымерли динозавры, из книги «Детский университет» — теперь лучшие лекции изданы и на русском языке.
Лучшая стратегия выживания
Выживет животное или не выживет, зависит от того, найдет ли оно себе хорошее местечко в природе. Место обитания, которое занято тем или иным видом, ученые называют нишей. Ниша считается удачной, если выполняются несколько условий: животным хватает пищи, климат подходящий, враги не слишком опасны.
На примере травоядных динозавров мы видим, как животные находят для себя подходящую нишу и как ее защищают. Когда у плотоядных динозавров стало меньше добычи, они нашли для себя новый и очень значительный источник питания: растения. Те постоянно отрастали вновь, а значит, этот источник регулярно пополнялся.
Когда у этих динозавров появились враги, они выработали стратегию, помогавшую им обороняться, — они объединились. Одно животное в стаде высматривало врага и заранее предупреждало других об опасности. Тогда этим гигантам оставалось только пустить в ход свои хвосты и сообща дать отпор неприятелю.
Чтобы не угодить в лапы врагу, звери используют разные стратегии. Одни умеют отлично прятаться, другие меняют цвет, как хамелеоны, третьи предпочитают обзавестись колючим панцирем, как стегозавры, четвертые, как зайцы, очень быстро бегают.
Разумеется, своя стратегия есть и у хищников. Одни подстерегают жертву в засаде, чтобы потом внезапно наброситься на нее, другие долго преследуют, пока жертва не сдастся. Но число подобных стратегий в природе небезгранично, и каждому виду нужно найти для себя единственно верную.
Идеальной стратегии выживания попросту не существует. Впрочем, если внимательно посмотреть, каким видам животных удалось особенно долго оставаться на плаву, то можно установить некоторые общие для этих видов особенности. Итак, в наиболее выгодном положении находятся животные, умеющие легко приспосабливаться, особенно если они непривередливы в еде. Немалое преимущество получают те виды, которым удалось найти для себя спокойное местечко, где условия обитания достаточно постоянны. Неслучайно в морских глубинах до сих пор живет рыба из отряда целакантообразных, обитавшая тут еще 400 миллионов лет назад. Имеет значение и оптимальный размер животного.
Когда в 1938 году близ южноафриканского побережья была поймана первая рыба из отряда целакантообразных, весь научный мир замер от удивления. Раньше считалось, что тяжеленная рыбина весом до 100 килограммов вымерла вместе с динозаврами. И вдруг выяснилось, что и сегодня она прекрасно себя чувствует в глубинных морских водах. Рыба была названа латимерией по фамилии куратора одного из музеев ЮАР Марджори Куртене-Латимер, которая ее обнаружила.
Целаканты имеют темно-коричневую окраску со светлыми пятнами, они медленно передвигаются на глубине, обходясь скудным питанием. Лишь при виде добычи целакант делает быстрый рывок в ее сторону.
Почти все виды с течением времени увеличиваются. Так было с динозаврами, медведями и лошадьми, то же происходит и с человеком. Но слишком большими быть тоже нехорошо — иначе рискуешь стать неповоротливым, не сможешь хорошо спрятаться, не найдешь для себя достаточно корма, ведь голод будет увеличиваться вместе с размерами.
Новые виды всегда возникают на замкнутых территориях, скажем, на острове или на окруженной горами равнине. Для природы такие места — своего рода исследовательская лаборатория. Если вдруг по внезапному капризу природы на свет появится новое существо с чересчур развесистыми ушами или с крайне резким, отпугивающим запахом изо рта, то этот признак оно может передать своему потомству.
Если группа, в которой появился организм с новым признаком, большая и разнообразная, то этот признак, скорее всего, быстро исчезнет. А в небольшой и изолированной группе особи чаще производят потомство с одним и тем же партнером. В такой группе больше вероятность, что новый признак, если он, конечно, оказался полезным, передастся потомству и распространится в популяции.
Иначе говоря, природа действует методом проб и ошибок. Скажем, если слишком резкий запах изо рта будет отпугивать не только потенциальных врагов, но и партнеров — спрашивается, а зачем он тогда нужен?
Есть ли связь между кратером в Мексике и гибелью динозавров?
Несмотря на свое видовое разнообразие, все динозавры были близкими родственниками. Не случайно ведь 65 миллионов лет назад их постигла единая участь — почти все динозавры вымерли (лишь за очень небольшим исключением).
Итак, 65 миллионов лет тому назад эпоха динозавров закончилась. И это совпало со многими другими кардинальными изменениями на планете, поэтому ученые решили считать этот момент началом новой эпохи, которой дали название кайнозойская эра.
Кайнозой начался не в одночасье. И динозавры, конечно же, исчезли не за один день и не за один год. Потребовалось не менее миллиона лет, пока эти огромные ящеры окончательно вымерли. И все же наступил тот день, когда их уже не было вовсе — ни хищных, ни травоядных, ни птерозавров, ни даже ихтиозавров.
До сих пор точно неизвестно, почему динозавры вымерли, а вот крокодилы и черепахи — нет. С уверенностью мы можем сказать лишь одно: этим событиям сопутствовали драматические изменения в среде обитания. На Земле постепенно холодало. Разумеется, динозавры старались, как и млекопитающие, поддерживать температуру своего тела на одном уровне. Впрочем, похоже, им это не очень-то удавалось. Не исключено, что динозавры могли лишь сохранять тепло, но не умели его сами вырабатывать.
Кроме того, наступившее похолодание замедлило рост растений, а значит, у динозавров значительно сократилось количество пищи. Одновременно с этим понизился уровень моря, что существенно повлияло на климат и привело к повсеместным извержениям вулканов. Серные облака накрыли собой Землю, и из-за этого еще больше похолодало. Разумеется, множество других факторов стали причинами гибели динозавров.
Впрочем, многие ученые полагают, что основная причина — это все-таки падение метеорита, который столкнулся с Землей 65 миллионов лет тому назад. Метеориты небольшого размера подлетают к Земле постоянно, но мы этого даже не замечаем, потому что они сгорают в атмосфере.
Случается все же, что с Землей сближаются крупные астероиды диаметром в несколько километров. Вероятность такого сближения невелика. По подсчетам астрофизиков, падение крупного метеорита можно ожидать в среднем раз в 30 миллионов лет.
Скорее всего, 65 миллионов лет назад на нашу планету упал действительно огромный метеорит, достигавший по меньшей мере десяти километров в диаметре. Такой вывод можно сделать, основываясь на находках ученых: на верхней границе слоя, покрывавшего Землю в меловой период, в самых разных местах планеты были обнаружены следы иридия.
Иридий — это металл, который крайне редко встречается на Земле, зато всегда обнаруживается на месте падения метеоритов. С помощью спутников ученые установили ту точку планеты, на которую пришелся удар, а затем в Мексике отыскали следы колоссального кратера. Его диаметр составляет 170 км, в нем почти уместилась бы Московская область!
Сегодня можно точно просчитать, какие катастрофические последствия вызвало падение метеорита на территории современной Мексики. В момент падения метеорит проделал в атмосфере большую дыру; при ударе его о Землю из газов и горячей пыли образовался громадный огненный шар, который поднялся в космос.
На Земле он выжег все живое в радиусе трех тысяч километров от места столкновения астероида с нашей планетой. Землю накрыло гигантское грибовидное облако пыли. И, по-видимому, на протяжении нескольких месяцев это облако не пропускало к поверхности Земли прямые солнечные лучи.
Это стало причиной массовой гибели растений, множество животных были обречены на голодную смерть. В тот момент на Землю одновременно обрушились едва ли не все самые страшные напасти, которых мы сегодня так опасаемся: лесные пожары, кислотный дождь, разрушение озонового слоя. В море погибла значительная доля планктона, а ведь он был нужен не только для пропитания рыб, но и для выработки кислорода.
К моменту падения метеорита динозавры уже долгое время боролись за свое существование, но после катастрофы оказались окончательно обречены. Конечно, метеорит был не единственной причиной их гибели, но именно он стал последней каплей.
Жертвой той катастрофы оказалось бесчисленное количество животных, в том числе аммониты со своими характерными закрученными раковинами. Бедствие унесло жизни не менее 80 процентов всех морских обитателей, среди жителей суши — не менее половины.
Планета практически опустела. Чтобы восстановить силы, природе потребовалось несколько миллионов лет; по истечении этого срока она вновь была заселена множеством живых организмов.
Для природы массовое вымирание сродни освежающей грозе. Ведь именно при массовом вымирании видов одновременно освобождается множество экологических ниш. Наиболее сильные звери исчезают, а их жертвы, напротив, начинают играть первые роли.
Предполагают, что за всю свою историю наша планета сталкивалась по меньшей мере с тремя гигантскими катастрофами (впрочем, не исключено, что их было больше). И каждый раз события развивались по одному и тому же сценарию: после небольшого затишья природа начинает конструировать множество новых биологических видов.
Неужели от динозавров осталась лишь груда костей?
Строго говоря, динозавры и не думали вымирать. Некоторым их потомкам удалось пережить катастрофу, и они и по сей день живут на Земле. Более того, мы можем видеть их ежедневно. Например, воробья, голубя или дрозда. В общем, речь о птицах.
Все они ведут свою историю от опаснейшего хищника. Это очевидно, стоит только внимательно их рассмотреть. Первая птица на Земле, археоптерикс, по своему строению мало чем отличалась от динозавра. За одним исключением: ее тело было покрыто перьями, а не чешуей, и это было явным преимуществом. Перья сохраняют тепло и могут отрастать снова. Для сравнения: если у летающего ящера птеранодона повреждалась кожная перепонка, то летать он больше не мог.
Еще во времена динозавров их пернатые родственники образовали множество видов. А затем, вместе с млекопитающими, перешагнули в новую, кайнозойскую эру. Так и получилось, что маленькому воробью удалось пережить своего громадного брата, тираннозавра.