Книга: Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире

Черепная коробка

Черепная коробка

Двигаемся вглубь черепа: мозг целиком заключен внутри совокупности костей, называемой черепной коробкой, расположен примерно между глазами и почти подвешен внутри черепа. Поскольку мозг прилегает очень плотно к черепной коробке, ее внутренние размеры и форма эффективно отражают форму и размеры самого мозга. Слепок, сделанный с внутренней поверхности черепной коробки (или в наши дни 3D-сканирование), может продемонстрировать ряд важных особенностей, и мы знаем, как выглядел мозг тираннозавра по результатам сканирования черепа Сью{22}. Такой снимок может отражать структуру внутреннего уха и, значит, позволяет установить даже типы звуков (высоко– или низкочастотные), на которые были настроены уши. К сожалению, для тираннозавров эта информация сейчас неизвестна, но имеется принципиальная возможность ее получить. Я бы ожидал, что тираннозавры в целом имели широкий слуховой диапазон: крупных интересовали бы высокочастотные звуки мелкой добычи и низкочастотные других тираннозавров, в то время как небольшие тираннозавры, возможно, в основном сосредотачивались бы на более высоких звуках, при этом низкие могли указывать на опасность, поэтому их все равно старались бы не пропустить.

Отдельные части мозга представлены у животных в строгом порядке, так что довольно легко определить, где они располагались и увеличены ли особо какие-либо конкретные области. Тираннозавр отличается увеличенной обонятельной луковицей и, следовательно, должен был обладать особенно хорошим нюхом, что, скорее всего, верно и для других тираннозавров. В черепной коробке имелись отверстия, через которые внутрь входили нервы и кровеносные сосуды, а сзади располагалось огромное отверстие для главного нервного ствола, отходящего от мозга к остальному телу. Под этим отверстием находился большой костяной шар на ножке, затылочный мыщелок, служивший местом сочленения черепа с остальным телом и являвшийся главным элементом, связывающим тело с головой.

Обычный и очень упрощенный способ оценки уровня интеллекта – сопоставлять размер мозга с размером тела. Чтобы управлять большим телом, требуется больший мозг, поэтому у более крупных животных мозг объемнее, чем у мелких, и если мозг больше, чем ожидается от животного данного размера, это может указывать на более умное животное (у человека, например, непропорционально большой мозг). Тираннозавры не являются исключением, так что вряд ли обладали исключительным интеллектом, но это не означает, что они были глупы. В конце концов огромное множество животных с мозгом сравнимого размера могут выполнять довольно трудные задания и демонстрировать сложное и впечатляющее поведение, такое как решение различных задач.

Переходим к мандибуле (совокупности костей, составляющих нижнюю челюсть): у древних тираннозавров она была довольно тонкой, но у поздних форм стала более прочной и высокой, как и череп. Это также должно было увеличивать способность данной части черепа выдерживать серьезные нагрузки при кусании. Зубные кости могут быть слегка вогнуты по верхнему краю и, вероятно, соответствуют немного выпуклому изгибу верхнечелюстной кости, и это, подобно кривым ножницам, призвано было выравнивать нагрузку во время работы челюстей. В ископаемых останках тираннозавров две стороны мандибулы часто встречаются отдельно, и они не соединены сросшимися передними частями зубных костей, как у многих других животных (включая человека), зубные кости также не срастались с костями в задней части мандибулы. Такое строение иногда приводит к предположению, что две стороны мандибулы могли немного расходиться, и что зубные кости могли выгибаться наружу относительно остальных челюстных костей. Это позволяло бы увеличивать раскрытие пасти и, таким образом, облегчить заглатывание крупных кусков пищи. Однако в реальности эти разнообразные кости должны были весьма крепко удерживаться вместе группами связок на концах зубных костей (следы прикрепления этих связок явственно видны на хорошо сохранившихся костях) и другими, расположенными глубже в пасти. Хотя, вероятно, имелся небольшой люфт, помогавший распределять усилие мощного укуса, эти кости не двигались по отдельности и форма челюсти не менялась.

Связки, соединяющие одни кости с другими, и сухожилия, крепящие мышцы к костям, оставляют на костях следы в местах своего прикрепления. Добавив к этим данным наши знания о конфигурации мышц у современных архозавров, возможно определить, где прикреплялись важнейшие группы мышц и каковы были их основные функции. С мышцами головы все вполне очевидно: несколько крупных групп мышц на тыльной части черепа смыкали челюсти и обеспечивали укус, а намного более слабая группа размыкала челюсти. Другие мышцы на задней части головы соединялись с шеей и позволяли голове изменять положение и ориентацию.

Несколько групп мышц соединяли мандибулу с остальным черепом, обеспечивая размыкание и смыкание челюстей. Те, которые шли от затылочной части черепа к задней части мандибулы, действовали как депрессоры, опускающие мышцы, открывая пасть. Мышцы способны только сокращаться, становясь короче (чтобы удлиниться, им нужно расслабиться, позволяя другой группе мышц выполнить работу по возвращению их в исходное состояние). Таким образом, соединение самого заднего конца челюсти и места позади точки ее сочленения с остальным черепом позволяет открыть пасть посредством сокращения. Поскольку это не требует большого усилия (мандибула также оттягивается книзу действием силы тяжести, так что, открывая челюсть, не приходится сильно напрягаться), здесь нужен сравнительно небольшой мускул. Вот почему – не то чтобы я советовал это пробовать – у животных вроде крокодилов и львов можно удерживать пасть в закрытом состоянии даже одной рукой, поскольку сила необходима для закрывания, а не для открывания пасти.

Мышцы, закрывающие челюсти, прикрепляются перед точкой сочленения и являются значительно более крупными и многочисленными, чем открывающие мускулы; связаны они могут быть с макушкой черепа или нёбом. Это придает серьезную мощь смыканию челюсти, и позднейшие тираннозавры с их буквально костедробительным укусом, несомненно, имели в этом месте весьма развитую мускулатуру. Однако, в отличие от млекопитающих, мышцы в основном проходили внутри черепа и прикреплялись также внутри. Так, если вы стискиваете зубы, у вас на щеках вздуваются напряженные мускулы, но у динозавров такого не происходило, разве местами могли выступать небольшие желваки. Также эта черта придает голове динозавра вид, отличный от головы млекопитающего.

Единственной свободно перемещающейся парой костей в черепе тираннозавра должны были быть гиоиды – подъязычные кости, которые не скреплены ни с какой другой костью тела. Насколько я знаю, они у тираннозавров пока не обнаружены. Обычно пара гиоидных костей срастается вместе в нечто, напоминающее по форме букву Y, и когда эти кости присутствуют в окаменелых останках (они редко сохраняются у ископаемых групп), то располагаются между зубными костями. У современных животных гиоиды функционируют как опора языка, но они могут быть тонкими и хрупкими, что, вероятно, объясняет, почему они до сих пор не найдены.

Мышцы – смыкатели челюсти не могут располагаться спереди головы, потому что они будут попадать в поле зрения, мешать функционированию глаз и носа и к тому же делать пасть слишком маленькой, поэтому прикрепляются в задней части головы. Однако в соответствии с базовым принципом рычага чем больше удаляешься от точки приложения силы, тем меньше силы передается. Поэтому тираннозавры с пропорционально длинными головами, подобные алиораму, вряд ли обладали такой же силой укуса, как животное с равным количеством мышц, но более короткой головой. Также отсюда следует, что самый мощный укус должен приходиться на заднюю часть челюстей, но, скорее всего, это нивелировалось тем, что челюсти вряд ли открывались настолько широко, да и, вероятно, было сложно засунуть что-либо так глубоко в пасть. Словом, самые сильные укусы должны были осуществляться где-то в середине верхнечелюстной кости, где достигается равновесие между мощностью и практической возможностью. Неудивительно, что самые большие зубы в челюсти тираннозавра росли на передней трети верхнечелюстной кости сверху и в середине зубной кости на нижней челюсти.