Целюрозаврав как живой брюхолёт

В 1901 году в руки известного немецкого палеонтолога Карла фон Фрича попала плитка из каменоломни в окрестностях Мансфельда. Рукой неизвестного коллекционера на ней была сделана надпись: «Летающий ящер». Но Фрич посчитал, что на скелет ископаемой рептилии наложился хвостовой плавник от целаканта, и просто сковырнул «лишние» кости.

Ученый действительно знал очень много: он составил геологические карты Канарских островов и опасного альпийского перевала Сен-Готард, описал огромное число всевозможных палеозойских и мезозойских окаменелостей Центральной Европы – от кольчатых червей и мечехвостов до рыб и морских рептилий. Ко времени необычной находки он возглавил Германскую академию естествоиспытателей «Леопольдина» и перебрался в престижный Университет Галле, где создал внушительный музей, оснащенный 30-метровым геологическим профилем для учебных целей. Но, несмотря на все свои знания, разглядеть летучее существо в позднепермском скелетике фон Фрич не сумел…

Вы читаете главу «Брюхолёт. Целюрозаврав» из новой книги палеонтолога Андрея Журавлева «Как живые» с иллюстрациями Александры Марченко. Публикуется с любезного разрешения издательства «Альпина нон-фикшн».

Спустя 30 лет Иоганн Вейгельт, некоторое время стажировавшийся у Отто Йекеля в «Грифоновой академии» (так прозвали Университет Грайфсвальда), описал странную находку из верхнепермских медистых песчаников и назвал ее палеохамелеоном Йекеля (Palaeochamaeleo jeakeli) в честь старшего коллеги. Он счел это существо чешуйчатой рептилией сродни гаттерии. Еще через десятилетие выяснилось, что название «палеохамелеон» уже использовано для ископаемой ящерицы, и его заменили на вейгельтизавра (Weigeltisaurus)… Увы, Вейгельт почитал себя «истинным арийцем, беспощадным к врагам Рейха» – вел беседы о важном среди подчиненных в Университете Галле в соответствии с национал-социалистическими идеалами, а его журнал Der Biologe редактировался в Аненербе. Так что вейгельтизавр оказался сродни рехлингии Гитлера (Rochlingia hitleri) – среднекаменноугольному насекомому из группы палеодиктиоптер, носящему имена сразу двух нацистских преступников. Из анналов науки его уже не вычеркнешь (но анналы – они разные бывают: некоторые всего с одной буквой «н»)… [Это реальный случай: на титульном листе «Жертвы любви» Роберта Честера за 1611 год значилось «Anuals», а не «Annals».]

К тому времени на другом конце планеты – на Мадагаскаре, тоже в верхнепермских отложениях (возрастом около 260–255 млн лет), уже обнаружили остатки другого, но очень похожего существа. Оно получило почти непроизносимое, зато безобидное имя – целюрозаврав эливский (Coelurosauravus elivensis). Элива – гора на юго-западе острова, а название рода означает «полый заврав» (от греч. κοῖλος – «пустой, полый») и отсылает к мелкой каменноугольной амфибии – завраву. «Полым» он оказался потому, что, подобно другим позднепермским позвоночным Мадагаскара, сохранился в виде пустот в известковых стяжениях. (Заполняя пустоты латексом, с них делают слепки, на которых в деталях можно изучать даже микроскульптуру костей.) Описал целюрозаврава (в 1926 году) и привез его из далекой французской колонии Жан Пивто, побывавший там с палеонтологической экспедицией парижского Национального музея естественной истории. Пивто волновали не только различного рода древние позвоночные, но и вопросы происхождения человека, поскольку Мадагаскар, кроме необычных пермских и триасовых окаменелостей, поразил его, конечно, лемурами. Этим приматам он тоже посвятил несколько весомых работ. Этим вклад Пивто в науку не ограничивался: он изучал наскальную живопись в пещерах французской Шаранты – настоящего Лувра или, скорее, Музея Орсе каменного века – и выпустил 10 томов очень важной для всех палеонтологов книги «Traite de Paléontologie».

Целюрозаврав и его соплеменники стараниями ученых с тех пор успели прописаться практически во всех категориях рептилий: родственники динозавров, клювоголовые, птерозавры, ранние синапсиды (вроде пеликозавров) и, конечно, стволовые заврии (группа, исходная для всех черепах, архозавров, морских ящеров и чешуйчатых, вместе взятых). Крылья тоже то исчезали, то появлялись, оказывались то сверху, то снизу.

Вейгельтизавр (Weigeltisaurus jaekeli) планирует с помощью перепонки на удлиненных гастралиях (брюшных «ребрах») где-то в позднепермской Саксонии-Анхальт (Германия). Иллюстрация: Scott Reid.

Пермско-триасовые позвоночные в разнообразии придумок для полета вообще ничем себя не ограничивали. Природа оказалась гораздо изобретательнее инженеров-авиаторов начала XX века. Шаровиптерикс (Sharovipteryx) уподобился дельтаплану, отрастив перепонки между задними лапами; икарозавр (Icarosaurus) использовал мембрану, растянутую между удлиненными ребрами; лонгисквама (Longisquama) отпустила какие-то немыслимо длинные спинные «чешуеперья». И не будем забывать, что наиболее успешная мезозойская летательная конструкция – жесткая перепонка, подвешенная на одном пальце, – тоже была «придумана» птерозаврами в триасовом периоде. Тогда же среди костных ганоидов возникли первые летучие рыбы.

Целюрозаврав и его сородичи «изобрели» нечто свое: воспарили на «брюшных ребрах». Многочисленные тонкие, слегка загнутые назад и очень длинные, видимо, полые парные гастралии превратились в подобие лонжеронов – важнейших продольных элементов конструкции крыла самолета, на которые приходятся растягивающие, изгибающие, сжимающие и другие нагрузки. Круглые в сечении гастралии целюрозаврава также воспринимали крутящий момент. (Поэтому в современной авиапромышленности лонжероны создают исключительно из высококачественных материалов – легких, но прочных.) В плоскости его перепончатого крыла, площадью около 200 см2, равномерно распределялись 29 поперечных рядов «брюшных ребер». Первые из них были относительно короткими, с пятой пары по девятую резко удлинялись, а затем постепенно снова уменьшались в размерах. Общие очертания крыла получались примерно как у цикады. При длине тела чуть больше 30 см ширина плоскости крыла достигала 35 см, то есть существо приобрело почти изометричную форму и план строения «брюхолета».

Конструкция остального тела как бы подчинялась его «окрыленности» и была исключительно «утонченной». Удлиненные тела позвонков с короткими треугольными поперечными отростками (5 шейных, 18 спинных, 3 поясничных, 29 хвостовых – вероятно, уцелели не все) выстроились длинной цепочкой, на которой крепились тонкие и небольшие ребра с необычной L-образной головкой. Каждое ребро напоминало игрушечную клюшку для гольфа. Туловище приобрело уплощенную форму. Плечевой пояс состоял из удлиненных скапулокоракоидов, клейтрумов и ключиц (межключица совсем «потерялась»). Длинные кости плеча и предплечья вполне оправдывали свое название. Эпифизы плеча вывернулись на 90° по отношению друг к другу, что позволяло под тем же углом разворачивать плечи к телу. Весьма изящно выглядели и фаланги, которых в мизинце насчитывалось даже больше, чем «нужно». Целюрозаврав оказался единственной наземной рептилией с гиперфалангией. Похоже был скроен скелет задних конечностей, крепившихся к тонким костям таза. Тазовый пояс упрочился за счет смыкания трех укороченных поясничных позвонков и срастания концов крестцовых ребер. Длина передних и задних лап достигала 8 и 9 см соответственно, а размер кисти и стопы – 3,3 и 4 см. Лапы несли короткие мощные когти, поскольку когтевые фаланги были уплощены и серповидно загнуты. Бугорки на этих фалангах указывали на развитие мышц-сгибателей, необходимых для лазанья.

Вейгельтизавриды Rautiania alexandri, российские родственники целюрозаврава, планируют посмотреть на вулканапокалипсис в Вязниках (Владимирская область) 252 млн лет назад (конец пермского периода), пока протерозухид Archosaurus rossicus испуганно ревет, а дицинодонт Interpresosaurus blomi растерянно пырится. Последние действительно найдены в Вязниках, а вот раутиании вообще-то обнаружены только в селе Кульчумово (Оренбургская область), но кто знает, может, они и до Вязников долетали. Вулканизм во Владимирской области также под вопросом. Иллюстрация: Roman Landry.
Раутиания, привет! Иллюстрация: Roman Landry.

Казалось бы, зачем особо мудрить с головой, но и череп у целюрозаврава получился хоть и маленький (3,5 см длиной), но весьма замысловатый – в виде продолговатой арочной конструкции. Это впечатление он производил из-за огромных глазниц, занимавших треть длины черепа, верхневисочных окон и длинных прямых теменных и чешуйчатых костей, которые сходились под углом друг к другу, образуя роговидный воротник. Последний был украшен шиповидными остеодермами и напоминал таковой рогатого динозавра в миниатюре. Шипики помельче обрамляли орбиты. Благодаря этим «причудам» он и стал похож на череп хамелеона, у которого воротник обеспечивает пространство для удлиненных и расширенных приводящих мышц челюсти (медиальной и глубокой). Конечно, воротник целюрозаврава прикрывал относительно беззащитную шею и, возможно, использовался в демонстрационном поведении.

Кости небной части черепа – небная, крыловидная, наружная крыловидная – имели вид небольших дужек, окаймлявших обширные межптеригоидные окна. Конические зубы на предчелюстной, верхнечелюстной и зубной костях сидели плотно, были плевродонтного типа, как у ящериц, то есть прирастали к внутренней стороне кости. Насчитывалось их в общей сложности около 120.

Огромными и нацеленными вбок и немного вперед глазами целюрозаврав высматривал крупных насекомых, пытавшихся слиться с корой. Нацелившись, разворачивал брюшную мембрану и, придерживая ее за переднюю кромку лапками (как девушка, бегущая через лужу, поддерживает подол длинной юбки), планировал на избранную жертву. Приземлиться точно на место ему помогал длинный хвост. Прочный крестец и развитая мускулатура конечностей смягчали посадку. Укус вроде бы нежного существа был сильным и резким. Панцирь шестиножки с хрустом трескался под многочисленными острыми зубами.

Далеко ли могло отправиться такое существо? Современные летающие драконы (около 50 видов ящериц из группы агам), расправляя спинную мембрану и небольшие шейные складки, могут улететь на 20 м – в зависимости от стартовой высоты. Притом за каждые 10 м полета под углом 45° они снижаются всего на 1–2 м. Крылом управляет измененная система межреберных мышц (роль дыхательного насоса перешла к мускулатуре плечевого пояса). А шейные складки, распертые подъязычными костями, выполняют роль закрылков. Даже у внешне на них похожих древних «спинолетов» все было устроено по-другому. Так, мембрана икарозавра растягивалась между ребрами, подвижно сочлененными с сильно удлиненными поперечными отростками позвонков. Это позволяло существенно нарастить ее площадь (до 174 см2) при той же массе рептилии, что и у большинства видов летающих драконов. Вероятно, и мускульная система была несколько иной, хотя обойтись без межреберных мышц и в этом случае нельзя.

Вероятно, еще сильнее отличалась «система рычагов» целюрозаврава. Скорее всего, крылом управляли брюшные мышцы в сочетании с мускулатурой переднего пояса конечностей. Расширенный дельтопекторальный гребень и глубокие ямки на плечевой кости указывают на усиление лопаточно-плечевой, короткой клювовидно-плечевой и подклювовидно-лопаточной мышц. Эта система могла использоваться не только для лазанья, но и для растягивания мембраны. Целюрозаврав вытягивал передние лапы вдоль мембраны и, зацепив начальные лонжероны когтями, удерживал их в развернутом положении и управлял ими, одновременно придавая обтекаемость передней кромке. (Может, для усовершенствования конструкции и понадобилась дополнительная фаланга?) Однако из-за более солидного, чем у летающих драконов, веса удельная нагрузка на крыло превышала у него 100 Н/м2 (у драконов – в среднем 23 Н/м2 , у икарозавра – 4–6 Н/м2). Преодолевая 10-метровое расстояние, он почти столько же терял в высоте, пикируя по баллистической траектории.

На длинных и сильных лапах зверек легко и споро карабкался по деревьям, цепляясь коготками за малейшие шероховатости коры и прижимаясь к стволу брюхом. Оттуда, раскрыв свои необычные крылья, он под углом к набегавшей воздушной струе переносился на соседнюю ветку или дерево. Чтобы выдержать угол полета, тело нужно было вытянуть в струну, чему способствовало сокращение квадратной мышцы поясницы. (Местом ее крепления служил заметный предвертлужный отросток, отходивший вперед от подвздошной кости.) Конструкция «брюхолета», у которого плоскость крыла находилась ниже центра тяжести, по сравнению со «спинолетами» вроде позднетриасового икарозавра или современного летучего дракона, позволяла выигрывать в маневренности, хотя устойчивость при этом терялась. Последнее полетное качество влияет на выдержанность курса. Прилететь в чью-то пасть, а не в намеченное место посадки рядом с добычей не позволял длинный хвост, выполнявший функцию стабилизатора. При лазанье мембрана складывалась вдоль боков и поверх задних лап.

Столь необычная, но удачная конструкция летного аппарата позволила целюрозавраву стать первым «воздухоплавателем» среди позвоночных, к тому же целиком и полностью приспособленным к древесному образу жизни.

Согласно исследованию 2022 года с переописанием целюрозаврава, появлению подобных рептилий-планеристов способствовало изменение структуры лесов: в начале пермского периода они стали достаточно густыми, с небольшими расстояниями между деревьями, которые можно было преодолевать с помощью планирующего полета. Иллюстрация: Charlène Letenneur.

Целюрозаврав и его ближайшие родственники существовали недолго – в конце пермского периода (265–255 млн лет назад). Но они успели разлететься почти по всей Пангее: от Мадагаскара на юге до ее европейской части, на западе которой жили вейгельтизавр и глаурунг (Glaurung), а на востоке (ныне Оренбургская область) – раутиания (Rautiania). Последняя названа в честь известного российского палеонтолога Александра Сергеевича Раутиана; Глаурунгом величали прародителя драконов Средиземья в толкиновском мире.

Ближайшей родней целюрозаврава среди нелетающих рептилий были позднетриасовые дрепанозавроморфы (Drepanosauromorpha). Эти столь же небольшие, длиннохвостые и длинноногие существа с серповидными когтями имели две очень необычные особенности. Во-первых, когтевая фаланга на втором пальце передней лапы была чрезмерно развита и явно отводилась далеко назад. Во-вторых, хвост заканчивался крючковидным позвонком и напоминал скорпионий. Жили они на деревьях, как целюрозаврав, или, наоборот, копали норы, подобно предкам черепах, не очень понятно. Можно только предполагать, что вместе две эти группы (черепах исключаем) представляли одну из древних линий диапсидных пресмыкающихся.

Площадок для взлета, точнее, для слета у целюрозавравов было предостаточно: высокий глоссоптерисовый лес покрывал всю Южную Пангею, включая Мадагаскар, впаянный между Африкой и Индией. Они лазали не только по шершавой коре и густым ветвям, но и по очень крупным, похожим на сетчатые зеленые языки листьям. Прямо от толстой средней жилки некоторых листьев ответвлялись семеносные органы, похожие на плоские шишки. Устроившись под «шишкой» вдоль жилки, легко было прикинуться таким же листом с жилкованием, напоминавшим «брюшные ребра». На кого именно охотились первые летающие рептилии, доподлинно неизвестно: насекомые в местных озерных отложениях не уцелели. И лишь редкие целюрозавравы угодили в озеро, не рассчитав свои силы (или траекторию полета)…


Автор: Андрей Журавлев. Книга: «Как живые». Издательство: «Альпина нон-фикшн».

Заказать эту книгу с подписью автора, равно как и другие научно-популярные книги с автографами, можно в нашем весеннем краудфандинге! 🙂

Вас также могут заинтересовать статьи:
Летучий Озимек: в Польше найден родственник ногокрылого киргиза
Не были ли у птерозавров оперенные крылья?
Мегаланкозавры и тайны их хватких конечностей
Листрозавр – выживший и вымерший

Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение