Текст книги "Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга вторая"

Улла Штойернагель, Ульрих Янссен
Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга вторая

Ulrich Janßen

Ulla Steuernagel

Die Kinder-Uni – 1. Semester. Forscher erklären die Rätsel der Welt

© 2003 by Deutsche Verlags-Anstalt a division of Verlagsgruppe Random House GmbH, München, Germany

© Аралова Е., перевод на русский язык «Почему мусульмане молятся на ковриках?», «Почему школа скучная?», 2018

© Горбова А., перевод на русский язык «Почему вулканы извергают огонь?», «Почему есть богатые и бедные?», предисловие, приложение, университетский словарь, 2018

© Комарова В., перевод на русский язык «Почему мы смеемся над шутками?», «Почему людям приходится умирать?», 2018

© Леенсон Е., перевод на русский язык «Почему вымерли динозавры?», «Почему человек произошел от обезьяны?», 2018

© Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательский дом «Самокат», 2018

* * *

Первый детский университет

Восемь-девять лет – лучший возраст для учебы в университете? Что за ерунда! У студентов ведь за плечами не меньше десяти лет школы, и они не только умеют без ошибок писать такие слова и выражения, как «валовой национальный доход», «гистопатология» или «палеозой», но наверняка даже знают их значения.

И все же в весеннем семестре 2002 года Тюбингенский университет в Германии заполнила детвора. Каждый вторник ребята наводняли новое главное знание. Они стремительно взбегали по широким лестницам, гордо доставали студенческие билеты и зачетные книжки и получали отметку о посещении лекции. Иногда в огромной поточной аудитории на одно сиденье им приходилось садиться по двое. А взрослые и вовсе часто стояли. Некоторые делали вид, что они тут из-за детей, но на самом деле были рады сами послушать лекцию.

В детском университете настоящие университетские преподаватели отвечали на вопросы, которые занимают детей. Но и родителям тоже было интересно узнать ответы, которые они задолжали своим детям. Кто на бегу и посреди будничной суеты может ответить ребенку, почему люди умирают? Кто может с ходу объяснить, почему на свете есть богатые и бедные, почему вулканы такие горячие или почему вымерли динозавры?

Ученые и преподаватели на такое способны. А так как в городе Тюбингене одновременно живет много ученых и много детей, которых переполняют вопросы, нет ничего логичнее, чем открыть детский университет. Странно, но к такой простой мысли человечество шло 525 лет. Именно столько существует Тюбингенский университет. И именно столько вопросы, которые всесторонне изучаются и обдумываются здешними учеными, детей никак не касались.

Тем более замечательно, что все ученые, к которым мы, организаторы Детского университета, весной 2002 года обратились с просьбой прочитать лекцию для ребят, не раздумывая согласились. Убедительности нашему предложению добавляли энтузиазм и активная поддержка Михаэля Зайферта, главы отдела по связям с общественностью, и благосклонное одобрение ректора университета, профессора Эберхарда Шайха.

Но все-таки то, что ученые согласились участвовать в нашем проекте, – настоящее чудо, ведь свободного времени у профессоров практически нет, за лекцию они не получали никакого гонорара (кроме заводной уточки в профессорской шляпе) и вообще не представляли себе, как этот эксперимент воспримут дети. Не говоря уже о том, какого возраста будут их слушатели, с какими знаниями придут и сколько времени способны будут просидеть в аудитории. Иными словами, профессора согласились на эксперимент с непредсказуемым результатом.

Первая же лекция пробудила такой живой интерес, что в следующий раз было решено перебраться в один из самых больших лекционных залов университета. Но и там не осталось свободных мест. Выступать перед столь многочисленной и непривычной аудиторией даже для бывалых университетских преподавателей стало совершенно новым опытом. Все они, словно молодые актеры перед выходом на сцену, очень волновались. Профессора дольше обычного размышляли о том, как лучше донести до слушателей свои знания, как наглядно все объяснить, не теряя при этом из виду изначальный вопрос-почемучку. Это, конечно, совсем не то, что читать лекцию студентам или научный доклад коллегам, поэтому при подготовке у преподавателей порой возникали неожиданные проблемы.

Например, экономист Эберхард Шайх прежде никогда не сталкивался с необходимостью собрать для лекции несколько мешков шоколадных монеток. Вместе с коллегами и супругой он обошел все кондитерские магазины и несколько супермаркетов города, но в итоге на всех ребят, собравшихся слушать его выступление на тему «Почему на свете есть богатые и бедные?», монеток все равно не хватило. Наглядные пособия на занятия приносили и другие лекторы: образцы вулканических пород, скелет курицы в застекленном ящике, пару «мешочков смеха». В начале лекции таинственный предмет был скрыт под платком, но дети все равно быстро угадывали, что там, будто они ясновидящие или способны просвечивать взглядом насквозь, как рентгеном.

Все восемь профессоров очень внимательно относились к вопросам, которые ребята задавали во время лекций. Ведь, чтобы ответить на них, ученым часто требовалось взглянуть на привычные знания под новым углом и рассмотреть какую-нибудь особую ситуацию, например, когда дети интересовались, можно ли мусульманам молиться не на коврах, а расстелив газету, или обязаны ли беременные женщины наравне с остальными соблюдать пост в Рамадан. Но и сами дети, ища ответы на вопросы, проявляли большую находчивость, что вызывало у преподавателей немалое уважение, и они нередко хвалили юных студентов, отмечая каждую «совершенно оправданную научную точку зрения». Часто ребята начинали тянуть руки еще до начала занятия, и иногда в аудитории бывало заметно шумнее, чем обычно в университете. Лекторы вели себя очень открыто и позволяли выступать в роли экспертов и ребятам. Так, во время викторины после лекции они сами отвечали на вопросы команды детей, например: с каким счетом завершился самый известный футбольный матч между Ямайкой и Аргентиной? Или: с какой платформы Гарри Поттер уезжает в Хогвартс? Или: сколько стоит шарик мороженого?

Самым большим открытием Детского университета оказались сами дети: 900 ребят от семи до двенадцати лет в жаркий день не пошли купаться, а предпочли узнать, почему люди смеются над шутками. Примерно столько же захотели выяснить, чем так нехороша школа. Некоторые даже приходили за час до начала лекции, чтобы занять удобное место в аудитории.

Ребятам явно нравилось приходить в строгое здание университета с его высоким портиком и величественными интерьерами. Ведь до сих пор юные жители Тюбингена внутри не бывали, а только слышали про него, проходили или проезжали мимо или знали, что их мама с папой каждый день скрываются за дверями одного из университетских зданий. Теперь ребята с явным удовольствием сами стали ходить в университет, радоваться своим студенческим билетам, зачеткам и свежим штампикам после посещения лекций.

Ребятам было любопытно познакомиться с университетскими реалиями и ритуалами академической жизни. Благодаря студенческим билетам Детского университета у них появилась возможность в любое время ходить в университетскую столовую. А ведь там можно купить даже сосиски и картошку фри с кетчупом! Но самое замечательный результат Детского университета – то, что дети в очередной раз показали, насколько они любознательны, насколько готовы внимательно слушать даже без особой развлекательной программы и насколько могут быть терпеливы.

Вообще терпение – один из атлантов Детского университета. И наши лекторы показали себя людьми чрезвычайно терпеливыми, в том числе при общении с нами, журналистами. Стоило им прочитать лекцию и справиться с потоком вопросов юных слушателей, как на них нападали мы. И им приходилось терпеть новый град вопросов.

А потом мы сели и из множества полученных ответов составили эту книгу. Конечно, это не лекция, но книги и чтение – такая же неотъемлемая часть университетской жизни, как преподаватели, менза (университетская столовая) или – начиная с весеннего семестра 2002 года – дети.

Почему вымерли динозавры?

В начале мезозойской эры наша Земля выглядела совершенно не так, как сейчас. В те времена на планете был лишь один континент – Пангея, омываемый гигантским океаном. На этом покрытом пальмами и папоротником суперконтиненте около 243 миллиона лет назад появились новые существа – небольшие пресмыкающиеся, которые ловко передвигались на двух конечностях. Мы называем их динозаврами. Потребовались миллионы лет эволюции, прежде чем они превратились в существ, которые поражают наше воображение и с которыми по размерам не сравнится ни одно из животных, когда-либо обитавших на Земле. Выглядели динозавры очень по-разному: одни носили на себе панцирь, другие – колючки, у третьих имелись рога, у четвертых – длинные выступы на позвоночнике, напоминавшие парус. Одни динозавры ходили на двух лапах, другие – на четырех. Одни питались мясом, другие – растениями, а третьи были всеядными. Около 150 миллионов лет назад эти выносливые, отлично приспособленные к условиям своей среды обитания ящеры были настоящими хозяевами нашей планеты. И казалось, им ничто не угрожает…

Как одновременно с развитием нашей планеты менялись населявшие ее организмы? Этим вопросом занимаются ученые-палеонтологи. Когда мы писали эту главу, нас консультировал профессор Фолькер Мосбруггер, палеонтолог, который живет и работает в Тюбингене.

Почему вымерли динозавры – одна из самых больших загадок науки. Ученые на протяжении многих лет пытались ее разгадать. Например, одни предполагали, что скорлупа яиц, из которых должны были вылупиться динозавры, стала слишком твердой: детеныши динозавров не могли ее пробить и умирали от голода. Другие считали, что скорлупа, наоборот, чересчур истончилась и плохо защищала зародышей. Но никто не мог объяснить, что, собственно, стало причиной конца эпохи динозавров. Ведь они были такими мощными, такими сильными животными. Так почему же они все-таки вымерли?

Брахиозавр был высотой с колокольню и весил как двадцать слонов. Суперзавр в длину был более 30 метров, а это высота 10-этажного дома. Земля сотрясалась под шагами этого монстра. Казалось, ему некого и нечего было бояться. Тираннозавр был настоящим чудовищем: голова размером с теленка, в пасти – острые, длинные, загнутые внутрь зубы. Тираннозавр обладал сильнейшими мускулами, по скорости с ним не смог бы сравниться даже самый лучший на свете бегун. Ни один из современных зверей, будь то тигр, лев или слон, не имел бы ни малейшего шанса с ним справиться. Но кто же тогда сумел его одолеть?

И все же факт остается фактом: динозавры перестали существовать. В поздний меловой период, за много миллионов лет до появления человека, численность динозавров начала сокращаться, а около 65 миллионов лет назад они полностью исчезли. На поиски динозавров отправлялись многие ученые и искатели приключений. В прошлом столетии экспедиции прочесывали джунгли и другие непроходимые места планеты в надежде найти хоть одного выжившего ископаемого монстра. Но ни одна из этих попыток не увенчалась успехом. Зато остатки динозавров обнаруживались в самых разных местах – всего на Земле найдено более сотни скелетов[1]1
  Точную цифру сегодня назвать никто не может. Так, по словам американского палеонтолога Питера Додсона, только в музеях США хранится 3000 почти полных скелетов динозавров. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. И среди них нет ни одного моложе 65 миллионов лет.

Ископаемые остатки горгозавра (длина около 9 метров)

Казалось бы, в умении выживать динозаврам не было равных, и они невероятно долго населяли планету. Тем не менее в какой-то момент они уступили место другому виду, представители которого прежде трепетали от страха, едва завидев на своем пути динозавра. Эти животные размером не больше кошки оказались в выигрыше, когда вымерли динозавры. По-видимому, их тело было покрыто мехом, а сами они напоминали то ли белок, то ли мышей-землероек. Их детеныши не вылуплялись из яйца, как у динозавров, а появлялись из материнского чрева, после чего мать выкармливала их молоком. За эту особенность ученые назвали их млекопитающими (млеко – устаревшее наименование молока) и выделили в отдельный класс животных, к которому принадлежит и человек.

Вымирание видов

В истории Земли время от времени случаются периоды массового вымирания видов. Впрочем, в современном мире в этом виноват прежде всего человек: именно он несет ответственность за истребление множества видов за последнюю сотню лет. Люди охотятся, торгуют редкими животными или растениями, разрушают их среду обитания. Каждый час на планете исчезают три вида растений или животных; соответственно, каждый месяц Земля безвозвратно теряет более 2000 видов.

Почему же эти небольшие, легко уязвимые звери расселились по всей планете, а сильные, мощные динозавры, наоборот, вымерли? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно в первую очередь помнить, что вымирание тех или иных видов – это совершенно нормально и даже полезно. Каждый, кто хоть немного уже знаком с историей жизни на Земле, понимает, что современные виды животных обитали на ней не всегда: они возникли в процессе эволюции и когда-нибудь могут исчезнуть. Как, например, это произошло с мамонтами около десяти тысяч лет назад. И они – лишь один из множества исчезнувших видов.

Одни виды вымирают, не продержавшись и пары миллионов лет, другие живут на Земле сотни миллионов. Но в целом число видов, проживающих на планете одновременно, почти неизменно[2]2
  Многие ученые уверены в обратном. Американский палеонтолог Джек Сепкоски построил график, показавший, что количество родов морских животных постоянно увеличивалось на протяжении всей истории нашей планеты. Но были и периоды, в которые родов становилось значительно меньше. Эти интервалы были названы «Великими вымираниями». Чуть позже ученые повторили исследования Сепкоски для наземных животных, и результат получился аналогичный. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Виды уходят, чтобы дать место другим, как гости на вечеринке. Ведь она тем и хороша, что на ней все время что-то происходит. Кто назовет удачной вечеринку, если одни и те же люди сидят на диване и жуют чипсы? Так и жизнь на Земле можно сравнить с огромной вечеринкой, которую некогда покинули динозавры, и у других видов появился шанс – наконец-то освободилось место на танцполе.

Какие вакансии были открыты в древней Пангее?

По-видимому, четыре миллиарда лет тому назад вся наша планета была целиком покрыта океаном. Именно в нем зародились первые живые организмы. Это были крошечные бактерии, зеленые водоросли и грибы. И лишь спустя много миллионов лет в море появились небольшие рыбы. В эпоху мезозоя, когда по суше уже ходили динозавры, море все равно оставалось более населенным, в нем резвились рыбы всевозможных форм и размеров: одни были огромны как грузовик, у других на плавниках росли колючки, третьи были закованы в панцирь. И уже тогда океан бороздили акулы.

Акулы – живые ископаемые

400 миллионов лет назад акулы уже бороздили просторы мирового океана. Наряду с целакантообразными рыбами они считаются живыми ископаемыми. Действительно, мало у кого из современных видов столь длинная история. Вместе с тем наиболее развитые виды акул, например тигровая, появились не более 50 миллионов лет тому назад.

Впрочем, в мезозойскую эру и суша была населена самыми разнообразными видами животных. Но сама она выглядела совсем не так, как сейчас. Привычных для нас пяти континентов не существовало, а был единый гигантский суперконтинент, который ученые назвали Пангея. Как раз тогда, в мезозое, Пангея начала потихоньку раскалываться на два континента: северный – Гондвану и южный – Лавразию. В главе о вулканах подробно описано, как это происходило.

Большинство животных той эпохи вымерло, но мы знаем их многочисленных потомков. Ещё до появления динозавров по земле уже ползали первые жуки и клопы, многоножки достигали двух метров в длину, а стрекозы могли похвастаться крыльями, не уступавшими в размерах орлиным. Среди немногих существ, чей облик не изменился по сей день, – представители отряда таракановых, одни из наиболее успешных животных за всю историю жизни на Земле (вряд ли это удивит того, кому довелось столкнуться с ними в квартире), ведь они существуют уже более 300 миллионов лет.

Разумеется, в начале мезозойской эры, когда на планете главенствовали динозавры, ничто не предвещало, что именно тараканы одержат верх в эволюции. Консультант по профориентации, если бы такой существовал в те времена, посоветовал бы многим видам переучиваться на рептилий, то есть пресмыкающихся. Ведь именно перед ними в тот период открывалось блестящее будущее. Миллионы лет земноводные – то есть те, кто мог жить и на суше, и в воде, – эволюционировали в пресмыкающихся, первых позвоночных животных, которые больше не нуждались в воде. Они обладали прочным скелетом и откладывали яйца на суше. Первые из них были сравнительно невелики, питались насекомыми и жили в старых пнях. Но они стали быстро расти.

Чтобы немного представить, как выглядели динозавры, можно посмотреть на крокодила: такие же большая пасть, сильные жевательные мускулы, острые зубы, мощный хвост. Тем не менее крокодилы не являются потомками динозавров: и те, и другие произошли от одной группы рептилий – архозавров. Архозавры одними из первых попробовали жить на суше. Довольно скоро среди них нашлось несколько мятежников, ранних млекопитающих, которые стали эволюционировать в совершенно ином направлении. Но в тот момент еще бы никто не смог сказать, к чему это приведет.

Кто первым нашел динозавра?

Нашими знаниями о древних животных и в особенности о динозаврах мы обязаны профессиональным ученым и любителям, которые за последние 200 лет обнаружили множество остатков вымерших организмов. Одним из первопроходцев в этой области считается Мэри Энн Мантелл, жена английского врача[3]3
  Находку Мэри Энн описал ее супруг Гидеон Мантелл. Своего динозавра он назвал игуанодон. Но Гидеон не был первым! Первого динозавра – мегалозавра, найденного в 1815 г., описал британский исследователь Уильям Бакленд. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. В 1822 году на юге Англии она нашла фрагмент бедренной кости и пару зубов динозавра. Эта находка произвела настоящий фурор. Профессор Оксфордского университета сэр Ричард Оуэн детально изучил зубы ископаемого и пришел к выводу, что их владелец был размером с половину футбольного поля. Оуэн нарек этих грозных существ «динозаврами», что означает «ужасные ящеры», и посвятил их изучению всю свою профессиональную жизнь. Британская королева Виктория велела подготовить к Всемирной выставке 1851 года макет тех чудовищных монстров. После этих событий в разных уголках мира люди стали отправляться на поиски новых остатков. Среди них был и знаменитый американский охотник и шоумен Буффало Билл.

Слева стиракозавр. Справа трицератопс, достигавший в длину 8 метров

Хотя мы привыкли говорить о костях динозавров, которые выкопали из земли, строго говоря, это уже не кости, а камни. Но почему кости животных стали камнями? Чтобы ответить на этот вопрос, поговорим подробнее о динозавре, чьи зубы были найдены в южной Англии. Очень может быть, что на него напал другой динозавр, после чего раненый ящер кое-как добрался до воды, где и умер.

Трупы животных быстро становились добычей: первыми на их мясо набрасывались хищники, затем за дело принимались черви и бактерии. Поэтому от мягких тканей, будь то внутренние органы, мозг или кожа, вскоре ничего не оставалось. Что сказать, зрелище не из приятных. По крайней мере, для нас с вами. Но вот с точки зрения природы такая цепочка крайне полезна: ничто не должно пропадать даром, все должно приносить пользу.

Череп тираннозавра

Даже кости и зубы рано или поздно начнут разлагаться на солнце. Хотя, конечно, они значительно более твердые и прочные, чем другие части тела, и бактериям понадобится намного больше времени, чтобы их уничтожить. Тем не менее скелет динозавра из южной Англии солнце так и не разрушило. По-видимому, после того как его мясо досталось на обед крупным и мелким хищникам, скелет динозавра попал в реку – не исключено, что его смыло водой во время половодья. Несколько костей, челюсть с зубами и фрагмент бедра оказались под слоем ила. Там они были недоступны для бактерий и таким образом сохранились до наших дней. Постепенно вода стала проникать в мельчайшие поры костей, наполняя их минералами, которые образовались из растворенных в воде солей. Благодаря этим веществам за миллионы лет кости превратились в камни или, как бы сказали ученые, окаменелости. Эти окаменевшие кости покрывались всё новыми и новыми слоями ила, а когда река пересохла, они оказались под кучей песка.

Вероятнее всего, жене врача Мэри Энн Мантелл помог совершить находку ветер, который постепенно выдувал песок, обнажая тем самым окаменелости. Бывает так, что погребенные в толще земли ископаемые остатки выталкивает наружу давление земных недр. Или река может смыть песок с того места, где лежат окаменелости. А то строители метро начнут рыть туннель и натолкнутся на остатки древних животных. Порой палеонтологи специально исследуют почву в том месте, где в доисторические времена было русло реки. Ведь именно там можно найти скелеты динозавров.

В любом случае находки ископаемых – не такое уж редкое явление. Иногда удается обнаружить настоящего динозавра, но чаще – окаменевшие ракушки или закрученные спиралью раковины аммонитов, вымерших морских животных. Исследователи хорошо знают, где искать окаменелости. Поисками древних животных занимались многие ученые и великое множество палеонтологов-любителей. Так что неисследованных мест на Земле осталось совсем мало.

Находки в карьере Мессель

В карьере Мессель, неподалеку от Франкфурта-на-Майне, начиная с семидесятых годов прошлого века было найдено особенно много окаменелостей, в том числе скелеты доисторических лошадей, тапиров, муравьедов и летучих мышей. На месте карьера Мессель, в котором прежде добывали горючий сланец, 50 миллионов лет назад образовалось вулканическое озеро. В донных отложениях этого озера содержалось очень мало кислорода, поэтому остатки древних животных там особенно хорошо сохранились. После того как в Месселе перестали добывать полезные ископаемые, на его месте собирались соорудить свалку, однако многочисленные протесты вынудили местные власти изменить свое решение. В 1995 году Мессель был включен в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Чем могут пригодиться банки из-под кока-колы?

Для ученых ископаемые остатки – этакое зашифрованное послание из прошлого, которое необходимо разгадать с помощью различных приемов. Кости динозавров находили в самых разных местах: в Америке, Азии и даже Австралии. Как вы уже знаете, все континенты во времена динозавров были единым целым. Самое древнее пресмыкающееся, которое относят к динозаврам, было обнаружено на Мадагаскаре. Считается, что ему порядка 230 миллионов лет[4]4
  Палеонтология не стоит на месте, и каждый год ученые совершают открытия, в результате которых датировки меняются. Так, в 2012 году учёные из лондонского Музея естественной истории описали остатки динозавра из Восточной Африки, возраст которого – 243 миллиона лет. – Примеч. пер.


[Закрыть]. Примерно в это время динозавры начали свой победный марш по планете.

Каким образом ученым удается с большой точностью определить, сколько миллионов лет тому или иному ископаемому? На самом деле это не так сложно. Как и в любом доме, на Земле скапливается довольно много отходов: это и песчаная пыль, и лава, и остатки растений, и скелеты животных. И если бытовые отходы отправляются на свалку, то мусор всей планеты оседает в виде слоев отложений. Каждый новый слой покрывает более старые. Слои, в которых были найдены остатки динозавров, называются так же, как и геологические периоды, в которых они образовались, – триа́с, юра́ и мел. Большинство находок относится к юре; неслучайно Стивен Спилберг назвал свой фильм «Парк юрского периода».

Отложения каждого такого слоя имеют свои характерные особенности. Представим себе, что через сотни лет ученые устроят раскопки на месте современной Америки. В какой-то момент они непременно начнут находить множество банок из-под кока-колы и CD-диски. Если поблизости найдется еще и доллар с выгравированной датой, то можно будет сделать вывод: если в другом месте Земли найдут такую же жестянку от кока-колы, то весь слой, в котором она обнаружена, скорее всего, относится к XX веку. То есть, однажды установив возраст того или иного слоя на каком-либо участке планеты, ученые знают, к какому времени относится такой же слой в любом другом месте Земли. Кроме того, для определения возраста найденных остатков исследователи используют метод датировки по радиоактивному распаду. Если в остатках содержится радиоактивное вещество, то по его остаточному количеству можно довольно точно рассчитать, когда начался процесс его распада.

Палеонтологи исследуют древние периоды истории Земли. Ее пласты таят в себе множество загадок – их историю можно читать как детектив. Изучая остатки растений и животных, ученые узнают, как выглядела наша планета в доисторические эпохи, какой был тогда климат: холодный или теплый, влажный или засушливый, и сильно ли различались между собой лето и зима. Порой они с большой степенью точности могут определить, какая в тот или иной период стояла погода, даже если это было миллионы лет назад. Все дело в том, что и животные, и растения прекрасно приспособлены к своей среде обитания, и их остатки могут многое рассказать нам о тогдашней природе – так по форме ключа можно восстановить очертания замочной скважины.

К примеру, если в каком-то древнем пласте земли есть кораллы, то можно сказать, что в те времена, когда слой образовался, вода была достаточно теплой, потому что кораллы могут жить только в теплой воде. Камни и минералы тоже могут дать множество дополнительных сведений об истории нашей планеты. Ведь камни – такие же свидетели своего времени, как и живые организмы: в разные периоды они по-разному взаимодействовали с воздухом и водой.

Еще палеонтологи установили, что на Земле были периоды, когда уровень углекислого газа в воздухе был существенно выше, чем сегодня. Углекислый газ выделяется при горении, и уровень его содержания в атмосфере сейчас вызывает большую озабоченность у защитников окружающей среды. Экологи опасаются, что из-за выбросов углекислого газа автомобилями и электростанциями на Земле может стать слишком тепло. Но в действительности все не так просто. Ведь благодаря палеонтологам нам известно, что в меловой период насыщенность воздуха углекислым газом (диоксидом углерода) была выше, чем в нашу эпоху. Динозавры, кстати, от этого только выиграли. Поскольку растениям для роста необходим именно диоксид углерода, то папоротники, и хвойные деревья, и саговники[5]5
  Саговники – группа древних растений, внешне напоминавших пальмы. – Примеч. пер.


[Закрыть] в те времена достигли огромных размеров. А с ними подросли и динозавры.

Почему динозавры стали такими громадными?

Первые динозавры были относительно небольшого размера, не больше бурого медведя. В отличие от своих предков, медлительных земноводных, они могли достаточно быстро передвигаться, даже панцирь с колючками им не очень мешал. Своей мобильностью они были обязаны прежде всего строению тела: лапы у них располагались не сбоку от туловища, а под ним (это отличает динозавров от других рептилий). Они перемещались на задних конечностях и были в основном плотоядными – питались рептилиями, амфибиями и млекопитающими.

К тому моменту, когда на Земле появились динозавры, млекопитающие уже очень неплохо на ней обосновались. Благодаря своему шерстяному покрову и способности поддерживать постоянную температуру тела они были хорошо приспособлены к довольно прохладному климату очередного ледникового периода. Но с началом мезозоя на Земле потеплело. В это время гигантская Пангея уже начала потихоньку раскалываться на части и теплые воды океана устремились внутрь континента. Шапки льда на обоих полюсах принялись таять, дожди участились, и температура поползла вверх. В среднем в тот период было на шесть градусов теплее, чем сегодня.

Эти изменения пришлись по вкусу холоднокровным рептилиям. Ведь скорость их передвижения напрямую зависит от температуры окружающей среды – на холоде они крайне медлительны. Кроме того, при большом количестве солнечной энергии пресмыкающиеся уже не нуждаются в таком обильном питании, как млекопитающие. Тем постоянно нужна пища, чтобы поддерживать температуру своего тела; организм млекопитающих можно сравнить с печкой, в которую то и дело нужно подбрасывать дровишек, чтобы огонь не затух. Разумеется, это не единственная причина, по которой млекопитающим в эпоху мезозоя пришлось уступить ведущее место рептилиям, но именно она была одной из самых существенных.

Среди пресмыкающихся больше всех от потепления выиграли динозавры. Численность медлительных черепах, ящериц и крокодилов, которые передвигались на четырех лапах, не особенно увеличилась. В то же время активные двуногие ящеры быстро упрочили свои позиции. Во всяком случае, на первых порах, поскольку их развитие тоже не было равномерным. Так, например, первым плотоядным динозаврам недоставало пищи для пропитания, они пожирали друг друга и в итоге почти полностью вымерли[6]6
  Согласно исследованиям 2002–2010 гг. маленькие кости, обнаруженные в области желудка у древних динозавров целофизисов, принадлежат маленьким пресмыкающимся, напоминавшим крокодилов. Так что идея о том, что первые динозавры пожирали друг друга» на данный момент не доказана, хотя и не опровергнута. – Примеч. науч. ред.


[Закрыть]. Выжили только те, которые перешли на растительный корм.

Теплокровным требуется много энергии

Одни животные способны поддерживать нужную им температуру тела, неважно, тепло вокруг или холодно; они называются теплокровными. У других, напротив, температура тела меняется под воздействием температуры окружающей среды – их называют холоднокровными. От того, к какому из двух типов относится то или иное животное, зависит строение его костей, глотки и полости рта. Теплокровным (в том числе и млекопитающим, то есть нам с вами) требуется много энергии на поддержание постоянной температуры тела, а значит, они должны извлекать из пищи максимум калорий. Поэтому полость рта у них устроена так, чтобы как можно лучше подготовить еду для переваривания: сперва раскусить, затем обработать слюной и наконец прожевать.

Потребовалось несколько сотен тысячелетий, в которые многим хищникам пришлось хорошенько помучиться от вздутия живота, пока они полностью не приспособились к вегетарианской диете. Для измельчения пищи в желудке они научились всякий раз заглатывать вместе с едой пару камней, поскольку жевать еще не умели. И только одни из последних динозавров обзавелись массивными зубами, чтобы перемалывать жесткие листья.

Шеи динозавров стали удлиняться и росли до тех пор, пока эти гигантские ящеры не смогли легко дотягиваться до деревьев и поедать листву прямо с них. В юрский период температура на всей планете повысилась, растительность стала более буйной, а значит, более тучными сделались и динозавры.

В череде динозавров-вегетарианцев одним из первых был платеозавр. Восьмиметровый гигант считается сегодня одним из самых крупных животных, когда-либо живших на Земле. Впрочем, на фоне более поздних динозавров платеозавр ничем особенным не выделялся. В отличие от более древних плотоядных динозавров, он передвигался на четырех конечностях, но все же задние лапы у него были значительно крупнее и сильнее передних.

В дальнейшем соотношение между передними и задними лапами у динозавров изменилось. Например, у брахиозавра передние конечности были намного длиннее задних. Это позволяло крайне массивному животному, не отрывая передних лап, дотягиваться длинной шеей до листьев самых высоких деревьев. Диплодок, весивший в два раза меньше, чем брахиозавр, действовал по-другому. Чтобы достать до крон деревьев, он вставал на задние лапы и выпрямлялся, а длинный хвост служил ему опорой.