Книга: Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле

Кость динозавра под микроскопом

Кость динозавра под микроскопом

Мы привыкли думать, что кости служат каркасом для тела животного. Это правда, но их функции намного шире. Кость – это живая, растущая ткань, которая постоянно изменяется. В зависимости от нагрузок и давления меняются ее размер, форма и толщина; в соответствии с потребностями владельца она разрастается; наконец, на ней отражается рост, возраст и даже состояние здоровья животного. Изучая тонкие срезы кости под микроскопом, палеонтологи узнают массу нового о биологии динозавров.

Изучение микроскопического строения тканей (в том числе костей) называется гистологией. Основные инструменты палеонтологов, изучающих этот предмет, – ленточная пила или дрель (чтобы отрезать или извлечь нужный кусочек кости) и микроскоп.

Кости нептичьих динозавров в основном состоят из ткани, которая называется фиброламеллярной костью. Она представляет собой хаотичную, запутанную структуру костных волокон и кровеносных сосудов. По современным животным мы знаем, что непрерывное воспроизводство фиброламеллярной кости свидетельствует о быстром росте костей и организма в целом.

На срезе фиброламеллярных костей нептичьих динозавров часто видно, что внутри кости не очень много места для кровеносных сосудов. Также могут быть видны линии роста. Они похожи на годичные кольца деревьев и называются линиями задержки роста. На основе изучения современных животных считается, что эти кольца были ежегодными. Так что подсчет колец может дать приблизительный минимальный возраст животного в момент смерти. И каковы же результаты? Были ли нептичьи динозавры (особенно крупные) долгожителями, жившими многие десятилетия? Пока что результаты довольно неожиданные: оказывается, продолжительность жизни динозавров относительно небольшая, даже гигантские виды редко жили дольше 40-50 лет.

На внешнем крае среза кости иногда присутствует отдельный слой, который называется внешней фундаментальной системой. Этот слой встречается у взрослых динозавров и содержит множество близко расположенных годичных колец. Он показывает, что нептичьи динозавры не росли всю жизнь, а переставали расти к зрелости или по крайней мере росли очень медленно. Если же в костях отсутствует этот слой, то динозавр в момент смерти все еще рос, не достиг полного размера, а значит, был молодым животным или детенышем.

Большинство данных свидетельствуют, что нептичьи динозавры росли намного быстрее, чем такие рептилии, как черепахи и ящерицы. Совсем недавно, еще в 1980-х гг., предполагалось, что гигантским завроподам нужно было больше 100 лет, чтобы достичь максимального взрослого размера. Более современные исследования показывают, что даже самые большие завроподы достигали полного размера за 40 лет или быстрее. Такой стремительный рост имеет большое значение для биологии динозавров в целом, мы еще вернемся к этому вопросу в главе 4.

Отложим пока темпы роста и посмотрим, что еще анатомия костей динозавров может рассказать нам об их биологии. У некоторых найденных динозавров сохранились сломанные и зажившие кости, а у других на костях есть странные бугры, неровности или участки с необычной текстурой. Сломанные и зажившие кости говорят о том, что динозавры получали раны в сражениях, во время падения или других несчастных случаев. Найдены рогатые динозавры, у которых отломаны части рогов или с выбоинами на лицевых костях, тираннозавр со сломанными ребрами, поврежденной передней лапой и инфицированной костью голени, а также аллозавр, на костях голени и хвоста которого остались дыры, по-видимому, следы ран, нанесенных хвостовыми шипами стегозавров.

Исходя из знаний о современных животных, можно предположить, что нептичьи динозавры иногда страдали от болезней и отклонений в развитии. Некоторые специалисты по анатомии костей утверждают, что мы можем идентифицировать причины этих отклонений и диагностировать рак, артрит и другие болезни. Большинство экспертов с этим не согласны. В лучшем случае нам остаются лишь обоснованные предположения о том, чем вызваны эти отклонения: к сожалению, мы не можем сделать все необходимые анализы, чтобы поставить верный диагноз.

Как ни удивительно, но можно узнать пол и репродуктивный статус динозавра по микроструктуре его костей. Уже несколько десятилетий известно, что у самок птиц есть уникальный тип костной ткани – медуллярная кость, которая образуется одновременно с производством яиц. Она растет внутри особой полости в костях ног и представляет собой губчатую массу. Она нужна, чтобы запасать кальций, который затем используется для формирования яичной скорлупы. Ученые, изучающие остатки животных, обнаруженных при археологических раскопках, использовали наличие медуллярной кости, чтобы определять пол древних птиц с начала 1980-х гг., а в 1990-х гг. несколько палеонтологов предположили, что со временем ее обнаружат и у нептичьих динозавров, например у теропода, которого найдут сидящим на гнезде. Это предсказание сбылось в 2005 г., когда медуллярную кость нашли в кости голени тираннозавра. Еще одна предположительно «птичья» черта оказалась не уникальной для птиц, а появилась гораздо раньше, далеко внутри семейного древа теропод.

С 2005 г. медуллярную кость нашли у других нептичьих теропод (у аллозавра) и у птицетазовых (у тенонтозавра). Что-то похожее нашли и у завроподоморфа мусзавра. Такое распространение говорит, что медуллярная кость присутствовала у всех линий динозавров и была унаследована ими от общего предка. Важно помнить, что, хотя присутствие медуллярной кости явно говорит, что ее обладатель был самкой, которая откладывала яйца, отсутствие кости вовсе не означает, что животное было самцом. Если медуллярной кости нет, то, возможно, перед нами самец, однако это вполне может быть и самка, которая в этот период не откладывала яйца. Медуллярная кость – признак хороший, но не безупречный. Мы вернемся к этому вопросу и его значению для гнездового поведения динозавров в главе 4.

Само наличие медуллярной кости действительно интересно, потому что оно позволяет определить пол по крайней мере некоторых мезозойских динозавров. Но больше всего впечатляет то, что оно говорит нам о биологии динозавров. Любое животное, у которого есть медуллярная кость, очевидно, достигло половой зрелости. Другими словами, оно достигло того возраста, когда могло спариваться и откладывать яйца. Таким образом, можно было предположить, что медуллярная кость будет присутствовать только у полностью выросших динозавров. Но это не так. Особи аллозавров и тенонтозавров, у которых найдена медуллярная кость, были подростками, вдвое меньше взрослых. Значит, нептичьи динозавры некоторых (или даже многих) видов могли размножаться задолго до того, как достигали полного размера и переставали расти. Они были родителями-подростками. Возможно, нептичьи динозавры многих видов ухаживали друг за другом, спаривались и растили детенышей задолго до достижения полного размера взрослого. Это может изменить наше представление о гнездовьях динозавров и о том, как они общались между собой в сезон размножения.