Динозавры правили миром нашей планеты в течение 130 миллионов лет - в 100 раз дольше, чем на Земле существует человеческий род. А 65 миллионов лет назад динозавры вымерли. Но 65 миллионов лет назад не только динозаврам пришлось плохо. Тогда вообще на Земле наступили тяжелые времена. Жизни на планете угрожала смертельная опасность. Исчезли летающие пресмыкающиеся. В океанах вымерли водоплавающие рептилии, так же как моллюски и морские звезды. Вымерла даже большая часть мелких животных - планктона.

Точно никто не знает. Но теорий существует великое множество. Большинство из них предполагает, что произошли какие – то сильные изменения климата нашей планеты, которые повредили многим живым организмам, а не только динозаврам. Последняя и самая популярная теория утверждает, что динозавры и другие виды животных вымерли из-за одной страшной вселенской катастрофы: 65 миллионов лет назад Земля столкнулась с астероидом, и при этом произошел страшной силы взрыв.

Интересный факт: кроме динозавров, 65 миллионов лет назад вымерли летающие пресмыкающиеся и большое число морских обитателей.

Исследуя глинистые отложения в слоях земной коры, датированных как отложенные 65 миллионов лет назад, ученые нашли большое содержание иридия в этих породах. Иридий редко встречается на Земле, так как при образовании нашей планеты иридий как тяжелый элемент погрузился глубоко под землю и находится в основном вблизи земного ядра. Иридий попадает на Землю только из космоса, когда с неба падают метеориты и астероиды. Ученые нашли иридий в древних глинистых отложениях во всем мире. Вот их вывод: иридий выпал из облака пыли, которая была взметена в атмосферу при столкновении астероида с Землей. Вот что могло произойти.

Материалы по теме:

Как сохранились кости динозавров?

Гипотеза исчезновения динозавров

Астероид диаметром 10 или более километров влетел из космоса в атмосферу Земли со скоростью не менее 100000 километров в час. Врезавшись в Землю, он образовал кратер диаметром 160 километров. Тонны раскрошенных скал и почвы (смесь пород астероида и Земли) от взрыва взлетели высоко в небо. От прохождения через атмосферу огненного шара и взрыва в атмосфере возникли ураганы, которые разнесли взметнувшуюся в небо пыль по всей Земле. Небо заволокла огромная пылевая туча. Солнце померкло, и день стал ночью. Мрак продолжался месяцами. Средняя суточная температура упала с плюс 19 до минус 10 градусов Цельсия. Началась массовая гибель оказавшихся во мраке и холоде растений и животных.

Вслед за травоядными животными стали вымирать хищники, питавшиеся травоядными. В конце концов, облако опустилось на землю, оставив о себе память в виде большой примеси иридия. Многие ученые, правда, относятся к этой теории скептически. Почему же тогда, спрашивают они, выжили птицы, крокодилы, черепахи, змеи и большинство млекопитающих, а также уцелели насекомые, моллюски, океанские рыбы, многие растения. Вызывает сомнения эта теория еще и потому, что вымирание динозавров происходило очень медленно - в течение миллионов лет, а не в ходе одного гигантского катаклизма.

Введение

Жизнь на Земле возникла около 3 млрд лет назад; началась она с крошечных одноклеточных существ, а примерно 225 млн лет назад в процессе эволюции на Земле появились динозавры. Они населяли Землю в течение примерно 160 млн лет, т.е. в течение периода, в 50 раз превышающего по времени период от появления человека до наших дней. Не все виды динозавров существовали одновременно: одни виды вымирали, другие возникали.

Динозавры были хорошо приспособлены к среде своего обитания. Одни из них были травоядными, другие – плотоядными, поэтому пищи хватало всем. У динозавров была очень прочная кожа, некоторые виды имели огромные массивные тела и длинные шеи, а другие были не крупнее индюка. Динозавры размножались, откладывая яйца с твердой оболочкой, хорошо защищавшей зародыш во время развития.

Как же вышло, что динозавры, господствовавшие на Земле столь долго, внезапно исчезли 65 млн лет назад? Ответ на этот вопрос интересует многих, поэтому и гипотез о причинах массового исчезновения динозавров немало. Мы рассмотрим некоторые из них.

Поиски следов прошлого

Первую кость динозавра нашел английский натуралист Роберт Плот в 1677 г. В то время никто и не догадывался, что на Земле когда-то существовали животные, отличавшиеся от современных. Находку Плота посчитали костью старого слона или даже какого-то великана. Первые документально зафиксированные следы динозавров были обнаружены в 1802 г. в Коннектикуте (США) крестьянином Плиньо Муди. На каменной плите, найденной на его поле, были отпечатки трех пальцев, которые приписали… «когтям ворона, выпущенного из ковчега Ноя после Всемирного потопа».

Слово «динозавры» впервые употребил Ричард Оуэн 2 августа 1841 г. Этот термин произведен от греческого deinos – ужасный и sauria – ящер, поэтому динозавр означает «ужасный ящер». Изучив множество ископаемых останков, Оуэн пришел к выводу, что эти животные имели между собой много общего и обладали самыми большими среди всех рептилий размерами. Тут же появились первые изображения древних монстров, сделанные на основе найденных фрагментов, а скульптуры динозавров в натуральную величину стали развлекать посетителей крупных выставок.

С середины XIX в. любители и профессионалы занялись поисками остатков динозавров по всему свету. Бурные страсти разгорелись на Дальнем Западе США между 1870 и 1890 г. Экспедиции двух выдающихся американских палеонтологов Эдварда Коупа и Отниела Марша обнаружили в Скалистых горах (Канада) огромные кладбища динозавров. Самая дорогостоящая экспедиция была организована Берлинской Академией наук в Тендагуру (Африка) в 1907 г. Она обошлась в 200 тыс. немецких марок. Свыше полутора тысяч человек за 3 года работы обнаружили более 250 т ископаемых остатков. В ходе их изучения ученые пришли к выводу, что среди ящеров были маленькие, средние, большие и просто огромные ящеры. Длина тела динозавров составляла от 20 см до 30 м. Всего в настоящее время насчитывают около 1 тыс. видов динозавров.

Древнейшие динозавры были сухопутными хищниками, затем появились растительноядные. Некоторые из них перешли к жизни в воде. Древние динозавры были двуполыми, однако ученые до сих пор не знают достоверно, чем отличались самцы от самок. Предполагается, что у рогатых динозавров самцы имели более длинные и массивные рога, которые могли использоваться в качестве турнирного оружия. У самцов утконосых динозавров гребень на голове был более длинным, чем у самок. Предполагается даже, что некоторые формы, различающиеся по морфологическим признакам и размерам и описанные как разные виды и роды, представляют собой самцов и самок, принадлежащих к одному виду.

Группы динозавров

По виду питания динозавры подразделяются на хищников, передвигавшихся на двух ногах, травоядных и падальщиков. Они жили поодиночке или группами, как в теплых, так и в холодных климатических зонах. Некоторые охотились, что требовало не только мышечных, но и интеллектуальных усилий. Особенности анатомии (массивные задние конечности, огромное тело и рудиментарные передние конечности) гигантских хищных динозавров создавали серьезную проблему: в случае падения они не были способны вновь подняться на ноги, т.к. не могли ни опереться на слабые передние конечности, ни подсунуть под тяжелое тело задние ноги.

Распределение динозавров по группам не зависит от их размеров, способа передвижения и питания.

По строению тазовых костей динозавры разделяются на два отряда: ящеротазовых (Saurischia ) и птицетазовых (Ornitischia ). Различия между ними следующие. В состав таза у четвероногих животных входят три пары костей: лобковые, подвздошные и седалищные. У ящеротазовых динозавров подвздошные кости направлены вверх, где они соединяются с крестцом, седалищные – вниз и назад, а лобковые направлены вперед и вниз. У птицетазовых динозавров седалищные и подвздошные кости устроены так же, а лобковые кости имеют две ветви, направленные в разные стороны: одна вперед, а вторая назад, параллельно седалищным костям. Значение этих различий не ясно.

Легче объяснимы различия между группами динозавров в строении челюстей и зубов и связанные с этим различия в питании. У ящеротазовых динозавров зубы располагались по краю челюсти в один ряд, который доходил до конца морды. Каждый зуб конической или долотообразной формы сидел в отдельной ячейке. У птицетазовых динозавров в пе-редней части нижней челюсти располагалась лишенная зубов предзубная кость, часто отсутствовали передние зубы и в верхней челюсти. У многих птицетазовых был роговой клюв, как у черепах. Кроме того, боковые зубы были отодвинуты внутрь от края челюсти, и их расположение было многорядным. Такое смещение зубов связано с тем, что снаружи от челюстей располагались щеки. Это давало возможность удерживать пищу во рту во время пережевывания. Ящеротазовые динозавры не жевали.

Все птицетазовые были растительноядными и передвигались либо на двух, либо на четырех лапах. Среди ящеротазовых были как растительноядные, так и хищники, которые, большей частью, были двуногими.

Как и все архозавры, динозавры имели диапсидный тип черепа с двумя, а не с одной, как у других пресмыкающихся, височными впадинами позади глазниц. Это делало череп более легким, освобождало место для развития мощной челюстной мускулатуры, способствовало более совершенному действию челюстей при питании, а также способствовало совершенствованию слухового аппарата.

Другой характерной чертой, свойственной динозаврам, было строение тазового пояса и постановка конечностей, обеспечивавшие большую подвижность животных. В отличие от других архозавров и большинства рептилий, задние ноги динозавров были выпрямлены и при ходьбе двигались в вертикальной плоскости, как у птиц и млекопитающих. Большинство же других рептилий (например, крокодилы, ящерицы, черепахи) имеет широко расставленные в стороны лапы. В тазовом поясе у динозавров были сложно устроенный крестец из пяти сросшихся позвонков и прободенная вертлужная впадина, куда входила головка бедренной кости. Эти анатомические особенности сделали динозавров самыми подвижными из сухопутных обитателей мезозоя.

А – четырехлучевой таз со свободным пространством внизу;
Б – трехлучевой таз с лобковыми костями, направленными вперед

Одной из удивительных особенностей некоторых крупных растительноядных динозавров, как ящеротазовых (диплодоки, брахиозавры), так и птицетазовых (стегозавры, анкилозавры), не имевшейся ни у каких других животных, было наличие второго мозга (это нашло свое отражение в родовом названии одного из них: «диплодок» в переводе с греческого означает «двудум»). Объем мозга внутри сросшихся крестцовых позвонков тазового пояса в 10–100 раз превышал объем головного мозга. Возникает вопрос, какой мозг, задний или передний, был главным? Полагают, что задний мозг координировал работу конечностей, передний – пищевую активность и органы чувств. Такая «децентрализация» функций мозга, как считают некоторые исследователи, была одной из причин вымирания динозавров.

Гипотезы о причинах массового вымирания динозавров

От триаса до позднего мелового периода разнообразие динозавров возрастало. Казалось, ничто не предвещало их бесследного исчезновения. Но в конце мелового периода вся процветавшая группа хозяев планеты вымерла. Вымирание видов – это естественный эволюционный процесс. Оно обычно происходит медленно, неравномерно. Но скорость, с которой исчезла крупнейшая группа пресмыкающихся, поразительна.

Гипотезы о том, как это произошло, можно разделить на две группы:

– гипотезы, объясняющие вымирание внешними, в том числе внеземными, причинами;
– гипотезы, связывающие вымирание с внутренними, биологическими, факторами.

Гипотеза 1

К первой группе можно отнести гипотезу о том, что на территории Индии, в области Декан из гигантского разлома длиной 400 км обильно сочилась лава, стояла нестерпимая жара. Вулканы выбрасывали в раскаленный воздух огромное количество углекислого газа. Таким воздухом почти невозможно было дышать. Облака золы и серы, вырывающиеся из жерл вулканов, поднялись высоко в небо и окутали всю Землю. Атмосферу отравляли ядовитые вулканические газы, а почву – нескончаемые кислотные дожди. От недостатка света погибли растения, вслед за ними – растительноядные животные, а потом и хищники. На Земле стало холодать. Потом зола осела, и холод вновь сменила жара. Углекислый газ (тогда в атмосфере его было в 10 раз больше, чем сегодня) создал «парниковый эффект». Тепло удерживалось у поверхности Земли, и воздух стал нагреваться, дожди стали редкими, озера и болота пересохли, а множество влажных лесов сменилось пустынями. Пересыхание прибрежных мелководий с их богатейшей фауной и повышение общей солености Океана привели к вымиранию 95% морских видов животных. А затем новый выброс пепла опять затемнил небо, и на планету вернулся холод. Такие резкие перепады климата продолжались более 600 тыс. лет. В результате выжили лишь менее специализированные, чем динозавры, виды, например млекопитающие.

Гипотеза 2

Еще одной распространенной версией гибели гигантов мелового периода является падение огромного метеорита возле деревни Чиксулуб (мексиканский остров Юкатан). Метеорит, который весил тысячи миллиардов тонн, оставил после себя кратер поперечником в 200 км! Мощность удара была сравнима со взрывом такого количества атомных бомб, которое в 10 тыс. раз превышает современный мировой запас. Чудовищной силы воздушная волна уничтожила большую часть наземных видов растений и животных, по всей планете прокатились землетрясения, а гигантские волны-цунами несколько раз обогнули Землю.

Эта гипотеза появилась в 1970 г. Её фактическим обоснованием являются свидетельства геологической летописи: во многих районах мира в морских и континентальных отложениях был обнаружен небольшой слой глин с необычно высоким содержанием элементов платиновой группы, в частности иридия, редкого в земной коре, но широко распространенного в метеоритах элемента. Такой слой, как полагают, мог образоваться только в том случае, если отложения были «разбавлены» большим количеством метеоритного материала. Оценив, сколько мог весить такой метеорит, ученые обратили внимание на древний кратер у деревни Чиксулуб. Временной уровень слоя точно совпадает со временем, когда исчезли последние динозавры, а также другие группы наземных и морских животных и растений.

Поднявшаяся в результате взрыва пыль на несколько лет сделала атмосферу практически непрозрачной для солнечных лучей. Резко сократилась фотосинтезирующая активность зеленых растений, которые являются начальным звеном пищевой пирамиды. Далее, как по цепочке, происходило вымирание различных групп морских и наземных организмов.

Гипотеза 3

Как полагают, быстрое изменение климата, приведшее к массовому вымиранию видов, могло быть вызвано дрейфом материков и изменением направления ветров и морских течений. На континентах резко обозначилась смена сезонов: знойное лето стало сменяться холодной зимой, когда растительноядные динозавры лишались зеленого корма. Динозавры не смогли приспособиться к сезонным перепадам температуры. Однако нет фактов, подтверждающих такое катастрофическое ускорение дрейфа материковых плит.

Расположение и направления дрейфа континентов в меловой период

Гипотеза 4

В середине мелового периода произошла крупнейшая в истории Земли перестройка растительного покрова планеты: появились покрытосеменные (цветковые) растения, трава, все большее распространение получали злаки. Для растительноядных животных, питавшихся более примитивными растениями, при переходе на другую диету требовалась существенная перестройка всей ферментативной системы пищеварения. Возможно, хотя и очень сомнительно, они не смогли преодолеть этот физиологический конфликт.

Гипотеза 5

Недавно ученые выдвинули новую гипотезу вымирания динозавров – во всяком случае, некоторых плотоядных видов. Доисторические ящеры пали жертвой несоответствия между энергетическими потребностями своего исполинского организма и объективными возможностями их удовлетворения. Специалисты Британского зоологического общества увязывают эту версию с ответом на вопрос, почему природа не создала, скажем, льва или тигра размером со слона. Такое огромное плотоядное создание не сумело бы настолько быстро охотиться, чтобы вовремя пополнять свои энергетические потребности, считают они. По расчетам ученых, эволюция должна в конце концов привести к тому, что плотоядные животные с массой тела более 1 т, обитающие на поверхности Земли, утратят право на существование из-за энергетического дефицита. Однако сомнительно, чтобы этот дефицит возник внезапно и привел к вымиранию всех динозавров за исторически короткое время.

Гипотеза 6

Возможно, динозавры проиграли борьбу за выживание с новыми, быстро появившимися видами млекопитающих и птиц. Однако этой гипотезе для обоснования не хватает фактического материала.

Гипотеза 7

В результате любой катастрофы планетарного масштаба могло произойти разрушение озонового слоя, и ультрафиолетовые лучи могли вызвать резкое увеличение скорости мутаций в организмах. Возможно, общие части геномов динозавров были неустойчивы к таким мутациям, что привело к быстрому вымиранию всех их видов. Выжили виды с устойчивыми геномами.

Заключение

Метеорит у деревни Чиксулуб и мощное извержение в Декане – главные «подозреваемые» в деле о гибели динозавров, случившемся на рубеже мелового и третичного периодов 65 млн лет назад. Но вот уже больше 20 лет ученые никак не вынесут окончательный «приговор». С новой силой споры вспыхнули в марте 2004 г., когда Герта Келлер из Принстонского университета (США) заявила, что располагает доказательствами «невиновности» метеорита. Она утверждает, что чиксулубский камень рухнул на Землю задолго до гибели ящеров.

В отложениях на месте знаменитого кратера обнаружены окаменевшие остатки крошечных морских животных, которые вымерли вместе с динозаврами. Этот слой появился уже после космической катастрофы, и на его формирование ушло примерно 300 тыс. лет. Как считает Г.Келлер, одного деканского извержения было бы вполне достаточно для уничтожения динозавров, а метеорит – чиксулубский или иной – мог стать лишь последней каплей, переполнившей чашу.

Сторонник «метеоритной» гипотезы голландец Ян Смит полагает, что Герта Келлер неправильно истолковала результаты проб, взятых в кратере. По его мнению, после удара метеорита место падения было накрыто мощной приливной волной – цунами – и ушло под воду, и для образования такого слоя отложений понадобилось всего лишь несколько недель.

По мнению геолога Венсана Куртийо, гибель древних ящеров не была такой катастрофической и скоротечной, как это обычно принято представлять. Последние окаменелости того времени показывают, что гигантские рептилии вымирали постепенно – в течение сотен тысяч лет. А это трудно объяснить с помощью «метеоритной» гипотезы. За последние 260 млн лет на Земле произошло четыре массовых вымирания животных, и каждый раз им предшествовали невиданной силы извержения вулканов.

С этим мнением согласны далеко не все. Геолог Эрик Бюфто уверен, что для каждого случая вымирания животных можно вполне подобрать подходящий метеоритный кратер. Ну а потом, почему все подобные катастрофы на Земле должны иметь одинаковую причину? Бюфто не спорит с тем, что многочисленные виды животных вымирали регулярно, и совсем не обязательно эти драмы были связаны с резкими катастрофическими переменами. Однако вымирание животных 65 млн лет назад было настолько массовым, что правильнее предположить,

что причиной его стало какое-то мощное и скоротечное воздействие, например падение крупного метеорита. Ну, а кроме того, считает Бюфто, трудно себе представить, что динозавры населявшие всю Землю от экватора до полюсов, стали жертвой резких колебаний климата, а вот, например, крокодилы спокойно пережили рубеж мелового и третичного периодов.

Итак, время вынесения окончательного приговора откладывается. Ученым еще предстоит вновь и вновь обследовать метеоритные кратеры, тщательно изучать окаменелости и, наконец, выяснить, почему же все-таки крокодилы пережили динозавров…

Литература

1. Лора Камбурнак. Динозавры и другие исчезнувшие животные. – М.: Махаон, 2006. – 123с.

3. Иллюстративная энциклопедия: динозавры / Д.Бёрни; Худож. Д.Сиббик; Пер. с англ. И.Н. Алчеева, Н.Н. Непомнящего. – М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2002. – 222 с.: ил.

4. Родственники динозавров / Пер. с англ. С. Фрейберг. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002. – 56 с.: ил. – (Тайны живой природы).

5. Динозавры. Полная энциклопедия /Пер. с англ. М.Авдони-ной. – М.: Изд-во ЭКСМО-Пресс, 2000. – 256 с.

Почти все знают, что 66 миллионов лет назад на Землю упал астероид, который вроде бы привел к гибели динозавров. Однако это падение привело к загадочным последствиям. Где росли армии деревьев, вытягивающих свои ветви к небу, словно спасаясь от зарослей папоротников и кустарников, ухвативших их за корни, остались только обгоревшие стволы. Вместо непрекращающегося гула насекомых и криков гигантских динозавров остался только свист ветра, пронзающего тишину. Наступила тьма: голубое, зеленое, желтое и красное, танцующее под солнцем, все было выжжено.

Вот что произошло, когда гигантский астероид в десять километров шириной упал на нашу планету 66 миллионов лет назад.

«За несколько минут или даже часов пышный и живой мир превратился в тихий и опустошенный, - говорит Дэниел Дурда, планетолог Юго-Западного исследовательского института в Колорадо. - Особенно в области тысяч квадратных километров вокруг места удара - все было уничтожено начисто».

Собирая по частям головоломку этого падения, ученые наметили долгосрочные последствия метеоритного удара. Он унес жизни более трех четвертей всех видов животных и растений на Земле. Самыми значительными жертвами стали динозавры - но многие из них .

Но расписать все по деталям, особенно то, что последовало за падением и что позволило некоторым видам выжить, оказалось куда более сложной задачей.

Впервые о том, что динозавры были уничтожены ударом астероида, заговорили в 1980 году. На тот момент эта идея была спорной. Затем в 1991 году геологи обнаружили место падения - кратер диаметром 180 километров на полуострове Юкатан в Мексике. Кратер назвали Чиксулуб в честь ближайшего города.

Кратер было сложно найти, потому что он находится под землей. Северная часть также была далеко от берега, погребенная под 600 метров океанских отложений.

В апреле 2016 года ученые начали бурение на километр вниз в морской части кратера, чтобы извлечь образцы керна длиной в 3 метра. Группа ученых проанализирует извлеченные образцы, чтобы выявить изменения в типе породы, крошечные окаменелости и, возможно, даже ДНК, заключенную в камне.

«Скорее всего, мы найдем бесплодный океан в эпицентре сразу же после удара, а потом, возможно, увидим, как жизнь возвращается», говорит Шон Галик из Института геофизики Техасского университета, участвующий в бурении.

Некоторые вещи можно было узнать и без бурения кратера.

Например, учитывая размеры кратера, ученые подсчитали, как много энергии должно было высвободиться при ударе.

Используя эту информацию, Дурда и Дэвид Кринг из Института Луны и планет в Техасе смоделировали точные детали столкновения и предсказали, какая цепочка событий могла при этом произойти. Ученые смогли протестировать этот сценарий с помощью окаменелостей и проверить, насколько точны прогнозы.

«Все эти расчеты проводились кропотливо, - говорит палеоботаник Кирк Джонсон, директор Смитсоновского национального музея естественной истории. - Вы можете построить сценарий, в котором идете от момента падения, последней секунды мелового периода, а после пошагово движетесь через минуты, часы, дни, месяцы и годы после события».

И эти исследования рассказывают катастрофическую историю.

Астероид пронзил небо на скорости, в 40 раз превышающей скорость звука, и врезался в земную кору. Результатом стал взрыв в 100 триллионов тонн тротилового эквавалента - в семь миллиардов раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Удар по земной коре отправил ударные волны во все стороны. В Мексиканском заливе выросли цунами высотой до 300 метров. Десятибалльные землетрясения уничтожили береговую линию, а в радиусе тысяч километров взрыв вырвал и разметал все деревья. Наконец, с неба посыпались тонны камней, которые похоронили всю оставшуюся жизнь.

«По сути, это была пуля диаметром в 10 километров, - говорит Джонсон. - Невероятная физика. Невероятный взрыв, невероятные землетрясения, невероятные цунами, и все в радиусе нескольких сотен километров усыпается камнями размером с дома».

И все же эти региональные последствия сами по себе не вызвали глобального массового вымирания.

Когда астероид упал, он выпарил большой кусок земной коры. Над местом падения факелом выросли обломки, улетающие в небо. «Был огромный, расширяющийся шар плазмы, который проник в верхние слои атмосферы, в космос», говорит Дурда. Факел расширялся на запад и на восток, пока не укрыл целую Землю. Затем, будучи гравитационно связанным с планетой, он пролился обратно в атмосферу.

По мере остывания он конденсировался в триллионы капель стекла диаметром в четверть миллиметра. Они устремились к поверхности Земли с огромной скоростью и так сильно разогрели верхние слои атмосферы в некоторых местах, что на земле вспыхнули пожары. «Мощное тепло от повторно входящего выброса создало эффект жара на планете, - говорит Джонсон. - Теперь у вас есть печь».

Сажа от пожаров, в сочетании с пылью от удара, заблокировала свет лучей Солнца и погрузила Землю в долгий, темный, зимний мрак.

В течение следующих нескольких месяцев крошечные частицы осыпались на поверхность, скрывая целую планету слоем астероидной пыли. В настоящее время палеонтологи могут увидеть этот слой, сохранившийся в палеонтологической летописи. Это мел-палеогеновая граница, поворотный момент в истории нашей планеты.

В 2015 году Джонсон прошел пешком 200 километров оголенного мел-палеогенового слоя в Северной Дакоте в поисках окаменелостей. «Если заглянуть под слой, можно увидеть динозавров, - говорит он. - Но если смотреть выше, никаких динозавров».

В Северной Америке, до удара Чиксулуб, окаменелости нарисовали картину пышных лесов, между которыми текли реки, и густого подлеска из папоротников, водных растений и цветущих кустарников.

Тогда климат был теплее, чем сейчас. На полюсах не было ледяных шапок, и некоторые динозавры бродили по северным землям Аляски и далеко на юге на Сеймуровых островах Антарктиды.

«Мир был так же биологически богат и разнообразен, как и все, что мы видим вокруг сегодня, - говорит Дурда. - Но впоследствии, и особенно возле места падения, среда стала похожей на лунную. Пустынной и бесплодной».

Последствия падения астероида ученые вывели, изучая мел-палеогеновый слой, который нашли в 300 местах по всему миру.

«В отличие от любого другого геологического процесса, падение астероида происходит мгновенно. Все это не было растянуто на сотни или десятки миллионов лет. Все это произошло мгновенно, - говорит Джонсон. - После того как мы определили слой мусора в ударном кратере астероида, мы можем уходить ниже и выше, сравнивать, что было до и после».

Ближе к месту удара животные и растения погибли либо от выжигающих температур, от диких ветров, от землетрясений, цунами или валунов, падающих с неба. Дальше, даже на другой стороне земного шара, виды страдали от цепной реакции вроде отсутствия солнечного света.

В тех регионах, где живая среда не была уничтожена пожарами, температуры уничтожили еду для животных, а кислотные дожди испортили запасы воды. Что еще хуже, мусор в воздухе привел к тому, что на поверхности Земли стало так же темно, как и в неосвещенной пещере, поставив точку в фотосинтезе и уничтожив пищевые цепочки.

По мере того, как растительность ушла, травоядным стало нечего есть. Если травоядные умирают, становится нечего есть плотоядным. Выжить стало невозможно. Все, что не сгорело, умерло от голода.

Окаменелости показывают, что не выжило ничего больше енота. Небольшие существа получили шанс, поскольку их обычно больше, они меньше едят и могут быстрее воспроизводиться и адаптироваться.

Пресноводные экосистемы, в принципе, чувствовали себя лучше сухопутных. Но в океане все пошло прахом, все пищевые цепочки коллапсировали.

В то время как длинная зима остановила фотосинтез, ее воздействие было больше в том полушарии, которое вступало в период вегетации. «Если вы находитесь в начале лета в северном полушарии, например, и вам выключают свет во время вегетационного периода, возникают проблемы».

Окаменелости указывают на то, что в Северной Америке и Европе после этого ада было лучше всего. Это говорит о том, что в северном полушарии начиналась зима, когда упал астероид.

Но даже в наиболее пострадавших районах жизнь вскоре поползла обратно.

«Массовое вымирание - это палка о двух концах. На одном конце: что убило жизнь. На втором конце: какие способности нужны были растениям и животным, чтобы выжить, развиться и восстановиться?».

Восстановление заняло много времени. Потребовались сотни, если не тысячи лет, чтобы восстановить экосистемы. Ученые предполагают, что в океанах потребовалось три миллиона лет, чтобы органический материал смог вернуться к нормальной жизни.

Как и после лесного пожара сегодня, папоротники быстро заселили обгоревшие места. В экосистемах, которые избежали нашествия папоротников, преобладали заросли водорослей и мхов.

В тех районах, которые избежали худших разрушений, некоторые виды выжили, чтобы заново заселить планету. В океанах выжили акулы, крокодилы и некоторые виды рыб.

Исчезновение динозавров означало, что открыты новые экологические ниши. «Именно миграция млекопитающих видов в эти пустые экологические ниши привела к тому обилию млекопитающих, которое мы наблюдаем в современном мире», говорит Дурда.

Когда ученые будут бурить кратер этой весной, они снова будут пытаться получить более четкое представление о том, как сформировался кратер, и о последствиях падения для климата.

«Мы сможем осуществить более качественный анализ изнутри кратера, - говорит Джонсон. - Узнаем много нового о распределении энергии и особенно о том, что случается с Землей, когда на нее падает нечто таких размеров».

Кроме того, ученые взглянут на минералы и трещины в породах и попытаются понять, что там могло жить. Бурение поможет нам понять, как восстанавливалась жизнь.

«Наблюдая за тем, как возвращается жизнь, можно найти ответы на пару вопросов, - говорит Галик. - Кто вернулся первым? Что это был за вид? Когда появилось эволюционное разнообразие и как быстро?».

Хотя многие виды и отдельные организмы погибли, другие формы жизни начали процветать в их отсутствие. Это двойная картина бедствия и возможности повторялась многократно в течение всей истории падений Земли.

В частности, вполне вероятно, что если бы астероид не ударил Землю 66 миллионов лет назад, ход эволюции был бы совершенно другим - и люди могли не появиться. «Иногда я говорю, что кратер Чиксулуб стал тиглем человеческой эволюции», говорит Кринг.

Он также предположил, что падения крупных астероидов могли помочь жизни зародиться.

Когда астероид упал, сильное тепло вызвало сильную гидротермальную активность в кратере Чиксулуб, которая могла продолжаться 100 000 лет.

И она могла позволить термофилам и гипертермофилам - экзотическим одноклеточным организмам, которые процветают в горячих, химически обогащенных средах - обосноваться внутри кратера. Бурение позволит проверить эту идею.

С самого своего рождения регулярно подвергалась бомбардировкам. В 2000 году Кринг предположил, что эти удары создали подземные гидротермальные системы вроде тех, что, возможно, сформировалась в кратере Чиксулуб.

Эти горячие, химически богатые, влажные места могли дать начало первым формам жизни. Если это так, то жароустойчивые гипертермофилы были первыми формами жизни на Земле.

К концу мелового периода животный мир суши достиг большого разнообразия, а его представители были прекрасно приспособлены к жизни в ровном и благоприятном климате этой эпохи. Однако катастрофа была уже не за горами.

На основании окаменевших останков двух динозавров художник восстановил картину смертельной схватки небольшого хищного велосираптора (Velociraptor) и покрытого панцирем протоцератопса (Protoceratops).

Типичными травоядными того времени были также гадрозавры , или утконосые динозавры - двуногие рептилии размерами от средних до гигантских, которые в случае необходимости могли передвигаться и на четырех конечностях. Свое название они получили из-за широких, плоских беззубых клювов, внешне напоминающих клювы современных уток. Функционально, однако, их клювы предназначались для откусывания крупных побегов растений. На верхней и нижней челюстях газдрозавров позади клюва в несколько рядов располагались около 2 тысяч зубов, хорошо приспособленных к перетиранию жесткой растительной пищи.

В качестве крупных двуногих травоядных гадрозавры , такие как эдмонтозавры (Edmontosaurus), в среднем и позднем меловом периоде заменили первоначально даже более успешных игуанодонов.

Разнообразие хищников

В позднем меловом периоде (примерно от 75 до 65 млн. лет назад) сообщество хищников также приобрело достаточно сложную структуру. Раньше тероподы делились только по размерам: мелкие, средние и крупные. За несколькими исключениями все тероподы юрского периода походили друг на друга, в то время как в позднем меловом периоде анатомическое строение плотоядных стало значительно разнообразнее.

Существовало много видов дромоезавров различных форм и размеров. Вероятно, они умели хорошо маскироваться в лесах мелового периода . Длинные ноги и цепкие передние конечности с большими изогнутыми когтями ясно свидетельствуют об их хищной природе.

Нижнюю часть «шкалы размеров» у хищников в то время занимали дромеозавриды (буквально - «бегущие ящеры»), В эту группу входило несколько видов динозавров, от мелких дромеозавров размером с индюка до 6-метровых ютарапторов (Utahraptor). Дромеозавры были «высокоспециализированными» хищниками. Их отличительная черта - большие и чрезвычайно острые когти вторых пальцев ног. Чтобы при движении не затупиться о землю, эти пальцы были всегда выпрямлены. Длинный хвост с большим количеством костных стержней почти по всей длине помогал поддерживать равновесие во время бега.

Они вызывали страх

Эти грозные животные были преследующими хищниками. Догнав добычу, они хватали ее длинными передними конечностями, нанося при этом смертельные раны «кинжальными» когтями второго пальца ног. Зловещую известность дромеозавры приобрели благодаря фильму «Парк юрского периода », где дейноних (4,5 м в длину) для пущего эффекта был назван велосираптором (который в действительности был не больше крупного дога). Кроме того, дейноних - это североамериканская форма, а останки велосирашора найдены в Монголии.

Дромеозавры занимали экологическую нишу, аналогичную гепардам в экосистемах современной Африки. Считается (хотя это и не доказано), что они охотились стаями. Их добычей, вероятно, были мелкие гипсилофодонты и тесцелозавры, а также гадрозавры и другие молодые рептилии более крупных видов. Хищники, занимавшие середину шкалы, например, Chilantaisaurus из семейства аллозавров , скорее всего, охотились на цератопсов и гадрозавров средних размеров. Крупнейшими сухопутными хищниками этой эпохи (и всех других, включая наше время) были тираннозавриды.

В позднемеловом периоде тираннозавриды насчитывали множество различных видов. Например, череп «мелкой» (около 7 м в длину7) тираннозавриды Alioramus из Монголии был длинным и низким, больше напоминающим череп крокодила, тогда как самый известный представитель этого семейства - тираннозавр (Tyrannosaurus rex) обладал высоким, массивным черепом. «Хищническая специализация» тираннозавра пошла по особому пути: передние конечности этого 12-метрового монстра уменьшились настолько, что не доставали даже до его нижней челюсти. Их функции до сих пор остаются предметом предположений, но совершенно очевидно, что они не использовались для захвата добычи. Для этого зверю служил его огромный череп с подвижной верхней челюстью. Настигнув жертву, тираннозавр вкладывал всю силу в удар головой; подвижные черепные суставы подобно амортизаторам смягчали реакцию удара. Добычей тираннозавра почти наверняка были крупные травоядные ящеры, слишком большие и опасные для более мелких теропод. По оценкам, взрослые тираннозавры весили до 7 т и, достигая высоты 5 м при длине тела до 12-15 м, занимали экологическую нишу, которая в силу их размеров не имеет аналога в современной фауне.

Похитители яиц

Часть плотоядных динозавров позднего мелового периода, оставаясь хищниками, пошла по другому эволюционному пути. Размерами эти подвижные двуногие тероподы не превышали современных немецких овчарок. В отличие от своих сородичей, они потеряли почти все зубы, кроме двух, вместо которых у них сфор-мировался прочный клюв, напоминавший клюв попугая. Эти специализированные хищники с сильными передними лапами и гребенчатым загривком внешне очень походили на современных казуаров - птиц, обитающих в лесах Новой Гвинеи. «Клюв попугая» - пример конвергентной эволюции, когда у разных видов животных независимо развиваются схожие признаки, необходимые для достижения одинаковых целей.

Этот орнитомим (Ornithomimus - «подражатель птицам») был размером с современного страуса , но, в отличие от него, обладал длинным хвостом, помогавшим поддерживать равновесие во время бега. Это существо вполне могло питаться яйцами , но некоторые исследователи считают, что оно было травоядным.

В случае овираптора («похитителя яиц») сходным внешним фактором может служить пища, похожая на рацион современных попугаев: орехи, семена растений, фрукты, яйца, хотя, скорее всего, овирапторы питались также и мелкими животными - рептилиями и млекопитающими.

Быстрые, напоминавшие современных страусов, орнитомимиды и двуногие, размером с собаку, троодонтиды, вероятно, питались небольшими беззащитными животными и вместе с другими упомянутыми тероподами составляли разнообразие плотоядных рептилий позднего мелового периода .

Травоядные крокодилы

На протяжении всей эволюции крокодилы оставались хищниками, ведущими полуводный образ жизни во внутренних водоемах и дельтах больших рек. Максимального видового разнообразия они достигли в начале мелового периода , и, хотя в дальнейшем количество их видов заметно сократилось, в позднем меловом периоде их все еще было значительно больше, чем сейчас. Настоящие, или «современные», крокодилы принадлежат к семейству крокодиловых (Crocodylia), подгруппе большого отряда (Crocodylia или Loricata). Их эволюция началась в позднем меловом периоде . О приспособленности крокодилов к среде обитания можно судить по тому, что они практически не изменились за 65 млн. лет.

В позднем меловом периоде часть их многочисленных видов составляли животные, которых мы едва ли могли бы назвать крокодилами. Возможно, самым необычным среди них было небольшое существо, останки которого поразили научное сообщество в июне 2000 г. Названное симозухом (Simosuchus - «крокодил с куриным носом»), оно было обнаружено в позднемеловых отложениях Мадагаскара. Этот крокодил был очень необычным ЖИВОТНЫМ: его череп чрезвычайно короткий (у большинства крокодилов морда в три раза длиннее остального черепа, а у симозуха эти части черепа практически равны). Передняя часть морды была почти плоской. Нижняя челюсть, в отличие от остальных крокодиловых, соединялась с черепом в его передней, а не затылочной части. Плоские листовидные зубы с небольшими бугорками по краям квадратных челюстей больше напоминают зубы анкилозавров . Во многих отношениях голова симозуха также больше похожа на голову анкилозавра или черепахи, на которую он походил и своим коротким, заключенным в панцирь туловищем. Некоторые особенности его анатомического строения позволяют предположить, что он мог хорошо рыть землю, а плавал совсем не так, как плавают современные крокодилы.

Движение материков

Симозух был ярко выраженным травоядным крокодилом, размером с современную игуану, хотя питался также большими насекомыми и лягушками. Его необычное для крокодилов строение тела говорит о том, что это небольшое животное находилось в экологической нише, в других частях света занимаемой панцирными анкилозаврами .

Нам не известны останки анкилозавров из Южной Америки или Африки, и причина их отсутствия на этих континентах заключается в конфигурации материков в конце мезозоя. Анкилозавры появились в Северном полушарии, по-видимому, спустя некоторое время после того, как разошлись южная и северная части древнего протоконтинента Пангеи, и поэтому не могли попасть на южный континент, уже отделенный от северного обширным водным пространством.

Присутствие симозуха на Мадагаскаре хорошо согласуется с находками нескольких редких видов ископаемых крокодилов с аналогичным анатомическим строением. Один из них, Uruguayasuchus из Уругвая, очень похож на симозуха. Близость строения свидетельствует о происхождении из одного эволюционного ствола, а поскольку Uruguayasuchus происходит из Южной Америки, то находка останков симозуха на Мадагаскаре подтверждает его связь в позднем меловом периоде с Южной Америкой (через Африку). С точки зрения эволюции крокодиловые были невероятно успешной группой рептилий. Они пережили даже массовое вымирание видов в конце мелового периода , когда с лица Земли полностью исчезли динозавры.

Вымирание динозавров

Одно из самых значительных событий за всю историю Земли произошло около 65 млн. лет назад. В это время вымерли несколько больших групп позвоночных, включая динозавров, а также морских ( мозазавров , плезиозавров , плиозавров и ихтиозавров) и летающих ( птерозавров) рептилий. Другие позвоночные: лягушки, ящерицы, крокодилы, змеи, млекопитающие и черепахи пережили катастрофу.

Существует целый ряд теорий, объясняющих это вымирание: по одной из них причиной считается столкновение Земли с огромным астероидом около 65 млн. лет назад. Доказательство такого столкновения - кратер диаметром 110 км на морском дне вблизи мексиканского полуострова Юкатан, образовавшийся в это время. Здесь находят кусочки кварца, называемого «ударным»: он обладает уникальной кристаллической структурой, характерной только для кварца из мест, где производились ядерные взрывы. А слой осадков, содержащий иридий (редкий на Земле металл, входящий в состав многих астероидов), был обнаружен в породах этого возраста по всему миру. Сам процесс вымирания динозавров продолжает вызывать жаркие споры.

След метеоритного дождя, возможно, вызвавшего т. н. «глобальную зиму», которую не смогли пережить динозавры.

• Знаете ли вы?
• Некоторые палеонтологи и геологи считают причиной вымирания динозавров мощнейшие извержения вулка-нов на протяжении нескольких тысячелетий в конце мелового периода, во время которых в атмосферу выдели-лось огромное количество вулканического газа и пыли, вызвавших глобальное изменение климата. Место этих извержений в Индии называется Деканские траппы (северо-западная часть Деканского плоскогорья).
• По мнению части палеонтологов, скорость обмена веществ у динозавров была значительно выше, чем у совре-менных рептилий, и поэтому им требовалось так много энергии, получаемой в виде пищи, что они не смогли перенести нехватки пищи во время «глобальной зимы», наступившей на Земле после столкновения с астероидом.
• До столкновения с астероидом мир напоминал теплицу с постоянно теплым климатом. Однако это была не та теплица, которая под влиянием человека может возникнуть в XXI в., поскольку климат в ту эпоху сложился за предшествующие миллионы лет и был ровным и устойчивым.

В середине верхнего мелового периода, 80 миллионов лет назад, насчитывались сотни видов динозавров, относившихся к 14 семействам; из них два семейства были плотоядными, остальные питались растениями.

Все они, кроме представителей одного малочисленного семейства, были настоящими гигантами и весили свыше 2-3 тонн.

Вымирание динозавров

Затем стало постепенно уменьшаться. В последние пять миллионов лет мелового периода этот процесс ускоряется, причем травоядные исчезают быстрее, чем плотоядные. Наконец, 65 миллионов лет назад гигантские рептилии совершенно исчезли.

Чем же был вызван этот постепенный упадок и окончательное вымирание?

Многие палеонтологи считают, что непосредственной причиной было изменение климата. Динозавры нуждались в тепле. Их эволюция протекала в климатических условиях, крайне отличающихся от теперешних.

Среднегодовая температура на Земле была выше, причем в таких северных районах, как Аляска, климат был почти тропическим, и в течение года температура повсюду была почти ровной, без таких резких различий между сезонами, как в наше время.

Около восьмидесяти миллионов лет назад, когда динозавры начали исчезать с лица Земли, температура во всем мире стала постепенно снижаться, и к тому же разница между крайними годовыми ее значениями стала гораздо больше.

Тем не менее, даже на 50° северной широты найдено много ископаемых остатков динозавров конца мелового периода, так что, по-видимому, и в то время, — когда они стали вымирать, на нашей планете было много районов с достаточно высокой и устойчивой температурой.

Основная гипотеза вымирания

Для объяснения причин вымирания динозавров выдвигалось и множество других гипотез. Но один факт оставался почти совершенно не замеченным: вымирание динозавров совпало с появлением и распространением покрытосеменных растений. Как уже сказано, гигантские рептилии были в основном травоядными, и появление нового класса растений могло оказать на них вредное влияние.

Как уже отмечалось, почти все динозавры были крупными животными. Во-первых, это значит, что их размножение, а, следовательно, и приспосабливание к меняющимся условиям среды шли медленно.

Во-вторых, им требовалось очень много пищи. Расчет показывает, что пятитонный динозавр должен был поглощать около 200 кг травы ежедневно, а потому нуждался ежегодно в пространстве для пастьбы площадью около 20 квадратных километров.

Ясно, что при таком аппетите любые изменения в химическом составе кормовых растений не могли не затронуть питающихся ими гигантов.

В процессе эволюции происходило много изменений в разнообразии и сложности синтезируемых растениями соединений. Такие изменения дали возможность новым семействам растений успешно конкурировать со старыми в условиях меняющейся экосистемы.

Таннины и алкалоиды

Какие же вредные вещества, отсутствовавшие у низших и голосеменных растений, появились у высших, цветковых?

В процессе эволюции многие растения выработали способность синтезировать защитные соединения - таннины и алкалоиды.

Эти горькие или ядовитые вещества должны отпугивать травоядных животных, охранять растения от поедания.

Таннины имеют вяжущий вкус, как недозрелые яблоки, которые в высоких концентрациях содержат эти соединения.

Они препятствуют перевариванию белков и угнетают активность ферментов, а их избыток вызывает поражения печени.

Алкалоиды - горькие соединения; они оказывают гораздо более обширное физиологическое действие. Некоторые, такие, как стрихнин, очень ядовиты.

Другие, например, морфин, проявляют психотропное действие. Третьи могут вредно влиять на размножение и наследственность.

Алкалоидов почти нет у не цветковых растений, таннины встречают у них редко. Но оба эти класса защитных соединений широко распространены у растений высших.

При огромных количествах поглощаемой динозавром пищи он вряд ли мог выбирать, как современные травоядные млекопитающие, только не ядовитые растения, да и чувствовать алкалоиды в небольших дозах он, скорее всего, не мог.

Очевидно, смертельной дозой для динозавра были 40-50 г алкалоидов, а такое их количество вполне могло незаметно набраться в двухстах килограммах ежедневного рациона.

Некоторые находки показывают, — что у динозавров в конце их царствования увеличилась частота физиологических нарушений. Об этом говорит увеличение размеров гипоталамуса, а несколько ископаемых динозавров было найдено в скорченном положении, наталкивающем на мысль об отравлении алкалоидами.

Сообщалось и о более значительном факте:об уменьшении толщины оболочек яиц динозавров. Это напоминает действие ДДТ на скорлупу яиц современных птиц (яд препятствует синтезу известковой яйцевой оболочки).

За уменьшением числа травоядных последовал упадок и плотоядных рептилий, так как их мирные родственники составляли их основной рацион. Таким образом, можно предположить, что динозавры погибли в результате «химической агрессии» покрытосеменных растений.