Книга: Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле

Скелет динозавра

Скелет динозавра

Динозавры – позвоночные, и общий план строения их скелета такой же, как у рыб, амфибий и млекопитающих, а также других рептилий. Если конкретнее, они относятся к наземным позвоночным (четвероногим) – подгруппе позвоночных, у которых (в отличие от рыб) есть пальцы и конечности, соединенные с плечевым и тазовым поясом. Принадлежность динозавров к четвероногим животным означает, что их скелет, по сути, такой же, как наш. Так что если вы хоть что-то знаете о скелете человека, то и о скелете динозавра вы уже знаете немало.

Один из ключевых элементов скелета позвоночных – это позвоночный столб, или позвоночник. Он состоит из многочисленных отдельных сегментов (позвонков) и в передней части соединяется с черепом. В черепе находятся мозг и основные органы чувств (глаза, уши, нос, язык). Из черепа через специальные отверстия выходят многочисленные нервы и соединяют мозг с различными областями тела. Вдоль позвоночника проходит толстый пучок нервной ткани – спинной мозг. В передней части он соединяется с головным мозгом, а по всей длине от него отходят нервы.

Череп устроен сложно и состоит из множества костей. Зубы растут из костей челюсти и состоят из двух чрезвычайно прочных материалов: дентина и эмали. Зубы динозавров росли в отдельных лунках, как и у нас. У большинства новые зубы росли на протяжении всей жизни, причем каждый зуб сменялся всего через месяц. Людям такая система кажется необычной, так как у нас за всю жизнь бывает всего два набора зубов, но на самом деле это нормально для позвоночных. Разнообразие зубов динозавров мы еще рассмотрим подробнее (см. главу 4).

Мы привыкли думать, что единственная подвижная часть черепа – это челюстной сустав. Благодаря ему нижняя челюсть перемещается относительно остального черепа, когда мы жуем или говорим. Крошечные косточки у нас в ушах – уникальная особенность млекопитающих – тоже подвижны и двигаются от звуковых волн, проходящих через барабанную перепонку. Большинство остальных костей черепа у нас (и других млекопитающих) прочно соединены и не смещаются относительно друг друга. Возможно, некоторые динозавры в этом отношении сильно отличались от млекопитающих. У них могли быть подвижные участки на нижней челюсти, небе и морде, что, видимо, было полезно при питании. Такая подвижность костей черепа называется черепной кинетизм. Как мы вскоре увидим, все еще ведутся споры о том, насколько именно был подвижен череп нептичьих динозавров.

Еще одно явное отличие черепа динозавров от человеческого состоит в том, что помимо отверстий для глаз и ноздрей у большинства динозавров есть большие отверстия по бокам и в задней части черепа. Самое заметное называется предглазничным окном, оно расположено сбоку между ноздрей и глазницей. Два других отверстия позади глазницы называются височными окнами. Высокое отверстие сбоку – это нижнее височное окно, а закругленное на верху черепа – верхнее височное. Височные окна не уникальны для динозавров, они есть у всех диапсид – большой группы рептилий, в которую входят и динозавры. «Диапсиды» означает «с двумя отверстиями». К ним относятся также крокодилы, ящерицы и змеи. В главе 1 мы видели, что и предглазничное окно встречается не только у динозавров. Это обычный признак архозавров – подгруппы диапсид, к которой относятся динозавры, а также крокодилы и несколько вымерших групп животных.

Зачем вообще нужны эти дополнительные отверстия в черепе? Хороший вопрос. Они были частично заполнены мышцами, закрывающими челюсти, поэтому обычно наличие отверстий объясняют так: к ним крепились челюстные мышцы. Также считается, что они укрепляли череп и помогали лучше выдерживать нагрузки на кости во время укуса. По-видимому, эти объяснения частично верны. Однако возможно, что огромное предглазничное окно было не так нужно для крепления мышц челюсти, как мы привыкли думать, поскольку новые данные говорят, что оно было в основном заполнено большим воздушным мешком, а не мышцами. Этот мешок был частью так называемой пневматической системы. Эту особенность анатомии динозавров мы более подробно обсудим ниже. В черепах многих динозавров было удивительное количество сложных, заполненных воздухом полостей.

У некоторых динозавров (например, анкилозавров) черепные отверстия повторно заросли костью. У других (например, реббахизавридовых завропод) отверстия расширились, и черепа стали более легкими и открытыми. Эти эволюционные изменения в устройстве черепа связаны с тем, как эти динозавры питались, а возможно, и с тем, как они издавали звуки или сражались с другими динозаврами.

Черепа и зубы динозавров представляют особый интерес для ученых, ведь именно они несут массу информации о питании, поведении и образе жизни. Но череп – это только часть скелета, причем меньшая. Большая часть скелета называется посткраниальным скелетом, к нему относится все, кроме черепа. Как у других четвероногих, у динозавров есть парные конечности и пояса конечностей в передней и задней части тела. Пояс передних конечностей называется скапулокоракоид, или плечевой пояс. Он состоит из лопатки и пластинчатой кости, которая называется коракоид.

В центре грудной клетки коракоид соприкасается с грудной костью – грудиной. У некоторых динозавров в передней части плечевого пояса есть дополнительные кости, в том числе стержневидные ключицы. У теропод есть V-образная вилочковая кость, или просто вилочка, которая нам хорошо знакома, так как она есть у птиц. Когда-то ее считали уникальной особенностью птиц, но на самом деле она есть у всех теропод, даже самых ранних. V-образная кость, образованная ключицами, есть даже у их дальнего родственника – завроподоморфа массоспондила.

Грудную клетку динозавров составляют 13 или около того пар больших изогнутых грудных ребер. Как и у большинства наземных позвоночных, ребра динозавров подвижны: два бугорка на верхнем конце каждого ребра позволяют мышцам его перемещать. У ящеротазовых динозавров есть дополнительные кости грудной клетки, которых нет у млекопитающих: гибкие стержневидные V-образные кости, расположенные в виде корзины вдоль нижней поверхности грудной клетки и живота. Эти «ребра живота» называются гастральной корзиной, а отдельные кости, из которых она состоит, называются брюшными ребрами, или гастралиями. Как и грудные ребра, гастралии были связаны друг с другом мышцами и, по-видимому, помогали расширять живот и грудь при дыхании. Сегодня гастралии имеются у крокодилов, а у птиц их нет. Они хорошо заметны у многих древних птиц юрского и мелового периодов, и, очевидно, более поздние птицы со временем их утратили.