Палеонтологи отменили сверхзвуковые хвосты динозавров

Почти семь лет назад в журнале Paleobiology вышла работа, одним из авторов которой был Натан Мирволд — миллионер, бывший технический директор Microsoft и палеонтолог-любитель. С ним в мире палеонтологии связано уже несколько скандалов: он собирал металлические модели тел динозавров, а затем на этом основании искал ошибки в чужих научных работах.

Соавтором Мирволда был канадский палеонтолог Филип Карри. Мирволд обратил внимание, что хвост апатозавра — крупного травоядного динозавра из семейства диплодоцид — по форме напоминает пастуший кнут особой формы (bullwhip). Он длинный и постепенно сужается от рукояти к кончику. Эксперименты показали: скорость, с какой рассекает воздух такой кнут в руках опытного пастуха, может превышать скорость звука (она составляет 343 метра в секунду). Построив компьютерную модель, Мирволд и Карри пришли к выводу, что и апатозавр вполне мог щелкать хвостом со сверхзвуковой скоростью.

Теперь журнал Scientific Reports опубликовал работу, опровергающую заключение Мирволда. Международная группа палеонтологов построила свою компьютерную модель и пришла к совершенно иным выводам: никаких сверхзвуковых скоростей хвост апатозавра не достигал. Хотя все равно мог двигаться крайне быстро.

Основная сложность при моделировании движений вымерших динозавров состоит в том, что у палеонтологов есть только смутные и отрывочные сведения о мягких тканях древних гигантов. Со скелетными остатками дела обстоят чуть лучше, но не намного: нет ни одного полного набора костей того же апатозавра.

Однако несколько наборов окаменелостей перекрывают «узкие» места друг друга. Поэтому мы примерно представляем, как выглядел этот представитель диплодоцид, живший 145-150,7 миллиона лет назад. Он весил 17-23 тонны, а самые крупные экземпляры достигали 72 тонн. Как и у прочих диплодоцид, у него были длинная шея и еще более длинный хвост.

Ученые выдвигали разные гипотезы о том, зачем этому динозавру такой хвост. Одни предполагали, что апатозавр опирался на него, когда стоял только на задних лапах. Другие считали, что хвост уравновешивал шею и не позволял животному падать мордой вперед. Третьи говорили, что хвостом ящер оборонялся, а четвертые — что вилял им со сверхзвуковой скоростью в брачный период.

Авторы новой работы создали компьютерную модель хвоста апатозавра на основании данных из пяти наборов окаменелостей. У них получился хвост длиной более 12 метров и весом 1446 килограммов. Он состоит из 82 цилиндрических позвонков, диаметр которых постепенно уменьшается от неподвижного основания в районе бедренных костей до кончика.

Когда основание хвоста движется по дуге, оно создает волну по всему хвосту, а завершается все петлей, похожей на удар хлыста. Вы можете посмотреть, как это происходит:

В модели также учли сопротивление воздуха, которое преодолевает хвост при ударе. Выяснилось, что максимальная скорость, которую он развивает, — 32,7 метра в секунду (118 километров в час), это более чем в десять раз ниже скорости звука. Результат новой работы так сильно отличается от моделирования Мирволда потому, что ее авторы учли неподвижное основание, к которому крепился хвост. Но даже если добавить движение бедра, то скорость хвоста намного не повысится. Ни о какой «сверхзвуковом хвосте» речь более не идет.

Кроме того, авторы нового исследования проверили, а мог ли вообще хвост живого динозавра выдержать нагрузку сверхзвуковых скоростей. Они ввели параметры трех мягких тканей: кожи, суставов и связок. Расчеты сделали для тканей человека, буйвола, свиньи и крокодила.

Оказалось, при движении хвоста-кнута самой первой разрушается кожа — она становится невероятно хрупкой по всей длине. Позже страдают связки и суставы. Хвост живого, а не железного динозавра долго бы не продержался, поэтому вряд ли хозяин стал бы его так использовать.

Новые результаты свидетельствуют о том, что хвосты апатозавров не могли двигаться со сверхзвуковой скоростью. Однако авторы предполагают, что диплодоциды все же могли бить хвостами достаточно быстро, чтобы использовать их как оборонительное оружие или для внутривидовой борьбы во время брачного периода. Удары, нанесенные со скоростью более 30 метров в секунду, достаточно болезненны для противника, но не травмируют владельца хвоста.