Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле - [48]

Безусловно, увеличенный крючковатый коготь на втором пальце ноги манирапторов вроде дейнониха был грозным оружием. Но как его использовали? Многие эксперты предполагали, что им вспарывали брюхо жертвы. Сейчас это кажется маловероятным

Как использовались эти серповидные когти? Раньше была популярной гипотеза, что они выполняли режущую функцию: разрезали живот или бок жертвы, чтобы выпотрошить ее. Сейчас такое использование когтей представляется крайне маловероятным. Тесты, выполненные при помощи копий когтей и механических моделей лап, показали, что они плохо разрезают плоть. К тому же в теле жертвы не так много мест, которые легко разрезаются. Если посмотреть на современных животных, то аналогичный увеличенный коготь на втором пальце есть у соколов и ястребов. Когтями они не режут и не потрошат жертву, а пришпиливают ее к земле. Убивают же они клювом, а не когтями. Наверное, это более реалистичный взгляд на хищническое поведение динозавров: вероятно, они запрыгивали на спину добычи, придавливали ее к земле своим весом, а затем кусали. Возможно, не случайно, что у этих теропод были длинные передние лапы, полностью покрытые перьями: видимо, им нужно было удерживать равновесие на сопротивляющейся жертве, и крылообразные передние конечности в этом помогали.

Дейноних и подобные манирапторы, возможно, убивали добычу аналогично современным ястребам и соколам. Жертва удерживается мощными когтистыми лапами, а хищник сохраняет равновесие при помощи оперенных передних конечностей и хвоста. Добычу поедают заживо

Компьютерное моделирование и изучение пищевого поведения динозавров

Мы неоднократно видели, как новые компьютерные методы позволяют палеонтологам проверять гипотезы о функционировании и поведении динозавров. Один из наиболее примечательных методов называется методом конечных элементов (МКЭ). Изначально он предназначался для изучения того, как здания или самолеты ведут себя при больших нагрузках: например, при сильном ветре или вибрации от мощных двигателей. МКЭ превращает трехмерный объект в сетку из крошечных многоугольников – полигонов. На сетку прикладывается усилие, и программа определяет, как распределяется давление и где находятся самые прочные и самые слабые участки. Эти участки подкрашиваются разными цветами: как правило, красным цветом обозначают области с самым высоким напряжением, а синим – с самым низким.

МКЭ стал чрезвычайно популярным методом изучения пищевого поведения и силы укуса, его использовали для исследования представителей основных групп динозавров. Первый эксперимент был проведен командой во главе с Эмили Рейфилд, которая в качестве объекта исследования взяла полный череп аллозавра. Оказалось, что череп аллозавра очень хорошо выдерживал нагрузки, даже более сильные, чем возникали при его укусе жертвы. Это открытие может подтвердить гипотезу, что аллозавр использовал весь череп как тесак, многократно ударяя жертву челюстями и нанося режущие раны.

Построив трехмерную цифровую модель черепа аллозавра, Эмили Рейфилд и ее коллеги смогли показать, как распределялось напряжение в черепе во время укуса. Желтые стрелки показывают направления сжатия, а красные – напряжение

Впоследствии МКЭ применили и к другим нептичьим тероподам: целофизису, карнотавру, бариониксуи тираннозавру, а также к завроподам, в том числе диплодоку и камаразавру. Результаты пока что соответствуют предыдущим гипотезам о кормовом поведении этих динозавров. Основным преимуществом МКЭ является то, что он дает гораздо более подробную информацию о функционировании черепа, чем прежнее изучение его общей формы и строения. Например, распределение нагрузки вдоль длинной узкой морды спинозаврида барионикса аналогично таковой в черепе крокодилов, в частности рыбоядного гавиала, что подтверждает гипотезу о том, что спинозавриды использовали свой череп аналогично крокодилам. Соответственно, МКЭ существенно расширяет наши возможности изучать череп как «механизм для питания».

Проведенное Эмили Рейфилд исследование тираннозавра показало, что его череп мог выдерживать огромные нагрузки, возникавшие при разгрызании костей, – а мы знаем, что он разгрызал кости, благодаря следам укуса тираннозавров на костях других динозавров и громадному копролиту, который мы обсудим позже. Исследование Рейфилд также показало, что часть нагрузки в черепе тираннозаврараспределялась через носовые кости вдоль верха морды. Видимо, этим объясняется, почему у тираннозавра(и других тираннозаврид) такие толстые, грубые, сросшиеся носовые кости – они играли решающую роль в противостоянии нагрузкам.

При использовании МКЭ обычно задействуют разные цвета, чтобы показать распределение напряжения при нагрузке. На этой модели черепа тираннозавра области с наибольшим напряжением показаны красным цветом, а с наименьшим – синим

Применение МКЭ идет рука об руку с другими способами исследования черепа и скелета. Палеонтологи продолжают упорно трудиться, чтобы применять все более точные и математически строгие методы изучения поведения и анатомии вымерших животных.

Чем больше мы узнаем, тем больше понимаем, что МКЭ может показать лишь часть общей картины. В конце концов, животные состоят не только из костей. В работе черепа и других частей тела ключевую роль играют мышцы, связки и другие мягкие структуры. На самом деле их роль при укусах и питании настолько важна, что было бы опрометчиво полагаться только на данные изучения костей. Есть даже исследования современных животных, которые показывают, что части головы, испытывающие наибольшее напряжение при укусе, вовсе не совпадают с теми частями черепа, которые предсказаны на основе МКЭ!