Почему слон – не динозавр?

Знаете ли вы, что длинношеие динозавры могли откладывать до четырёхсот яиц в год?

Если задуматься, то между динозаврами и современными млекопитающими много общего. Обе группы доминировали на протяжении десятков миллионов лет, дали огромное разнообразие форм, а главное – занимали одни и те же экологические ниши: не зря многие сравнивают тираннозавров с современными львами, диплодоков – со слонами и жирафами, а трицератопсов – с носорогами или буйволами.

Они, конечно, не близкие родственники, но коллеги уж точно.

И всё же, когда мы думаем о динозаврах, в первую очередь на ум приходят различия. Я говорю о размерах, конечно же: на протяжении миллионов лет то слоны, то мастодонты занимали нишу крупных травоядных, но никому из них даже близко не удалось сравняться габаритами с огромными диплодоками, брахиозаврами и аргентинозаврами.

Если мы занимаем все те же ниши, что и динозавры, то что мешает нам стать такими же огромными?

Огромные… или не очень?

Прежде чем разбираться в премудростях громадных размеров, стоит задуматься: а действительно ли динозавры были такими уж громадными?

Q: Чувак, ты цифры вообще видел, или тебе кирпич на голову уронили? По сорок (!) метров завроподы, тогда как в самом большом сухопутном млекопитающем и десяти не наберётся.

Да, цифры впечатляют.

Сравнить хотя бы индрикотерия – одного из самых больших сухопутных млекопитающих, и брахиозавра – одного из самых больших динозавров:

Разница кажется несопоставимой.

Но…

И цифры, и картинки могут вводить в заблуждение.

Нельзя сравнивать длины животных с совершенно разным телесложением и пропорциями – иначе и синий кит внезапно окажется не самым большим животным в мире:

Брахиозавр просто создан для того, чтобы выгядеть гигантом и ставить заоблачные рекорды: шея, вытянутая до небес, длиннющий хвост. Чтобы рассудить габариты индрикотерия и брахиозавра по справедливости, эти детали надо спрятать, и тогда внезапно:

… невообразимо большое начинает выглядеть куда скромнее. Очевидно что брахиозавр всё равно больше индрикотерия, но не в астрономические пять раз как следует из цифр. Значимая разница между двумя – примерно как между слоном и бегемотом:

Может, динозавры и были больше – но не настолько, чтобы нечаянно наступить на слона как годзилла.

К тому же не стоит забывать, что современные млекопитающие – одни из самых маленьких за последние 20 миллионов лет. Ныне вымершие мамонты, индрикотерии, пещерные медведи и гигантские ленивцы не уступали в размерах большинству динозавров.

И всё равно, даже если считать по холке, самые крупные динозавры были вдвое выше самых крупных млекопитающих.

Правила травоядности

Вообще-то говоря, крупные размеры очень выгодны для травоядных животных. Это – и защита от хищников, и лучшая терморегуляция. Но всё это – не бесплатные бонусы: чем крупнее животное, тем больше ему надо жрать. Поэтому, гигантизм невозможен без эффективной пищевой стратегии.

В эпоху динозавров, самым эффективным источником зелени была листва – она растёт в несколько ярусов, поэтому на единицу площади её больше, чем любой другой растительности. Все самые крупные динозавры так или иначе переходили на неё, а настоящие гиганты-завроподы были так называемыми кронообъедателями – травоядными, целиком специлизированными на древесной листве.

Q: Что поменялось с тех пор?

Случилась революция – одно из самых значительных событий в истории биосферы, которое изменило сообщества травоядных навсегда. И имя ей:

Сегодня древесные кроны – это только второй по эффективности источник растительной биомассы. Отныне травянистые сообщества являются самыми производительными. Африканские саванны и ныне исчезнувшие мамонтовые степи – две самых производительных экосистемы в истории Земли, способные поддерживать травоядных в несметных количествах. И обе являются травянистыми сообществами.

Почти все самые крупные млекопитающие являются так называемыми пастбищниками – специалистами в поедании травы.

А что динозавры, спросите вы?

А динозавры ничего. Когда огромные брахиозавры и аргентинозавры сотрясали Землю, трава просто не существовала, вообще. Она возникла ближе к концу мелового периода – на закате эры динозавров.

Q: Если пастбищность эффективнее объедания крон, то разве это не значит, что млекопитающие должны быть крупнее?

В первую очередь, продуктивность экосистемы определяет суммарную биомассу, которую она может поддерживать. Это кажется невероятным, то суммарный вес всех млекопитающих, обитающих в саванне, скорее всего будет намного больше, чем общий вес всех динозавров, живших на такой же площади. Да, вес отдельно взятой зебры намного меньше, чем вес диплодока, но они пасутся настолько бессчётными толпами, что все вместе перевешивают и стада диплодоков, и стада брахиозавров.

Если же говорить о массе отдельных тушек, то тут уже всё решает естественный отбор:

• Будут ли более крупные особи получать преимущество над мелкими?
• Будут ли мелкие особи уязвимы?

Взять пастбищников. Эволюция размеров их тела протекает по простейшей формуле:

1) Если еды много, то выживают крупные особи – потому что они лучше защищены от хищников, температурных колебаний, и лучше конкурируют за самок.

2) Если еды мало, то выживают мелкие особи – потому что им требуется меньше еды.

Таким образом, кормовая база является естественным регулятором размеров пастбищников: когда еды дефицит, популяции мельчают. Более того, слоны не будут крупнеть дальше определённой отметки: восьмитонный слон уже намного больше всех хищников в Африке – нет эволюционной необходимости становиться ещё крупнее.

Всё просто и логично.

Но с кронообъедателями всё не так просто. Если трава растёт на Земле и доступна всем (надо только опустить голову вниз), но вот до древесной листвы ещё надо дотянуться. Другими словами, способность кронообъедателя добывать корм напрямую зависит от его роста. Возникает странный парадокс:

1) Если еды много, то выживают крупные особи – по тем же причинам, что и у пастбищников.

2) Если еды мало, то… выживают всё равно крупные особи – потому что более мелким завроподам, может, и надо меньше еды, но зато они теряют доступ к верхним лиственным ярусам, и в итоге голодают ещё больше.

Получается, что завроподам было просто некуда мельчать: как только их размеры пересекали некий порог, они попадали в своеобразную эволюционную ловушку, и уже не могли стать меньше. Независимо от условий, популяции завроподов продолжали эволюционировать в сторону укрупнения – даже тогда, когда все хищники на районе уже давно посрамлены: покуда существовали деревья, до которых они не дотягивались, им было выгодно становиться больше.

Если бы они жили сегодня, то у них всегда была бы возможность “перепрофилироваться” на питание травой, что позволило бы им свободно эволюционировать в сторону уменьшения. Но в мезозойской эре все стратегические запасы растительности были высоко над землёй.

Получается, что саванны продуктивнее юрских лесов – но там, где травоядные саванн ударяются не в размер отдельной тушки, а в их количество, завроподы ударялись “в Растишку”.

Q: Разве они не могли просто “вытянуть” шею, при этом сохранив оригинальные размеры?

Проблема в том, что живой организм – это тонко откалиброванная, сложная система, в которой нельзя просто так ничего вытягивать.

Нельзя просто взять аргентинозавра и добавить лишний метр к его шее – тогда придётся добавить метр ещё и к хвосту, чтобы уравновесить её. А если хвост и шея станут длинее, то понадобится и более мощная мускулатура, чтобы держать их на весу; а заодно и более крепкие кости.

А всё это – лишний груз; значит, придётся укрепить и ноги, чтобы бедный диплодок нечаянно не сложился под своим весом.

Проще говоря: чтобы удлиннить шею динозавра, нужно увеличивать его целиком, соблюдая все пропорции.

Получается замкнутый круг: чем крупнее был завропод, тем длинее ему нужна была шея, чтобы прокормить себя. Но чем длинее у него была шея, тем крупнее он становился.

Кронообъедательство – естественный катализатор роста завроподов.

Репродуктивные ограничения

Второй фактор, который не даёт наземным млекопитающим вымахать – это их репродуктивная модель. Как все мы с вами знаем, млекопитающим свойственно живорождение и забота о потомстве.

Завроподы придерживались иной стратегии: они откладывали десятки (а то и сотни) очень маленьких яиц, из которых вылуплялись очень маленькие детёныши. При этом взрослые покидали места гнездования задолго до их вылупления, и со своим потомством не взаимодействовали вообще никак – оно и к лучшему: учитывая рекордную разницу в габаритах среди всех сухопутных позвоночных, родители могли просто передавить своё потомство.

Такая почти лягушачая стратегия размножения давала завроподам два преимущества:

1) Поскольку детвора жила отдельно от родителей и сидела на совершенно другой диете, у завроподов отсутствовала конкуренция за ресурсы между взрослыми и молодью.

2) Благодаря небольшому размеру яиц, у завроподов была быстротечная и безопасная беременность.

Q: И что с того?

Давайте на мгновение представим, что было бы, если млекопитающее (например, слон) “решило” бы отожраться до 50 тонн веса. Пожалуй, худшее, что может случиться с сухопутным млекопитающим таких габаритов – это беременность.

Все плацентарные млекопитающие рожают относительно крупных детёнышей. Сколько весил бы плод пятидесятитонного зверя на последнем месяце беременности – и вообразить страшно. Как такой слон смог бы успешно выносить плод и не помереть – вопрос философский, учитывая, что даже для пятидесятикилограммового человека беременность – это проблема.

Более того, это была бы оооочень долгая беременность – она тянулась бы годами. Популяция из таких пятидесятитонных слонов была бы крайне уязвимой: чем дольше протекает беременность, тем выше статистическая вероятность, что с самкой что-нибудь случится до того, как она успеет родить.

Роды для такого животного были бы просто смертоубийственным занятием, но даже это – ещё не конец страданий. Дело в том, что, в отличие от детёнышей диплодоков, детёныши млекопитающих сначала целиком живут за счёт молочных ресурсов родителей, а потом начинают питаться той же едой, что и родители. По сути, детёныш млекопитающего – это его конкурент.

Кормовые ресурсы – это фактор, который напрямую определяет выживаемость крупных травоядных. Там, где мелкие животные помирают от зубов хищников, гиганты мрут от голода.

В отличие от млекопитающих, завроподы могли увеличиваться в размерах и продолжать плодиться без особых проблем. А разделение кормовых баз взрослых и молодняка – едва ли не главный залог выживания таких огромных животных, которые постоянно испытывали нехватку ресурсов.

Q: Разве млекопитающие не могут рожать детёнышей поменьше?

Может и могут, но это стоило бы им основных конкурентных преимуществ, которые, собственно, и делают млекопитающих млекопитающими:

Во-первых, вся репродуктивная система плацентарных млекопитающих рассчитана на внутриутробное выкармливание потомства до относительно зрелого состояния: чтобы к тому моменту, как они появились на свет, у них было максимальное конкурентное преимущество. Млекопитающие не метали икру уже как 300 миллионов лет.

Во-вторых, если детёныши будут рождаться на свет слишком маленькими, то они не только будут занимать нишу, отличную от взрослых, но и станут недоступны для социальных взаимодействий: думаю, не надо объяснять, почему слонёнку размером с кошку лучше держаться от взрослых слонов подальше.

А социализация и научение – столп, на котором зиждется эволюционный успех млекопитающих. С таким количеством переднего мозга, как у нас, отказываться от научения и социализации – всё равно что поставить себе компьютер на восьмиядерном процессоре и использовать его как калькулятор.

Итоги

В итоге получается, что огромные динозавры, которые не были такими уж огромными, были огромными потому, что плодились как лягушки, и потому что ассортимент доступных им диет уступал современному. Как-то так.

Q: А что насчёт других динозавров: тираннозавров, трицератопсов и прочих? Они же не кронообъедатели.

Когда мы говорим именно о гигантизме динозавров, то в первую очередь всегда имеются в виду именно завроподы. Представители других групп (по большей части) были скромнее ростом. Те же тираннозавр и трицератопс – это скорее исключения. Какой-нибудь ныне вымерший пещерный медведь будет крупнее 80% всех хищных динозавров, а какой-нибудь носорог – крупнее большинства рогатых динозавров. Не говоря уж о том, что существовало много видов динозавров размером с таксу.

Внушительные размеры отдельных хищных динозавров и недлинношеих травоядных объясняются простой соэволюцией с завроподами. Поскольку длиношеие динозавры эволюционировали в сторону увеличения размеров, хищники так же становились более крупными, чтобы получать доступ к дополнительным кормовым ресурсам. А раз хищники становились больше, то и остальным травоядным тоже приходилось становиться больше.

Рекомендуемое чтиво:

Про адаптации завроподов