Динозавры: карнозавры
В юрском и меловом периодах, а это приблизительно 168-65,5 млн. лет назад, среди прочих хищных гигантов, существовали Карнозавры (Carnotaurus). Они отнесены учеными к ящеротазовым динозаврам.
Карнозавры
Имеет смысл сравнить строение скелета Карнозавра со строением тела траходонтов (утконосых, птицетазовых динозавров), так как очень многое в строении скелета двух видов доисторических животных оказывается невероятно похожим. Встреченные в найденных скелетах окостенения сухожилий указывают о постоянной нагрузке на позвоночника траходонтов. Это свидетельствует о том, что животное пережвигалось в полусогнутом виде, а не вертикально.
Карнозавры отличались более выпрямленным положением тела при движении и вообще представляют собой отлично развитого, подвижного двуногого пресмыкающегося.
Характер движения задних конечностей у сравниваемых динозавров был различным. Отличительная особенность — это положение четвертого по счету вертлуга бедренной кости. У всех представителей траходонтов, также как и у игуанодонтов, четвертый вертлуг представляет собой крупный костный гребень длиной в несколько сантиметров и находящийся практически посередине бедра. На этом месте прикреплялись пучки хвостобедренных мышц, которые притягивали бедро к основанию хвоста.
Конечности с большой силой отводились назад и отталкивались от земли. Это было обусловлено сочетанием мощных мускулов и низкого применения их тяги. Те же мышцы служили животному для поддержания туловища и тогда, когда нужно было наклонить голову вперед и вниз, перенести центр тяжести вперед. Таким образом задние конечности обладали огромной толкающей силой. Однако, подвижность самих конечностей вступала в противоречие с этой способностью. Размах бедра, вынос задней конечности вперед при шаге получались очень ограниченными.
Скелет траходонтов был скроен очень грубо, сочленения развиты плохо. Передняя половина туловища была сильно перегружена, таз — непропорционально слабый и узкий, а задние ноги слишком тяжелые, но по массивности уступающие зауроподам. Это дает понять, что своеобразна внешность и строение тела животного не соответствовало сухопутному существованию. По всей видимости, траходонтам приходилось выбираться из воды в исключительных случаях. Скорее всего, для кладки яиц. Вне привычной среды водоема, траходонты были неуклюжими и беспомощными существами.
Зато скелет хищных ящеров Карнозавров, по сравнению со строением траходонтов кажется исключительным совершенством, при том, что по строению тела у животных много общего. С одной стороны У Карнозавра имеется сходное развитие выроста четвертого трохантера. Однако с той лишь разницей, что прикрепление хвостобедренных мышц приходилось на большую площадь конечности и гребень трохантера не был таким высоким. Характер движения задних конечностей у зауропод и траходонтов весьма сходен. Ученым еще предстоит выяснить, происхождение этого сходства: общность функций или общее происхождение.
У плотоядных Карнозавров четвертый трохантер находится на уровне первой трети длины бедра и развит гораздо слабее. Другие трохантеры вынесены высоко вверх и образуют мощный вырост с наружной стороны шейки бедра, поднимающийся выше головки кости. Все самые главные мускулы бедра прикреплялись на верхней трети удлиненной кости. такое строение не давало огромной силы конечностям, зато обеспечивало большой размах ноги и следовательно, быстроту в движении пресмыкающегося, мышцы которого просто не способны часто повторно сокращаться.
Большой размах ноги в движении обуславливалось поднятием трохантерного бугра выше оси вращения головки бедренной кости. Получалось как бы второе плечо рычага. Вместе с тем, неотвратимо должна была произойти редукция передних конечностей для облегчения передней части туловища при передвижении на двух ногах, в результате ослабления тяги хвостобедренных мышц. Это ослабление указывает на то, что Карнозавры не могли быстро передвигаться в воде, как утконосые траходонты. При вертикальном положении Карнозавров на двух ногах необходимо максимальное сближение головок бедренных костей. Чему были найдены доказательства на раскопках в Монголии. При исследовании окаменевшего скелета хищника, обнаружено чрезвычайное сужение таза Карнозавра.
Представляет интерес с научной точки зрения строение больших валикообразных суставных площадок на шейках. Бедро Карнозавра снабжено длинной и широкой суставной площадкой,которая занимает верхнюю оконечность кости — от головки до внешнего угла, и это помимо головки, расширенной и немного уплощенной, которая входит глубоко в вертлужную впадину таза и поставленна в вертикальной плоскости. Суставная площадка была расположена на слегка утолщенной верхушке кости и поставлена горизонтально. При таком строении трение в суставе животного происходило между вышеописанной площадкой и верхней половиной стенки вертлужной впадины. Основной трохантер был выдвинут вперед.
Любопытно, что аналогичное строение можно наблюдать у тушканчиков, обитающих в природе в настоящее время, однако, выраженное гораздо слабее. У этих животных с внутренней стороны головки образуется суставная поверхность, заходящая на шейку бедра. Исследователи рассматривают этот факт, как доказательство того, что сустав животного был приспособлен к передвижению прыжками обеими ногами сразу. У маленьких и легких дивоящеров дополнительные суставные площадки были развиты гораздо больше. Это позволяет полагать, что способ передвижения этих животных был таким же, хотя и более специализированным. Вместе с тем, такое же строение можно наблюдать у крупных Карнозавров, найденных в Монголии. Но утверждать, что животное, вес которого 7-8 тонн передвигалось исключительно прыжками, очень сложно.
У Карнозавров голова была увеличена и являлась единственным орудием нападения на жертву. Однако, это не было компенсировано, как у траходонтов, сильно развитыми мышцами спины. Если рассматривать строение таза и позвонков, можно сделать вывод, что у траходонтов разгибательные мышцы спины развиты были гораздо сильнее, чем у Карнозавров. Но таз Карнозавра развит намного сильнее, чем у неуклюжего траходонта, значительно превосходит размеры черепа и является главным несущим центром треножника, несущего все тело животного. Спинной гребено, состоящий из сходящихся наверху удлиненных подвзошных костей, крупного молоткообразного утолщения на лонном сращении лобковых костей и глубоких вертлужных ям, был великолепно развит.
Голова Карнозавра была все время в поднятом состоянии. На это указывают большие шейные позвонки, плоские и раширенные, обладающие к тому же в центре косыми суставными площадками. Однако, такое строение говорит о плохой подвижности головы, и, как следствие, у Карнозавра должен был быть свой уникальный способ нападения. Ученые полагают, что эти хищники нападали на добычу сверху, наваливаясь всем весом тела, поворачивающегося в тазобедренных суставах. По всей видимости дополнительные суставы в бедренных костях развились, в связи таким способом охоты. Интересным фактом является то, что растительноядные панцирные динозавры защищены именно сверху.
Ученым еще предстоит провести тщательные исследования по поводу того, как объяснить противоречия в строении скелета Карнозавра. Как соотносится сужение таза с воспроизведением потомства и как решалась проблема малой подвижности головы при активной охоте.
Глаза Карнозавров обладали стереоскопическим зрением, очень важным фактором для расчета животным нападения или прыжка. Глазицы животного располагались в выступающих наружу углах черепа. В настоящее время похожим бинокулярным зрением обладает человек и крупные хищные животные. В ходе эволюции у поздних Карнозавров произошла редукция передних конечностей для уравновешивания передней части тела. Это произошло из-за развития огромной головы животного. Если бы передние лапы хищника остались бы такими, как у траходонтов, то передняя часть тела была бы сильно перегружена и животное не смогло бы передвигаться на двух ногах.
В строении черепа древнего хищника была еще одна интересная деталь, которая помогала проглотить большой кусок добычи без применения передних конечностей, как делали все другие хищники. В черепе Карнозавра появились внутренние сочленения, которые позволяли передней части черепа двигаться относительно задней, своеобразная «кинетичность». На раскопках в Монголии были найдены огромные серповидные когтевые фаланги хищника, высокие и узкие до 60 см. длиной. Скорее всего, длина ногтя не могла быть меньше одного метра и роговые чехлы на фалангах должны были быть острыми, как ножи. Серповидные фаланги представляли собой своеобразные боевые шпоры. На основании этой находки, ученые предполагают, что существовали Карнозавры невероятно больших размеров. В качестве оружия хищники могли воспользоваться задними ногами, что они и делали при проведении брачных игр.
Есть большая разница в строении таза между двумя подотрядами: растительноядных птицетазовых дивоящеров и хищных ящеротазовых карнозавров. Это различие никогда не обсуждалось с конструктивно-функциональной стороны. У траходонтов седалищные кости сильно удлинены и образуют мощный рычаг более метра длины,а у Карнозавров эти кости тонкие и укороченные. Лобковые кости траходонтов расширены, более тонкие и направлены параллельно переднему отростку подвздошной кости. У хищных Карнозавров лобковые кости — мощные костные стержни, похожие на седалищные кости у траходонтов.
Костные стержни на лобковых костях Карнозавра направлены вниз и заканчиваются массивным лонным молоткообразным сращением. Этот факт доказывает, что все существующие реконструкции скелетов траходонтов, которые делают этих животных похожими на хищников, совершенно не верны. У траходонтов лобковая область не может сильно выдаваться, как у Карнозавров. Она должна быть впалой. А у корня хвоста находится значительное утолщение тела, совершенно отсутствующее у хищного Карнозавра. У обоих видов рассматриваемых животных внутренняя полость таза, как место для внутренних органов, очень маленькая.
Конечно, необходимы внимательные исследования для того, чтобы понять все функционального различия строения таза этих видов динозавров. Тело траходонтов и Карнозавров обладало существенно различной возможностью балансировки. Этот вывод следует из исследования удлиненных костей таза дивоящеров. Эти кости действовали как рычаги, удерживающие и вращающие туловище в «цапфах» вертлужных впадин. У Карнозавров были гораздо менее развиты седалищные кости, по сравнению с траходонтами. Поэтому передняя часть туловища хищных ящеров был значительно менее перегружен, чем у травоядных траходонтов.
