6.2. Почему вымерли не только крупные, но и мелкие динозавры?

© Фисунов Владимир Александрович. 2009.

    Поскольку в Мезозое сила тяжести была во много раз меньше, чем сейчас, то динозавры вырастали до огромных размеров. Когда в конце Мела сила тяжести увеличилась практически до современного значения, такие гиганты попросту вымерли. Правда вместе с ними вымерло и много других динозавров, на которых сила тяжести, вроде бы не должна была оказывать столь разрушительного воздействия.

   Поэтому вторым по популярности вопросом оппонентов гипотезы отгибания коры является вопрос связанный, скорее, не с самой гипотезой, а с ее выводом о том, что главной причиной гигантизма животных в Мезозое была пониженная сила тяжести.

   «Aleksandr:

   Напрашивается вопрос, а почему тогда вымерли и динозавры малого размера? Плюс к этому, вымерли и водные динозавры, для которых изменение силы тяжести вообще было, как говорится, до лампочки.» (форум МГУ по геологии )

   Собственно говоря, вопрос распадается на несколько подвопросов. Первый — что позволяло динозаврам вырастать до таких размеров, второй — почему вместе с крупными динозаврами вымерли их мелкие собратья и, наконец, третий — почему вымерли водные динозавры и уйма других организмов?

    Первый вопрос, в свою очередь, распадается еще на ряд подвопросов. Что позволяло динозаврам вырастать до столь гигантских размеров? Почему, если они, когда-то вымерли, то не появились другие животные, сопоставимые с ними по своим размерам? Почему в воде могут существовать гиганты, таких же размеров (киты), а на суше нет ничего крупнее, имеющего в десятки раз меньшую массу, слона?

   Для начала рассмотрим чисто гипотетическую ситуацию — представим, что удалось клонировать древних рептилий. Смогли бы они существовать в условиях современной силы тяжести, которая губительно сказывается в первую очередь на сердечнососудистой и костно-мышечной системах. Достаточно вспомнить, что люди очень высокого роста долго не живут, поскольку у них не выдерживает сердце, а просто высокие люди обычно страдаю от различных заболеваний позвоночника.

   Для начала попробуем прикинуть массу диплодока — далеко не самого крупного из динозавров. Оценки различных источников разнятся довольно значительно, поэтому придется делать свои расчеты, исходя из того, что масса тела для животных, имеющих сходное строение тела, пропорциональна его объему. За основу возьмем современную рептилию, например, комодского дракона, и увеличим объем его тела (0,2 м3) до объема тела нашего гиганта. Соответственно, во столько же раз масса диплодока больше массы комодского дракона (150 кг).

   О достаточной точности такой методики говорит расчет по ней массы слона, имеющего объем тела около 8 м3, или в 40 раз больше объема тела комодского дракона. Соответственно, расчетная масса слона должна составлять 6 тонн, что соответствует его реальной массе.

   Объем тела у диплодока составляет 80м3 или в 400 раз больше, чем у комодского дракона. Соответственно масса гиганта должна составлять 60 000 кг! Это значение является средним среди тех, что указывают различные источники (от 30 до ста и более тонн).

   Поскольку максимальная нагрузка приходится на самые узкие части ног, то сравним удельное давление, приходящееся на каждый квадратный сантиметр самой узкой части ног различных животных.

Слоновая черепаха — 1,3 кг/см2
Страус — 1,8 кг/см2
Комодский дракон — 1,9 кг/см2
Слон — 1,6 кг/см2
Бегемот — 1,8 кг/см2
Человек — 1,2 кг/см2
Жираф — 2  кг/см2

   Как видим,  удельное давление находится в пределах от 1,2 кг/см2 до 2  кг/см2. У диплодока же оно в 5-7 раз больше и составляет 10  кг/см2. Если предположить, что такая нагрузка на кости ног является нормой, то непонятно, почему природа столь неразумно оставила для всех остальных животных семикратный запас по прочности костей ног — ведь в условиях жесткого естественного отбора такое неоправданное увеличение массы тела должно привести к неминуемой гибели животных. Поэтому, можно считать, что оптимальной является нагрузка не 10  кг/см2, а 1,2-2 кг/см2!

   Но тогда получается, что кости диплодока работали в запредельных режимах и при этом не ломались! Такого просто не может быть — материал костей не позволяет увеличивать их прочность до бесконечности.

   Чтобы хоть как-то сгладить столь неудобный для них факт, представители официальной науки безо всяких на то оснований занижают вес диплодока до 30 тонн, что позволяет им снизить удельную нагрузку на ноги диплодока вдвое. Но даже в этом случае удельная нагрузка получается запредельной — в два с половиной раза больше, чем у жирафа! Кости ног диплодока должны были ломаться, а они прекрасно работали!

   Много вопросов возникает и по второй слабой точке — нагрузке на шейку бедра диплодока, поскольку она никак не могла выдержать его веса и непременно сломалась бы при попытке сделать первый же шаг.

  Чтобы хоть как-то объяснить такое противоречие была придумана версия о том, что динозавры вели полуводный образ жизни, подобно бегемотам. В этом случае вес тела уменьшается в десятки раз, соответственно уменьшается и нагрузка на кости ног (вот и ответ на вопрос, почему в воде могут жить супергиганты, а на суше — нет). Но вскоре были обнаружены следы диплодока, которые он мог оставить только на суше, а никак не в воде, что говорило о том, что диплодок мог спокойно передвигаться по суше! Как же тогда его кости могли выдержать подобную нагрузку?

   Не в силах объяснить такой парадокс, представители официальной науки сделали то, что они обычно делают в подобных случаях — предали данный факт забвению, как будто его и не существовало вовсе!

   Между тем ответ, как обычно, лежит на поверхности — кости динозавров не ломались потому, что сила тяжести на земле в Мезозое была во много раз меньше, чем сейчас. Если судить по удельной нагрузке на кости диплодока, то, по крайней мере, в 5-7 раз.

   Объяснить гигантские размеры динозавров пониженной силой тяжести иногда пытаются и сторонники гипотезы пульсирующей Земли, считая, что в Мезозое она имела больший объем, и, соответственно, больший радиус, чем сейчас, за счет чего сила тяжести, которая обратно пропорциональна квадрату радиуса, была пониженной. Но, поскольку средняя плотность Земли не могла быть меньше 2,8 г/см3 (плотность верхнего слоя  земной коры), то радиус Земли не мог превышать современный более, чем на четверть, а сила тяжести уменьшиться более, чем в полтора раза, чего явно недостаточно, для объяснения гигантизма динозавров.

    Поскольку сила тяжести на Земле была минимальна в середине Юры, когда началось торможение Земли, связанное с отгибанием земной коры, то именно в это время динозавры вырастали до своих максимальных размеров. В дальнейшем сила тяжести увеличивалась, за счет торможения Земли в результате отгибания и отрыва коры, соответственно, уменьшались и максимальные размеры динозавров. В Мелу самые крупные динозавры имели гораздо более скромные размеры, чем в Юре, а, когда скорость вращения Земли в конце Мела уменьшилась до 6-8 часов, и сила тяжести увеличилась практически до современного значения, вымерли последние динозавры.

   О причинах такого вымирания мы поговорим чуть позже, а пока рассмотрим другие факторы, повлиявшие на уменьшение максимальных размеров динозавров.

   Следующим по важности ограничителем максимальных размеров (в данном случае роста) является разность давления крови в голове и ногах, которое зависит от произведения силы тяжести на высоту животного и не может превышать определенную величину иначе все «белковые шланги» порвутся, не выдержав избыточного давления. Мы ограничимся обсуждением только этого вопроса, хотя имеется еще целый ряд проблем, связанных с изменением давления крови в процессе ее циркуляции.

   Максимальное значение кровяного давления в ногах у жирафов (0,6 атм.) , высота которых составляет 5-6 метров. При опускании головы, давление крови в голове жирафа подскакивает на эти самые 0,6 атм, что грозит ему инсультом. И, наоборот, при резком подъеме головы, давление крови в ней резко падает, отчего жираф запросто может упасть в обморок. Поэтому все действия, связанные с подъемом и опусканием головы, он делает очень медленно!

   Высота динозавров была в несколько раз больше, чем у жирафов, поэтому давление крови в условиях современной силы тяжести составляло бы несколько атмосфер, а такого давления не выдержали бы никакие кровеносные сосуды. Не помогло бы тут и сверхмедленное опускание или поднимание головы. Чтобы не погибнуть от кровоизлияния  в мозг при опускании головы стенки сосудов головного мозга должны были быть из материалов, сравнимых по прочности с резиной, причем, толщина таких сосудов должна увеличиваться с увеличением роста животного. А это значит, что, если гигантские динозавры существовали в условиях современной силы тяжести, то их кровеносные сосуды напоминали садовые шланги!

   Поскольку высота животных влияет на толщину и прочность кровеносных сосудов, то жесткость мяса животного должна зависеть от его роста, что подтверждается практикой. Наиболее жестким является мясо крупного рогатого скота. Гораздо нежнее мясо свиней, которые в несколько раз ниже коров. Еще нежнее мясо домашней птицы и кроликов, которые значительно уступают свиньям в росте. Каким должно было быть мясо динозавров при их росте и современной силе тяжести? Это должен был быть сплошной комок сухожилий! Совершенно непонятно, как в таком случае мог происходить обмен веществ. Как видим, огромный рост динозавров не оставляет им возможности существования в условиях современной силы тяжести!

   Для морских животных и рыб такие ограничения хотя и мягче, но тоже существуют. Поэтому китовое мясо, несмотря на то, что «рост» китов соизмерим с ростом жирафов, все же близко по жесткости с говядиной, а рыба тает во рту, поскольку ей, вообще, нет нужды иметь прочные кровеносные сосуды.

   Будучи выброшена на сушу, рыба становится совершенно беспомощной, как, впрочем, и  киты. Это прекрасный пример того, что было бы с динозаврами, если бы их на машине времени перенесли в наше время. Они бы беспомощно лежали, не в силах передвигаться, до тех пор, пока не умерли с голоду. В наше время есть рептилии, которые умирают от голода только потому, что вырастают до таких размеров, что больше не способны передвигаться в поисках пищи. Это слоновая черепаха, которая растет всю жизнь и достигает веса в 600 кг, после чего уже не может передвигаться самостоятельно и умирает от голода. Видимо, у части динозавров отсутствовал ограничитель роста, а потому они, подобно черепахе росли всю жизнь, достигая столь гигантских размеров

   Помимо изменения в мышечных тканях сила тяжести влияет и на прочность костей. Так длительное пребывание в состоянии невесомости приводит к вымыванию из костей космонавтов кальция. Но поскольку содержание кальция в костях не может превышать определенной величины, то и такая приспособляемость имеет свои ограничения, а удельная нагрузка на кости не может превышать некоего порогового значения.

   Само наличие подобной приспособляемости организма к изменяющейся силе тяжести говорит о ее необходимости в прошлом, когда сила тяжести зависела от широты местности, на которой в данный момент находилось то или иное животное! Такое распределение силы тяжести могло быть только при быстром вращении Земли, когда в экваториальной зоне сила тяжести была в несколько раз меньше, а в приполярных областях она была такой же или даже чуть больше, чем сейчас.

   Все перечисленные выше факторы объясняют вымирание самых крупных динозавров, но вымерли не только они, но и большинство мелких рептилий, к которым эти причины на первый взгляд не имеют абсолютно никакого отношения. Впрочем, это только на первый взгляд.

   Средний вес динозавров составлял порядка 700 кг, средний вес млекопитающих менее  1 кг. У кого было больше шансов выжить в условиях резкого увеличения силы тяжести? Естественно у более мелких животных. Впрочем, огромные размеры это далеко не самый  главный фактор выживания. Тут важна и приспособляемость тех или иных организмов к резкому увеличению силы тяжести.

   Простой пример.

   Представим, что сила тяжести увеличилась еще в несколько раз. Как это скажется на легковых автомобилях различных марок? Какие-то модели  после этого еще смогут функционировать, а какие-то развалятся на запчасти. Причем,  разваливаться они будут в зависимости от производителя, хотя размеры будут  иметь значение. Точно так же было с животными в конце Мела — одни виды сумели приспособиться к повышенной силе тяжести, а другие, такие как динозавры, нет.

   И тут важно понять, чем вымершие динозавры отличались от выживших млекопитающих и птиц. Главное отличие тут, конечно же, теплокровность последних, которая позволяла им осваивать достаточно высокие широты, где сила тяжести была близка к современной. При этом у них, видимо, и выработался механизм, позволяющий приспособиться к повышенной силе тяжести.

    Динозавры же, которые не забредали в прохладные широты, не имели такой возможности, а потому достаточно резкое увеличение силы тяжести в конце Мела привело к катастрофическим последствиям для них. Представим себе, что мышцы обыкновенной коровы заменены на мышцы рыб, не приспособленные к современному давлению. Результат — многочисленные кровоизлияния, порванные мышцы и неминуемая гибель. Не менее плачевный результат будет и в том случае, если ее кости заменить на кости кролика — гибель неминуема.

   Впрочем, это далеко не единственная и совсем не главная причины гибели мелких динозавров.

   Не менее важным условием, дававшим большие преимущества динозаврам в Мезозое,  были незначительные суточные (продолжительность суток составляла несколько часов)  колебания температур. За пару часов воздух не успевал ни сильно нагреться, ни сильно остыть. В результате суточные колебания температуры не превышали пары градусов, в то время, как сейчас они могут достигать десятков градусов.

   Современные рептилии, у которых приведенный размер тела более 1 м (а подавляющая часть динозавров были такими), в условиях ровного и теплого (субтропического) климата с малыми суточными колебаниями температуры вполне способны поддерживать постоянную температуру тела выше 30 градусов. Теплоемкость воды, из которой на 85% состоит тело, достаточно велика, чтобы оно просто не успевало охладиться за ночь. Высокая температура тела рептилии в этом случае обеспечивается исключительно за счет поступления тепла извне, безо всякого участия собственного метаболизма, на что млекопитающим приходится тратить 90% потребляемой ими пищи.

   Поскольку в Мезозое суточные колебания температуры были на порядок меньше, чем сейчас, то даже самым мелким динозаврам требовалось в десять раз меньше пищи, чем сопоставимым с ними по размерам млекопитающим. Последние вытеснялись в приполярные области Земли, где сила тяжести была близка к современному значению, что в значительной степени обеспечило их приспособляемость к выживанию в условиях резко повысившейся силы тяжести.

   После увеличения в конце Мела продолжительности суток динозавры потеряли это преимущество — под утро они становились легкой добычей не зависящих от температуры окружающей среды млекопитающих. Отсюда и значительное количество ночных животных среди млекопитающих. Кстати, вымирали динозавры на протяжении сотен тысяч лет, а не одномоментно, как утверждает современная импактная версия их гибели.

   Но почему же вымерли морские динозавры, на которых повысившаяся сила тяжести не должна была, вроде бы, повлиять никоим образом?

   На это был целый ряд причин!

   Размножение динозавров, вне зависимости от того, являлись ли они морскими или сухопутными связано не с водой — все они откладывают яйца на суше! А раз так, то тут большое значение играют и резко увеличившаяся сила тяжести, поскольку прочностные свойства скорлупы остались прежними, и резко увеличившиеся суточные колебания температур, поскольку динозавры, в отличие от птиц, не высиживали свои яйца, и даже то, что для кладки яиц им надо было преодолеть значительное расстояние по суше. А как выглядит рыба, выброшенная на берег, всем хорошо известно — морские динозавры выглядели не лучше, а потому либо становились легкой добычей хищников, либо через какое-то время погибали от голода.


<< НАЗАД
ВПЕРЕД >>

Один комментарий: 6.2. Почему вымерли не только крупные, но и мелкие динозавры?

  1. andrgame говорит:

    И авторы, когда эту базу данных получили, конечно, сразу посмотрели, как распределены вымершие и выжившие виды по массам тела, и соответствующие распределения построили.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>