У древних колоссальных динозавров была мягкая «пятка» — именно она позволяла ногам выдерживать огромный вес тела
Зауроподы, которые весили до 50 тонн и доминировали в мировых экосистемах около 100 миллионов лет, обзавелись важным эволюционным преимуществом — именно оно и позволило им стать самыми большими наземными существами в истории Земли.
Громовые ящеры
Одной из наиболее примечательных особенностей зауроподов являются огромные размеры некоторых видов: их похожие на колонны ноги буквально сотрясали землю при ходьбе. Даже имя одного из первых описанных зауроподов, бронтозавра, означает «громовой ящер» именно по этой причине — его поступь была подобна раскатам грома.
У зауроподов были длинные шеи и хвосты, и они ходили на четырех длинных, похожих на столбы ногах, но изначально вовсе не были колоссами. Около 230 миллионов лет назад предками этих динозавров были маленькие двуногие тероподы. Палеонтологи уверены, что весили они в среднем не больше современного страуса.
Но начиная примерно с 210 миллионов лет назад предки зауроподов увеличились в размерах, а их предполагаемая масса тела приблизилась к 1 тонне.
Крупнейшие зауроподы, такие как аргентинозавр, патаготитан и австралотитан, во взрослой стадии могли по весу превышать 50 тонн — то есть одна особь весила как десять современных африканских слонов, крупнейших млекопитающих на суше. Само собой разумеется, что у животных такого размера были огромные ноги. Некоторые следы зауроподов, найденные в регионе Кимберли в Западной Австралии, имеют длину более 1,7 метра — в этом отпечатке можно устроить небольшой бассейн!
Но как на самом деле выглядели ноги зауроподов, и как они выдерживали колоссальную массу взрослого тела своих владельцев?
По следам зауроподов
По словам экспертов, передние лапы древних ящеров, по-видимому, были похожи на таковые у слонов, с костями, расположенными в виде почти вертикального полукруглого столбца, с сильно редуцированными костями пальцев, за исключением большого пальца. Отпечатки «ладоней» большинства зауроподов обычно имеют округлую или «бобовидную» форму.
Однако, несмотря на их обычно изображаемый столбчатый вид, ноги зауроподов сильно отличались от ног слонов. У зауроподов были длинные гибкие пальцы, о чем свидетельствует подвижность между костями. Окаменелые следы показывают, что они могли раздвигать пальцы ног, регулируя растопыренность стопы при ходьбе по разным поверхностям — слоны так делать не умеют.
Долгое время предполагалось, что, как и другие динозавры, зауроподы ходили на пальцах ног, приподнимая голеностопный сустав над землей. Тем не менее, многие следы зауроподов включают отпечаток большой «пятки». Это побудило многих палеонтологов предположить, что у зауроподов была своего рода «пяточная подушечка». Но помимо следов, убедительные доказательства наличия пяточной подушечки у зауроподов так и остались академическими домыслами.
А была ли пятка?
Вооруженный знаниями о том, как выглядел скелет стопы различных зауроподов, а также информацией об их следах, исследователь Андреас Жаннель попытался выяснить, как могли работать их ноги, в рамках своей докторской диссертации в Университете Квинсленда. В этом ему помогла Ольга Панайотопулу, эксперт в области механики ног современных животных, в частности слонов.
Андреас создал цифровые 3D-модели скелета стопы различных зауроподов и их предшественников. Затем он и Ольга приступили к проверке прочности этих моделей, используя технику, известную как анализ методом конечных элементов. Они сравнили, как разные позы влияли на механическое поведение стопы с добавлением мягкой ткани и без нее.
Независимо от положения стопы — пальцы на земле, пальцы частично на земле или только кончики пальцев на земле — ни одна из моделей не могла выдержать величину механических сил, с которыми зауроподы столкнулись бы в жизни, если только у них также была прокладка из мягкой ткани под «пяткой».
Результаты моделирования показали, что подушка из мягкой ткани амортизировала бы весь скелет стопы, позволяя ему поглощать механические силы во время нагрузки. Проще говоря, без этой подушечки под пяткой кости стопы зауроподов смялись бы под их огромным весом.