Dino-Millennium: Плавучесть зауропод

Зауроподы – группа ящеров, в которую входили крупнейшие, из когда либо обитавших, сухопутные животные. Колоссальный размер некоторых представителей этой группы заставлял ученых сомневаться в том, что эти ящеры могут вести сухопутный образ жизни. В свое время было распространено предположение, что зауроподы слишком тяжелы, чтобы поддерживать свою массу на земле. Посему им отводился полуводный образ жизни. Сегодня, на основе ряда биомеханических, экологических, седиментологических доказательств, зауроподы признаны полностью сухопутными существами.

Однако кости зауропод встречаются в береговых отложениях, кроме того, они часто обнаруживаются рядом и даже среди окаменелостей типично морских животных. До наших дней дошли тропинки динозавров, в свое время проложенные ими по дну озер или морей – так вот, среди множества следов, оставленных на мелководье, встречаются и отпечатки ног зауропод. Все это говорит о том, что для гигантов было привычно бродить в прибрежной зоне и что, не смотря на свой в основном сухопутный образ жизни, эти динозавры отнюдь не сторонились воды.
Канадский ученый Дональд Хендерсон (Donald M. Henderson) из университета Калгари задался вопросом, а что же происходило, когда зауроподы, имевшие высоко пневматизированый осевой скелет (т.е. их кости имели полости, заполненные воздухом), попадали на глубокую воду? Могли ли они свободно плавать или были слишком тяжелы и начинали тонуть?
Он создал компьютерную модель, учитывающую наличие у зауропод воздушных мешков. Воздушные мешки – это полые образования, способные наполняться воздухом, соединенные с дыхательными путями или с пищеводом. Воздушные мешки есть у бесхвостых амфибий, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Пять пар воздушных мешков птиц, например, выполняют сразу несколько функций – это протягивание воздуха через легкие, участие в терморегуляции, а так же изменение удельного веса при плавании и нырянии.

Модель Брахиозавра. Цветом выделена предположительная конфигурация областей низкой плотности

Полученная Хендерсоном модель ясно показывает, что наименьшая плотность в теле зауропод приходилась на шею.
Хендерсон смоделировал поведение в воде четырех хорошо известных представителей группы: Апатозавра (Apatosaurus), Брахиозавра (Brachiosaurus), Камаразавра (Camarasaurus) и Диплодока (Diplodocus). Все динозавры, имея плотность тела ниже, чем у воды, оказались не способны брести по дну водоема, будучи полностью погруженными в реку или озеро. Гидростатический центр выталкивающей силы у всех исследованных динозавров лежит ниже центра массы, что приводит к ситуации нестабильного равновесия тела в воде. Проще говоря, к заваливанию зауропод на бок. Лишь наличие «шеи-поплавка» предотвращало динозавров от полного опрокидывания.

Максимальные глубины погружения в воду для Апатозавра (Бронтозавра), Брахиозавра, Камаразавра и Диплодока, при которых животные не всплывали и могли опираться на все четыре конечности

Компьютерное моделирование показало, что на мелководье, максимальная глубина, при которой динозавр мог перемещаться по дну на всех четырех конечностях, была относительно небольшой и отличалась для каждого из зауропод. Так, Апатозавр мог заходить на глубину 3,7 метра, не опасаясь всплытия. Для Камаразавра критичной глубиной являлись 3,2 метра. Глубже всех мог себе позволить зайти в воду длинношеий Брахиозавр – 4,3 метра, передние лапы же Диплодока отрывались от дна уже на глубине 2,4 метра.

Положение тел полностью погруженных в воду Апатозавра, Брахиозавра, Камаразавра и Диплодока. Видно, что у всплывающих Брахиозавра и Камаразавра сначала от дна отрываются задние конечности, а затем уже передние. У Апатозавра и Диплодока - наоборот. Слева приведены шкалы глубин в метрах

Результаты данной работы, в частности, делают несостоятельными реконструкции зауропод, где те показаны полностью погруженными в воду, но при этом твердо стоящими на всех четырех конечностях. Например, вот эта замечательная картина чешского художника Зденека Буриана (Zdeněk Burian) написанная им в конце прошлого тысячелетия, на которой изображены три Брахиозавра, очевидно, не выдерживает проверку временем и новыми знаниями.

Устаревшая реконструкция пасущихся Брахиозавров

Современная реконструкция Брахиозавров

Компьютерная симуляция показывает, что многотонный гигант выталкивается из воды, будто пробка.

Как уже писалось выше, палеонтологам известны многочисленные окаменевшие следы зауропод. Причем есть тропинки, оставленные только передними ногами этих ящеров. Вряд ли гиганты обладали акробатическими навыками хождения на передних конечностях. Очевидно, эти отпечатки оставило животное, взвешенное в воде, которое отталкиваясь ото дна, перебиралось вброд по мелководью с одного берега на другой или же спасалось в течении сезонного наводнения. В любом варианте, это является косвенным доказательством в пользу модели канадских ученых.