Павел Скучас: «Если бы не было динозавров — возможно, не было бы и нас с вами»

Павел Скучас – известный палеонтолог, популяризатор науки, доктор биологических наук, доцент кафедры зоологии позвоночных биологического факультета СПбГУ. Исследовал древнейшее яйцо ископаемого хищника, найденного на территории России, участвовал в описании двух новых видов гигантских динозавров – сибиротитана и тенгризавра. 

Фото из личного архива Павла Скучаса

– Можно ли найти останки динозавров в Ленинградской области?

– Если мы хотим найти динозавров – нужно искать породы второй половины триаса, юрского и мелового периодов. В Ленинградской области пород этого возраста не сохранилось. Отчасти из-за ледника, отчасти – из-за того, что породы просто не сформировались, так как этот процесс происходит не везде. Зато в Ленинградской области сохранились более древние породы возрастом примерно 380 млн лет – девонского периода, и даже более древние. Поэтому найти древних рыб у нас можно, а динозавров – нет. Зато их можно найти в Подмосковье, где есть породы юрского периода, но их немного. Что касается ближайших от нас массовых залежей, которые находятся на территории России, – это Сибирь и Дальний Восток. Если говорить о ближайших странах, то лучшие места для поиска динозавров – Казахстан, Узбекистан и Монголия.

– Археологи зачастую приглашают на раскопки волонтеров. А как дело обстоит у палеонтологов, можно ли присоединиться к такой экспедиции всем желающим?

– Палеонтологи тоже иногда практикуют волонтерскую помощь – например, наши коллеги из Вятского палеонтологического музея. У нас с этим пока сложно – дело в том, что мы ездим копать динозавров в Сибирь и на Дальний Восток. Во-первых, не каждый волонтер сможет позволить себе такое путешествие, а во-вторых, есть принимающая сторона, которая далеко не всегда готова видеть посторонних людей. Кроме того, наш палеонтологический коллектив на сегодняшний день составляет 15 человек, а в той же Якутии он еще ограничивается количеством посадочных мест в вездеходе. Я думаю, что в будущем мы сможем наладить раскопки в Ленинградской области по древним рыбам и тогда сможем принимать волонтеров.

Иллюстрация: Luis Rey journals.plos.org

– Зачем вообще изучать древних животных?

– Фундаментальные науки, к которым относится и палеонтология, зачастую просто дополняют общую картину мира. Это окно в прошлое, которое показывает, что было до нас, и это просто интересно. Точно так же, как интересно искусство или наблюдение за игрой футбольной команды. Кроме того, подобная историческая летопись позволяет проследить ход эволюции и факт ее существования вообще. Есть и прикладная область применения палеонтологии – биостратиграфия, когда по ископаемым биологическим останкам определяют возраст тех или иных пород. Это нужно для геологов, которые ищут полезные ископаемые, включая нефть.

– От кого произошли птицы, действительно ли их предком был знаменитый археоптерикс или родственный ему вид?

– Сегодня есть деление на птичьих и нептичьих динозавров. Первые – это и есть птицы, вторые – все, кто к ним не относится. Ближайшие родственники динозавров в современной фауне – крокодилы. Они, а также вымершие птерозавры (летающие ящеры, к которым, например, относятся птеродактили), все нептичьи и птичьи динозавры формируют большую группу под названием архозавры, что в переводе означает «высшие ящеры», то есть наиболее сложно устроенные.

Но есть еще одна линия, которая называется лепидозавры, к которым относятся ящерицы, в том числе вараны, а также змеи. Получается, что крокодилы близки к птицам и динозаврам, а ящерицы – их более дальние родственники. Но все они – ящерицы, крокодилы и динозавры – это большая группа животных, которые называются диапсиды. Они отличаются двумя височными отверстиями в черепе, отсюда и приставка «ди». А вот мы с вами синапсиды – группе, включающей зверообразных и млекопитающих, у которых одно височное отверстие.

Границы между хищными динозаврами (эта группа называется тероподы) и птицами практически нет – все птичьи признаки находят и у хищных динозавров. Например, у хищных динозавров тоже были перья – они появились задолго до птиц. Поэтому археоптерикса действительно можно считать примитивной птицей, и он показывает весь спектр птичьих черт за исключением одного – длинного хвоста, который у современных птиц отсутствует.

– Но у динозавров были зубы, а у птиц их нет.

– У первых птиц тоже имелись зубы, которые оказались утрачены, то есть это не уникальная птичья черта. Тем более что существовали и беззубые динозавры.

Судя по найденной в Германии окаменелости возрастом около 159 миллионов лет, именно так выглядел археоптерикс. Иллюстрация: James Reece australianmuseum.net.au 

– Есть ли какие-то гипотезы, объясняющие, почему все динозавры вымерли, а птицы – нет?

– Птицы были относительно небольшими и умели летать. Птерозавры тоже умели летать, но стоит напомнить, что это не динозавры, а группа, родственная им. К тому же в меловом периоде их как раз и начали вытеснять птицы. Чтобы выдерживать эту конкуренцию, птерозавры стали гигантскими, некоторые из них достигали 10–12 м в размахе крыльев. И как только в конце мелового периода случился катаклизм – неважно, какой природы, падение астероида или комплекс причин, – гиганты, как наиболее уязвимая группа животных, сразу же исчезла. Птицы остались – они были широко распространены, они умеют летать, у них уже к тому времени сформировались и теплокровность, и механизмы ее поддержания.

По сути, в конце мелового периода уже существовали птицы современного облика. Недавно описали птицу тех времен, которая при этом является ближайшим родственником современным кур и гусей. То есть последние уходят «корнями» в меловой период и уже тогда были успешными видами. Похоже, что если ты небольшой, теплокровный и можешь летать – это хорошо.

– Сейчас считается, что динозавры все-таки были теплокровными?

– Да, полагают, что большинство из них действительно были теплокровными. Но теплокровность может достигаться разными путями. У мелких хищных динозавров и первых птиц теплокровность была, как у современных пернатых. Некоторые крупные динозавры могли накапливать тепло просто механически, за счет работы мышц при передвижении. Не исключено, что у некоторых крупных динозавров была проблема – как бы не перегреться. У более мелких родственников тираннозавра, к примеру, были протоперья, а у самого тираннозавра была лысая кожа. Поэтому не исключено, что он как раз утратил перья для того, чтобы охлаждаться.

– Что такое протоперья?

– Перо по своему эмбриологическому развитию и экспрессии определенных генов соответствует чешуе рептилии. В процессе эволюции чешуя начала преобразовываться, но современное перо появилось не сразу. У некоторых динозавров чешуя была вытянута и чем-то напоминала волосы. Это и есть протоперья. Современное перо устроено определенным образом – там есть стержень и бородки, которые отходят от него. И эта сложная структура перьев также была найдена у некоторых динозавров, поэтому наряду с протоперьями начали развиваться и более усовершенствованные конструкции. Интересно, что протоперья были и у нединозавровых архозавров. Например, у ближайших родственников динозавров – летающих ящеров. Выглядели они, конечно, удивительно. Советские палеонтологи из Казахстана, например, описали птерозавра, который называется Sordes pilosus – что в переводе означает «нечисть волосатая».

– Перо предназначено, прежде всего, для полета?

– Да, но динозавры могли использовать их и для привлечения противоположного пола, как сегодня павлины. Например, у пситтакозавра (в переводе – «ящер-попугай») на хвосте была щетка из протоперьев. Протоперья исходно могли использоваться для теплоизоляции. Но, в целом, перья современного типа, конечно, предназначены для полета. У того же археоптерикса и родственных ему видов перья были не только на передних, но и на задних конечностях, причем такие же, как и на передних. То есть первый этап становления птиц – это четырехкрылые существа. Как именно они летали, достоверно неизвестно. Реконструкций много, и некоторые представляют археоптерикса как своеобразный биплан. Они не махали одновременно передними и задними конечностями – только передними, а ноги, возможно, использовали как дополнительные рули. Вряд ли они могли летать очень далеко, но все равно это был активный машущий полет, не планирование. Надо сказать, что хищные динозавры пробовали разные варианты полета. Удачной эволюционной находкой оказались перья, но были также и планирующие формы, у которых появилась перепонка, как у летучих мышей.

Реконструкция пситтакозавра Иллюстрация: Vinther et al. it.wikipedia.org

– Как неспециалисту отличить динозавров от остальных «завров»?

– Динозавры – это группа с большим комплексом признаков, но многие из них очень сложны для обывателя. Существует простое отличие: у динозавров, как и у нас, были тазовые кости и то место, где расположен сустав с бедренной костью, – вертлужная впадина. У нас она костяная с небольшой хрящевой прослойкой, а у динозавров там был только хрящ. Поэтому на всех скелетах динозавров вертлужная впадина – это дырка. Возьмите заднюю часть курицы, отделите ноги, и вы увидите, что между бедром и тазом находится хрящ – уберите его, и останется дырка. Еще один признак динозавров – гребни на ногах, позвоночнике, которых не было у других, более ранних хищников. У них также есть мощный выступ на самой бедренной кости, куда крепилась мускулатура, он называется четвертый вертел.

В целом динозавры получили в наследство типичную архозавровую конструкцию. У них уже был достаточно легкий череп, и похоже, что предки динозавров были двуногими и ходили на задних конечностях, а потом уже опустились на четыре ноги. Но, по сути, динозавры характеризуются целым комплексом признаков, связанных со строением таза и конечностей, которые обеспечили более совершенное движение.

– Человек, как и некоторые другие животные, обладает бипедальностью, то есть передвигается на двух ногах. Почему такой способ передвижения выбрали и динозавры?

– Похоже, предки динозавров стали бипедальными, чтобы быстрее передвигаться. Важно понимать, что динозавры не могли так изгибать позвоночник, как млекопитающие, поэтому передвижение на двух ногах для них было эффективнее, чем движение современного гепарда – на четырех. У динозавров, как и у млекопитающих, конечности располагались под телом, а не по сторонам, как у ящериц. И бипедальная конструкция, при которой ноги находятся под телом, для мезозоя была достаточной, чтобы развивать приличную скорость. У того же тираннозавра скорость была 25–30 км/ч. Мелкие хищные динозавры были еще быстрее. Динозавры появились в триасовом периоде, и в это время наши родственники зверообразные были медленными. Динозавры легко могли их догнать и охотились днем, поэтому зверообразные стали мелкими и ночными.

Кстати, если бы не появились динозавры – и нас с вами, возможно, не было бы, потому что не было бы млекопитающих в современном понимании. Если мы посмотрим на любую современную реконструкцию динозавров, то увидим, что передние конечности у них всегда меньше, даже у гигантских динозавров завроподов. Это как раз наследие того, что изначально динозавры были двуногими. А вообще, если хотите посмотреть, как двигались динозавры, по крайней мере мелкие, посмотрите на ворон.

– А что было бы, если бы динозавры не вымерли?

– В этом случае млекопитающие существовали бы и были бы разнообразными, но, скорее всего, сохраняли бы небольшие размеры (иначе их бы просто съели). Такого разнообразия, конечно, не появилось бы. И, скорее всего, людей тоже.

– Вороны и попугаи, которые относятся к птичьим динозаврам, считаются одними из самых умных животных. А что можно сказать про интеллект динозавров?

– Оценить такие параметры сложно. В основном пользуются такими признаками, как размер головного мозга в перерасчете на размеры тела. Считается, что если тело небольшое по сравнению с размерами мозга, то животное может быть умным. И по такому показателю самыми интеллектуальными динозаврами можно назвать тех, кто был близок к птицам. Но мозг у них был меньше, чем у современных птиц, поэтому вряд ли их можно назвать интеллектуалами. Тем не менее, мы можем недооценивать их, потому что нам не до конца известно, как в их головном мозге взаимодействовали нейроны. Ведь у современных птиц нейроны в мозгу расположены более компактно по сравнению с млекопитающими. К тому же такие индексы не всегда работают.

Я думаю, если бы мы имели возможность наблюдать за динозаврами, они бы нас сильно удивили, и, хотя не дотягивали бы до способностей ворон и попугаев, могли приближаться к ним. В целом у динозавров было сложное поведение – это можно понять по современным птицам и крокодилам. Так, в сезон размножения цапель некоторые популяции крокодилов держат в зубах палку, а сами скрываются под водой. Для цапель палка – это ресурс для постройки гнезд. Цапля видит палку, подлетает, крокодил ее съедает. Это сложное поведение фактически с использованием орудий труда. Уровень интеллектуального развития динозавров, на мой взгляд, мог находиться между крокодилами и птицами.

Ингентия прима. Обратите внимание на его «птичью» дыхательную систему, которая имеет шейные воздушные мешки (зеленые) и легкие (коричневые). Иллюстрация: Jorge A. González sciencemag.org 

– Кто из динозавров имел бы шанс стать разумным, если бы они не вымерли?

– Я думаю, что это могли быть хищные динозавры или птицы. Других вариантов нет. Если представить, что млекопитающих не было бы совсем, то появились бы нелетающие птицы, между которыми пошла бы конкуренция, и рано или поздно появились бы интеллектуалы. Смогли бы они создать цивилизацию – сказать сложно.

– Где жили динозавры, рыли ли они норы?

– Есть предположение, что некоторые мелкие растительноядные формы жили в норах. Но многие динозавры делали гнезда. Причем известны групповые гнездования, как у некоторых современных страусов. Но судить об этом очень сложно – для этого нужно, чтобы сохранилось дерево, а на нем – гнездо.

– Какой динозавр сегодня считается самым большим из найденных?

– Пальма первенства постоянно переходит от одного к другому – проще обозначить крупную группу, которая называется завроподами. 30 м для них – это доказанная длина, средние размеры для этой группы – 10–14 м. Что касается веса, то нужно быть очень осторожными в расчетах. Динозавры – это сложная конструкция. У современных птиц от легких отходят специальные выросты – воздушные мешки. Они заходят в кости и облегчают их (это называется пневматизация). Благодаря им у птиц есть двойное дыхание – когда газообмен происходит и при вдохе, и при выдохе. Поэтому ответить на вопрос «Почему люди не летают, как птицы?» отчасти можно так – потому что у нас нет воздушных мешков. Последние были у гигантских и хищных динозавров – они облегчали их вес. Так что считать их массу нужно с учетом этого, не говоря уже об облегченных костях гигантов – они были очень губчатыми.

– Почему со времен динозавров природа больше не создавала таких огромных существ?

– До конца понять причины сложно. Похоже, что наземные гиганты возможны при наличии определенных структур в организме. Например, тех же воздушных мешков. Эволюция же работает по принципу «я его слепила из того, что было» – другие животные не имели воздушных мешков, а создавать их заново, видимо, не было никакой надобности. В водной среде легче, поэтому в океане гигантские животные есть – это киты.

– От кого произошли млекопитающие?

– В каменноугольном периоде произошло важное событие – на Земле появилась группа под названием амниоты. До этого были только амфибии, которые связаны с водой, в том числе при размножении. Главное новшество амниот было в том, что они приобрели способность самостоятельно формировать вокруг своего зародыша водную оболочку. К амниотам относятся современные птицы, рептилии и млекопитающие. От амниот отделились парарептилии (похоже, эта группа вымерла), диапсиды и синапсиды. Из зверообразных появились млекопитающие, для которых изначально были характерны маленькие размеры и ночной образ жизни. Большинство птиц, кроме некоторых (например, сов), – дневные хищники, поэтому динозавры, вероятно, тоже обладали такой стратегией. Что и заставило млекопитающих стать ночными. Неудивительно, что для млекопитающих характерно дихроматическое зрение – ночью хорошо видеть необязательно.

Правда, у приматов, в том числе у человека, в процессе эволюции оно усложнилось и стало трихроматическим, но большинство млекопитающих могут различать комбинации всего двух цветов. А вот у птиц тетрахроматическое зрение – их цветовосприятие куда живописнее, чем наше. Зато у млекопитающих лучше обоняние. И именно обонятельные доли мозга, кстати, потом развились в большие полушария, которые отвечают за наш интеллект. Ближайший родственник нашей группы плацентарных млекопитающих жил в начале мелового периода. Одно из древнейших плацентарных, которое входит в число претендентов на нашего предка, называется эомайя.

Вымершие млекопитающие эомайя Иллюстрация: Bernard Duhem, cabinetdecuriosites3d. mnhn.fr

– Отчего же вымерли динозавры?

– Скорее всего, это был комплекс причин. Помимо падения астероида, который, вероятно, просто добил динозавров, были и такие факторы, как вулканическая деятельность, отступление моря и многое другое. Одномоментное вымирание динозавров известно только в Северной Америке, куда и упало космическое тело, а во всем остальном мире – нет.