Широко расправив свои огромные крылья, птеродактиль ловит ветер и взлетает в воздух. Подгоняемый яростным весенним ветром, он скользит по травянистым опушкам и мутным ручьям, проскальзывая в карманы высоких лиственных деревьев и обратно. С размахом крыльев в пять метров он находится в совершенно ином масштабе, чем любое насекомое, птица или животное на своем пути. Когда он замедляется, приземляясь на участок мягкой земли, с холмов эхом разносится человеческий крик.
Но это не Пангея, доисторический массив суши, существовавший задолго до образования нынешних континентов. Это Ньюмаркет, рядом с автострадой A14 за пределами Кембриджа. И в отличие от динозавров, которые бродили группами более 150 миллионов лет, прежде чем встретили своего создателя, взволнованный создатель этого существа стоит именно там, где он приземлился. «Я работаю с птерозаврами около восьми лет, — говорит доктор Мэтью Уилкинсон, профессор зоологии Кембриджского университета. Он и команда моделистов построили этого дистанционно управляемого птерозавра (также называемого птеродактилем) в своей студии в Кембридже. «Меня всегда интересовало, как они летают, будучи такими большими. Я думал, что настоящим испытанием будет построить птерозавра и полетать на нем».
Модель размером со взрослого анангера, подвида птеродактиля, названного в честь города в Бразилии, где было найдено несколько прекрасно сохранившихся экземпляров. «Перед основным крылом находится перепонка переднего крыла — по сути, большая створка, которая движется вверх и вниз», — говорит Уилкинсон. «Идея состоит в том, что он мог бы действовать как закрылки самолета, так что это устройство большой подъемной силы, которое позволило бы ему замедлиться при посадке». Птерозавры — от греческого и означающего «крылатые ящерицы» — одни из наименее известных рептилий-архозавров. Они существовали с триаса, 220 миллионов лет назад, до мелового периода, когда Южная Америка отделилась от Африки и образовалась Южная Атлантика.
Они носились по небу, питаясь рыбой и мелкими существами, в то время как динозавры — термин, зарезервированный для землян — господствовали на суше. Мы знаем, что птерозавры были одними из первых летающих позвоночных, но ученые никогда до конца не понимали технику их полета. Они недоумевали, как существо с такой массой тела сумело подняться в воздух? Как может крыло, которое, кажется, поддерживается крошечными полыми костями, нести такой вес? Как таким огромным существам удалось подняться в небо без риска столкновений на высокой скорости?
Затем в бразильском бассейне Арарипи было обнаружено месторождение, ныне известное как формация Сантана. Здесь были обнаружены не только сотни окаменелостей амфибий и рептилий, но и множество хорошо сохранившихся птерозавров. Anhanguera — подвид рыбоядных, правивший небесами Южной Америки в меловой период, 120 миллионов лет назад, — был среди них.
Используя окаменелость Анхангера в качестве модели, Уилкинсон начал постепенно реконструировать структуру скелета в своей кембриджской студии. «Это была настоящая находка, — говорит он. «Обнаружение окаменелостей трехмерных птерозавров в любом месте очень необычно. Их кости обычно превращаются в пыль, когда мы их находим». Этот материал вдохновил его на создание роботизированной версии, чтобы понять, как движется животное. Другие ученые проделывают то же самое с другими доисторическими животными. Например, в прошлом месяце швейцарские ученые объявили, что построили робота-амфибию, который может ходить по суше и плавать в воде, используя движения позвоночника, которые, должно быть, использовались первыми существами, выползшими из моря. В отличие от летучих мышей или белок-летяг, крылья птерозавров — мягкие, эластичные мембраны кожной ткани — считаются простирающимися от груди до лодыжек, усиленными волокнами для придания жесткости крылу и предотвращения разрыва. Маленький подвид взмахнул крыльями, взлетая.
Это могло бы объяснить гибкость существ, но не давало ответа на самый насущный вопрос: как таким тяжелым животным удавалось взлетать в небо? Работая с учеными в Лондоне и Берлине, Уилкинсон начал собирать головоломки. Выяснилось, что секретным оружием Анхангеры была удлиненная конечность, называемая птероидом. Считалось, что птероид указывает на плечо существа и поддерживает мягкое переднее крыло перед плечом. Но если бы это было так, переднее крыло было бы слишком маленьким и неэффективным для полета. Однако окаменелости из формации Сантана показали, что птероид мог быть направлен в противоположном направлении, создавая гораздо большее переднее крыло, которое могло ловить воздух, работая так же, как закрылки на крыльях гигантского реактивного самолета.
Таким образом, стоя обеими ногами на земле, Anhanguera мог просто встретить ветер, расправить крылья и подняться в небо. Первоначальные испытания в аэродинамической трубе показали, что модели обращенных вперед птеродактилей не только хорошо планируют, но и ловко летают, несмотря на свои размеры.
«Эта грузоподъемность значительно снизила бы минимальную скорость полета, позволяя без проблем взлетать и приземляться даже самым крупным формам», — говорит Уилкинсон. «Это позволило бы им очень медленно планировать и, возможно, сыграло ключевую роль в эволюции крупных птерозавров, самый крупный из которых имел размах крыльев до 12 метров. Передний закрылок также может использоваться в качестве полезного средства управления поверхностью в полете».
Отдыхая на траве полигона, среди ежевики и одуванчиков, модель с красными кончиками крыльев слегка качается на ветру. В полете гибкая мембрана, хотя и намного жестче настоящей, обеспечивает плавный взлет и посадку. Но модель страдала от других механических проблем. «В отличие от самолета, который стабилизирован хвостовым крылом сзади, [the model] он дестабилизируется головой, а значит может начать крутиться. Насколько нам известно, это самая проблематичная часть», — говорит Уилкинсон. «До сих пор нам приходилось летать на нем без головы». Когда он летит с прикрепленной головой, что должно произойти очень быстро, Уилкинсон наконец доказал их точку зрения.
Что дальше для зоолога — тираннозавр рекс в натуральную величину? Нет, успокаивает он меня: «Мы отчаянно хотим построить действительно больших птерозавров. Я говорю о существах с размахом крыльев 12 метров и весом в четверть тонны. Пока никто толком не понимает, как они работают. «Но, — добавляет он, когда я уже начинаю опасаться за психическое здоровье пилотов, приземляющихся возле аэропорта Кембридж-Сити, — было бы неплохо построить еще парочку машущих птерозавров поменьше». «Динозавр-детектив» о копии летающего птерозавра.
Птеродактили: факты.
В 1970-х годах североамериканские ученые обнаружили крупнейшего на сегодняшний день птеродактиля, кетцалькоатля, названного в честь ацтекского пернатого бога-змея. С размахом крыльев в 20 метров он казался крошечным анурогнатом, птеродактилем размером с воробья. В 2004 году китайские ученые обнаружили первый в мире ископаемый эмбрион птерозавра возрастом 121 миллион лет. Он был обнаружен во фрагментах яичной скорлупы, кожистых перепонках крыльев и отпечатках кожи, «блестяще сохранившихся». Ученые сказали, что до вылупления, вероятно, оставалось несколько дней, когда он окаменел.
То, что убило динозавров, также уничтожило и птерозавров; Считается, что они тоже вымерли около 65 миллионов лет назад.
Птеродактили были первыми летающими позвоночными; другие «рептилии», поднявшиеся в воздух, были строго планирующими формами. Птеродактили предшествовали птицам на 75 миллионов лет и летучим мышам на 150 миллионов лет.
У птерозавров не было перьев, но по крайней мере часть их тела была покрыта волосами. Это делает их уникальными среди рептилий, хотя и мало чем отличающимися от летучих мышей. Некоторые считают, что это признак того, что они были теплокровными. Также ведутся споры о том, как птерозавры передвигались по суше — ходили ли они на задних лапах, как птицы, или использовали все четвереньки, включая трехпалые передние и четырехпалые задние ноги.
Окаменелости птерозавров не показывают никаких признаков того, что они приспособились к полету после того, как впервые поселились на деревьях, как это сделали птицы. Вместо этого считается, что они взлетели с земли, бросившись со скал или холмов.
Считается, что конкуренция со стороны ранних пташек стала ключевым фактором их исчезновения.
