Птицы хорошо известны своими разнообразными голосами, однако до сих пор палеонтологи плохо представляли, каким образом эволюционировал уникальный голосовой аппарат современных пернатых. Дело в том, что гортань, состоящая в основном из хрящей, крайне редко сохраняется в палеонтологической летописи, так что чаще всего ученые могут судить о ее строении лишь по косвенным признакам. Однако в редких случаях палеонтологам везет. Недавно американским и японским исследователям удалось изучить ископаемую гортань пинакозавра — крупного бронированного динозавра позднего мелового периода. Этот двухтонный ящер приходился птицам весьма отдаленной родней — его последний общий предок с современным голубем жил больше двухсот миллионов лет назад. Однако после того, как ученые восстановили строение его гортани, оказалось, что пинакозавр, по-видимому, был способен по-птичьи модулировать издаваемые звуки.
Когда команда Стивена Спилберга создавала свой знаменитый фильм «Парк юрского периода», для озвучивания динозавров они использовали записи голосов самых разных видов животных. К примеру, знаменитый рев тираннозавра первоначально издал слоненок, к замедленной записи голоса которого добавили рычание тигра и аллигатора. Реалистичность во главу угла не ставилась: важнее было, чтобы на большом экране компьютерные динозавры произвели должное впечатление на современного зрителя, привыкшего к громким голосам крупных млекопитающих, и вот уже в течение тридцати лет после выхода голливудского блокбастера большинство реконструируемых динозавров трубят как слоны, ревут как буйволы или рычат как львы.
Однако как же на самом деле звучали давно вымершие гиганты мезозойской эры? К сожалению, ответить на этот вопрос не так-то просто: как и другие мягкие ткани, голосовой аппарат, а именно ключевая его часть, гортань с голосовыми складками, почти не сохраняется в ископаемом виде. Как итог, ученым в основном приходится ориентироваться на строение гортани у ближайших родственников динозавров, но проблема заключается в том, что у крокодилов и современных птиц голосовой аппарат устроен абсолютно по-разному. У крокодилов гортань простая, как у большинства других позвоночных, и служит основным источником производимых звуков, тогда как у птиц гортань двойная, и главная роль в образовании звуков принадлежит не верхней гортани, а нижней, сиринксу, которая описана только у представителей пернатых (Пение самок — древний признак у воробьиных птиц, «Элементы», 03.02.2015). Древнейший сиринкс был описан у вегависа (Vegavis iaai), уткоподобной птицы, жившей в Антарктиде в конце мелового периода, и до сих пор ученые ломали головы, как была устроена гортань прямых предков птиц — динозавров: была она простой, как у крокодилов, или сложной, как у птиц.
У большинства наземных позвоночных гортань хрящевая, поэтому она плохо окаменевает — в основном сохраняются лишь подъязычные кости (У «противоптиц» энанциорнисов длинный язык тоже был устроен наоборот, «Элементы», 05.01.2022), да и они найдены далеко не у всех описанных таксонов. Из всех не-птичьих динозавров (то есть динозавров, не являющихся птицами) лучше всех гортанный аппарат сохранился у пинакозавра (Pinacosaurus grangeri), двухтонного анкилозавра, жившего в позднемеловой пустыне около 75 миллионов лет назад. Вероятно, в его успешной фоссилизации основную роль сыграло быстрое захоронение в среде, лишенной кислорода: судя по окружавшей скелет породе, пинакозавра накрыло песчаным оползнем, как знаменитую пару сражающихся динозавров, найденных раньше (см.: Схватка, застывшая в веках; L. Dingus et al., 2008. The Geology of Ukhaa Tolgod (Djadokhta Formation, Upper Cretaceous, Nemegt Basin, Mongolia)). Вдобавок, палеонтологи, извлекавшие скелет из породы, оказались достаточно аккуратны, чтобы не уничтожить ненароком тончайшие окаменелости в основании черепа животного, что позволило правильно их распознать и оценить.
Впервые остатки этого грузного ящера обнаружили еще сотню лет назад, и с тех пор нашли как минимум две дюжины скелетов пинакозавров — намного больше, чем костей любого другого вида анкилозавров. Тело этого динозавра покрывали ряды килеобразных щитков, хвост его венчала костяная «булава», а в массивном черепе прятался настолько крохотный мозг, что в жизни анкилозавра наверняка интересовали только три вещи: пища, отдых и поиски партнера для спаривания (У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх, «Элементы», 16.06.2020).
Один из экземпляров пинакозавра (в каталогах он числится под номером IGM100/3186) позволил ученым описать единственную сохранившуюся гортань не-птичьего динозавра. Найденный в пустыне Гоби в 2005 году, он состоит из почти полного черепа и частичного посткраниального скелета (R. V. Hill et al., 2015. A complex hyobranchial apparatus in a Cretaceous dinosaur and the antiquity of avian paraglossalia). Наибольший интерес ученых вызвали два окаменевших хряща, черпаловидный и перстневидный, и тонкие цератобранхиальные (ceratobranchiale) кости подъязычного аппарата. Никаких признаков сиринкса у пинакозавра обнаружено не было, и в целом строение его гортани напоминает таковое у крокодила или черепахи — за исключением ряда особенностей, делавших издаваемые динозавром звуки более похожими на птичьи мелодии с их сложными модуляциями.
Исследователи из Университета Хоккайдо (Япония) и Американского музея естественной истории (США) воспользовались результатами компьютерной томографии и лазерного сканирования скелета для создания точной модели гортани пинакозавра, после чего сравнили ее с голосовыми аппаратами современных и недавно вымерших рептилий и птиц. Судя по относительно более крупному перстневидному хрящу, пинакозавр, вероятно, мог издавать очень громкие звуки, а длинные черпаловидные отростки позволяли динозавру модулировать издаваемые звуки с помощью мышц трахеи — так же, как это делают птицы, издавая очень низкие или очень высокие крики. Помимо этого, окостеневший перстневидно-черпаловидный сустав обеспечивал гортани пинакозавра большую подвижность, чем соединительные связки, характерные для нединозавровых рептилий: это позволяло динозавру легче регулировать поток воздуха через голосовой аппарат и позволяло ему издавать больше разнообразных звуков.
Такая крупная и сложно устроенная гортань едва ли была предназначена исключительно для защиты дыхательных путей и дыхательной модуляции, так что, вероятно, ее основной функцией как раз было формирование различных звуков. Сохранив те же элементы строения гортанного аппарата, что и крокодилы, пинакозавр обладал целым рядом анатомических черт, сближавших его с птицами, и мог модулировать собственный голос, используя звуковую коммуникацию для общения с сородичами или защиты от хищников.
У современных птиц и, возможно, их прямых предков, ящеротазовых динозавров, в вокализации определенную роль играют воздушные мешки, а именно межключичный мешок, запас воздуха в котором служит для произведения звуков (R. Mackelprang, F. Goller, 2013. Ventilation patterns of the songbird lung/air sac system during different behaviors). Пока что следов наличия воздушных мешков у птицетазовых динозавров (к которым относятся анкилозавры и которые, несмотря на название, не являются прямыми предками современных птиц) не найдено. Поэтому неизвестно, использовал ли пинакозавр их при вокализации, но малоподвижная грудная клетка, характерная для многих видов анкилозавров, намекает, что с «классическим» способом дыхания с помощью движений ребер у них все равно были заметные проблемы, которые можно было решить «по-крокодильи», с помощью подвижной печени (см.: Нижнеюрский гетеродонтозавр дышал при помощи «тазовых мехов»?, «Элементы», 06.08.2021; S. Munns et al., 2009. The importance of the crocodilian hepatic piston pump to ventilation during altered respiratory demand), или «по-птичьи», с помощью воздушных мешков.
Так как же при жизни звучал пинакозавр? Сказать сложно: современные крокодилы, несмотря на принадлежность к более древней и примитивной ветви архозавров, умеют шипеть, реветь и ворчать, а молодые крокодильчики издают урчащее хрюканье, — то есть, их голосовые возможности намного шире, чем у ящериц или черепах. Вероятно, динозаврам был доступен не меньший диапазон различных звуков, которые они использовали для общения с сородичами, защиты от врагов или даже просто в качестве выражения эмоций. Разумеется, это не означает, что не-птичьи динозавры могли петь или хотя бы звонко чирикать — в конце концов, сиринкса ни у одного из них до сих пор не нашли, — но похоже, что репертуар доступных им звуков был намного шире, чем у современных рептилий.
Таким образом, подчеркивают исследователи, птичий способ вокализации мог возникнуть задолго до возникновения собственно птиц, а быть может, им владели еще общие предки пинакозавра и всех современных пернатых, жившие больше двухсот миллионов лет назад. В таком случае стоит признать, что общий предок всех динозавров гораздо больше походил на птицу, чем на рептилию, ведь у него вполне могли быть примитивные перья (У птерозавров все-таки были перья, но не для полета, а для красоты, «Элементы», 26.04.2022), высокий уровень обмена веществ, и, возможно, богатые голосовые возможности.
Источник: J. Yoshida, Y. Kobayashi, M. A. Norell. An ankylosaur larynx provides insights for bird-like vocalization in non-avian dinosaurs // Communications Biology. 2023. DOI: 10.1038/s42003-023-04513-x.
Анна Новиковская
Свежие комментарии