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.
У всех позвоночных одно и то же общее строение скелета. Чтобы правильно собрать скелет динозавра – в данном случае слепок британского теропода барионикса, – нужно хорошо знать анатомию позвоночных
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).
Сочлененные скелеты и изучение современных животных позволяют нам с некоторой степенью точности восстанавливать нептичьих динозавров вроде эораптора. Для изучения скелета динозавра, конечно, необходимо базовое знание анатомии
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.
В черепе динозавров есть несколько отверстий, которых нет в человеческом черепе. Сбоку расположено предглазничное окно, а большое, высокое отверстие позади глазницы называется височным окном. На рисунке – череп позднетриасового завроподоморфа платеозавра
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.
