Они были самыми гигантскими животными, когда-либо ходившими по земле. Динозавры зауропод - «тонкие на одном конце; намного, намного толще посередине; а затем снова похудели в дальнем конце », как описал их комик Джон Клиз, - это были титаны, которые процветали более 130 миллионов лет. Крупнейшие известные виды, такие как аргентинозавр и футалогнозавр из доисторической Южной Америки, простирались более чем на 100 футов в длину и весили более 70 тонн. Кости, найденные в 1870-х годах (и с тех пор как-то утраченные), намекают на то, что загадочный вид, получивший название Amphicoelias, возможно, был еще больше.
Ни одно наземное млекопитающее никогда не приближалось к размерам этих гигантских динозавров. Доисторический безрогий Paraceratherium - самый большой наземный млекопитающий в мире - имел длину всего 40 футов и весил всего 17 тонн, а сегодняшние африканские слоновьи кусты весом 5 тонн будут выглядеть изящно рядом с крупнейшими динозаврами-зауроподами. (Голубые киты, в 100 футов и 200 тонн, немного более массивны, чем зауроподы, но физиологически легче быть большими в водной среде.)
Что именно в этих динозаврах позволило им стать самыми большими земными животными всех времен? Палеонтологи ломали голову над этим вопросом уже более века. Ранние натуралисты полагали, что даже гиганты сравнительно небольшого размера, такие как Апатозавр и Диплодок, были настолько велики, что, должно быть, были ограничены реками и озерами, достаточно глубокими, чтобы поддерживать большую часть динозавров. На земле, утверждал автор, эти динозавры рухнули бы под собственным весом. К 1970-м годам скелетные свидетельства и сохранившиеся следы на путях подтвердили, что зауроподы были обитателями суши. Но только недавно палеонтологи смогли открыть секреты того, как эти, казалось бы, невероятные животные развивались в течение своей жизни и как они развивались в первую очередь.
Понимание естественной истории зауроподов имело решающее значение для выяснения того, как они стали такими большими. Хотя некоторые из самых ранних представителей рода зауроподов, такие как Панфагия 230 миллионов лет из Аргентины, были длиной менее пяти футов, даже они обладали уникальной комбинацией признаков, которые в конечном итоге позволили группе достичь огромных размеров.
Способ размножения зауроподов, возможно, был ключом к их способности расти до таких невероятных размеров. Матери-зауроподы откладывали около 10 яиц за раз в маленьких гнездах; были найдены десятки окаменелых кладок яиц, а также тысячи яиц со всего мира. (Некоторые даже сохранили эмбрионы внутри, что позволяет палеонтологам окончательно идентифицировать яйца зауроподов по их форме.) Это означает, что эти динозавры выросли за пределами тел их матери. По словам Кристины Дженис из Университета Брауна и Мэтью Каррано из Национального музея естествознания Смитсоновского института, откладывание яиц открыло эволюционные возможности для этих динозавров.
Для крупных млекопитающих перенос плода является крупным вложением. Например, развивающиеся африканские слоновые кусты вынашивают внутри своих матерей ошеломляющие 22 месяца, и чем крупнее становятся виды млекопитающих, тем дольше их дети должны развиваться до рождения. Многое может пойти не так во время долгой беременности, включая выкидыш, и столь длительное питание такого большого зародыша - это огромная утечка энергии для будущей матери (не говоря уже о кормлении ребенка и обеспечении ухода после рождения). По мере того, как млекопитающие становятся крупнее, риски и затраты на потомство возрастают, и поэтому может существовать некоторый порог размера, который наземные млекопитающие не могут пересечь.
Матери-зауроподам, с другой стороны, не приходилось нести своих развивающихся детей в течение почти двух лет, и они могли откладывать многочисленные яйца с относительно короткими интервалами. Некоторые виды, возможно, оказывали родительскую помощь после вылупления: редкие тропы показывают, что некоторые стада, вероятно, включали зауроподов разного возраста. Но поклонники мультфильма «Земля до времени» могут быть разочарованы, узнав, что другим, вероятно, наплевать на своих детей. Палеонтологи также обнаружили костные пласты, которые содержат только молодых зауропод, таких как Alamosaurus, что указывает на то, что эти динозавры остались сами по себе после того, как покинули гнездо.
Независимо от того, болтались ли молодые зауроподы большими стадами или небольшими группами динозавров своего возраста, молодые динозавры, вероятно, были придирчивыми едоками. Они должны были быть, если бы они выросли до взрослого размера. Диплодок - один из самых знаковых динозавров-зауроподов, и взрослые этого травоядного юрского периода имели широкие квадратные морды, указывающие на неразборчивую диету. В дополнение к богатым энергией деревьям гинкго и хвойным деревьям, называемым головоломками обезьян, они могли бы выжить и на менее качественной пище, такой как саговники и жесткие части хвойных деревьев. Череп несовершеннолетнего, описанный Джоном Уитлоком, Джеффри Уилсоном и Мэтью Ламанной в прошлом году, намекает на то, что у молодого Диплодока были разные вкусы.
Палеонтологи признали, что различия в выборе меню между выпасом и просмотром травоядных обычно можно увидеть в форме черепа. В то время как у пастбищ есть широкие морды, чтобы придать шарф широкому разнообразию пищи, у выборочных браузеров есть более узкие и округлые морды, которые позволяют им выбирать определенные растения или части растения. (В некоторых причудливых реконструкциях Диплодок и другие зауроподы были похожи на слоновидные сундуки, с помощью которых можно было собирать пищу, но эта идея была полностью развенчана.) Поскольку юный череп Диплодока имел более округлую форму, Уитлок и его коллеги предложили, чтобы он выбрал наиболее сочный обзор - Юный Диплодок, возможно, сосредоточился на таких продуктах, как хвощ, папоротник и вечнозеленые растения с высокой энергией, вместо того, чтобы сосать то, что было доступно, как это делали взрослые.
С энергетической точки зрения, для молодых зауроподов было разумно быть разборчивыми. Маленьким динозаврам требовалось больше денег за еду; они специализировались на подборе высокоэнергетических растений, чтобы обеспечить их быстрый рост. Взрослые, которые были уже большими и просто должны были поддерживать, а не выращивать большие тела, могли позволить себе выкапывать большое количество топлива низкого качества. В то время как взрослые зауроподы потребляли больше пищи в абсолютном выражении, они могли есть более низкокачественную пищу, тогда как более мелким зауроподам требовалась высококачественная пища. (Это обычная картина, наблюдаемая среди животных даже сегодня: крошечная землеройка должна питаться питательными насекомыми почти постоянно, но африканские слоны могут питаться некачественной травой и другой растительной пищей.) Разница в рационе могла позволить молодым и Зрелые диплодоки живут в одной и той же области благодаря феномену, который экологи называют «разделением ниши». Специализация несовершеннолетних и более универсальный рацион взрослых не позволяли им постоянно бороться за еду, а это значит, что молодые и старые диплодоки питались почти так же, как и взрослые. если бы они были двух разных видов.
Ранние натуралисты полагали, что зауроподы были настолько огромны, что, должно быть, они были ограничены реками и озерами, достаточно глубокими, чтобы поддерживать их большую часть. Лишь в 1970-х годах скелетные свидетельства и сохранившиеся следы подтвердили, что зауроподы были обитателями суши. (© Юлиус Т. Чотони, csotonyi.com) 
Изображенные аргентинозавры и футалогнозавры из доисторической Южной Америки простирались более чем на 100 футов в длину и весили более 70 тонн. (© Юлиус Т. Чотони, csotonyi.com) Однако, чтобы съесть всю эту еду, зауроподы должны были ее достать. Согласно недавнему обзору Мартина Сандера и 15 других ученых, длинные шеи были критической, ранней адаптацией, которая позволяла зауроподам достигать больших размеров тела. Представьте себе апатозавра, стоящего на краю доисторического леса. Длинная шея динозавра позволила бы ему достичь широкой растительности - высокой и низкой, левой и правой - вообще не двигая своим телом. С самого начала эволюции зауроподов длинные шеи делали этих динозавров эффективными кормушками, способными достигать ресурсов, недоступных для других травоядных, и даже с крошечными головами большие зауроподы легко могли бы пылесосить огромное количество пищи.
Как эти динозавры превратили всю эту зеленую пищу в энергию и ткани, так сложнее. У зауроподов не было надежных батарей моляров, чтобы жевать пищу. У многих было всего несколько зубов в форме карандаша или ложки, чтобы съесть еду, прежде чем проглотить ее целиком. Учитывая скудные манеры зауроподов, ученые привыкли думать, что динозавры могли проглатывать камни, чтобы размолоть пищу, все еще находящуюся в желудке, как это делают некоторые птицы. Палеонтологи Оливер Уингз и Мартин Сандер утверждают, что это, вероятно, не тот случай - так называемые «камни в желудке», обнаруженные у некоторых окаменелостей зауропод, не показывают характер износа, соответствующий тому, что можно было бы ожидать, если бы их использовали таким образом. Вместо этого динозавры извлекали из своей пищи как можно больше пищи, сохраняя ее в течение долгого времени в своих пищеварительных системах.
Юрген Хаммель и его коллеги в 2008 году экспериментально смоделировали некоторые детали переваривания зауроподов. Ученые поместили современные образцы наиболее распространенного корма для зауроподов из мезозоя - папоротников, хвощей, гинкго и хвойных - в простые искусственные желудки. Они инокулировали поддельные кишки микробами, взятыми из пищеварительной системы овец, где изначально растительная пища разрушалась. Когда растения ферментировались, ученые отслеживали, сколько пищи они выпустили.
Вопреки тому, что предполагалось, многие из этих растений относительно легко разлагались в сырой среде желудка. Хвощ полевой и обезьяны были особенно питательны. Реальные желудки динозавров могли бы быть даже лучше подготовлены для разрушения этих растений, и у растений того времени было достаточно доступной энергии для роста зауроподов. Вероятно, для выживания зауроподам не требовалась необычная внутренняя архитектура.
Другая важная особенность позволила этим титанам увеличиваться в размерах. Это черта, которую они разделяют с птицами. Птицы являются прямыми потомками мелких динозавров теропод, связанных с такими видами, как Velociraptor и Anchiornis, но они не очень тесно связаны с динозаврами-зауроподами; последний раз они имели общего предка более 230 миллионов лет назад. Тем не менее, линии теропод и зауропод имели общую особенность, которая была чрезвычайно важна в их эволюции - сеть внутренних воздушных мешков, связанных с легкими.
Мешки с мягким воздухом не были видны непосредственно в отчете окаменелости, но структуры оставили контрольные карманы, где они вторглись в кости. Натуралисты признали отступы более века назад, но современные палеонтологи только начинают понимать их значение. Как и у птиц, легкие зауроподов, вероятно, были связаны с рядом воздушных мешков, и к этим органам была прикреплена сеть более мелких карманов, называемых дивертикулами, которые проникали в кости шеи, груди и брюшной полости динозавров. Со структурной точки зрения, эта сеть заполненных воздухом структур снизила плотность скелета зауроподов и позволила этим динозаврам иметь относительно легкую конструкцию для своих размеров. Вместо того, чтобы иметь особо прочные кости, как когда-то предлагалось, скелеты зауроподов стали легче благодаря признаку, который они разделяют с птицами, и сеть воздушных мешков, вероятно, имела и другие преимущества.
У птиц воздушные мешки являются частью проточного дыхательного устройства, которое гораздо более эффективно извлекает кислород, чем дыхательная система млекопитающих. Мы еще не знаем, дышали ли зауроподы так же, как птицы - степень изменения их скелетов воздушными мешками у разных видов - но вполне вероятно, что воздушные мешки гигантских динозавров были лучше оснащены для доставки кислорода своим тела, чем альтернатива, наблюдаемая у гигантских млекопитающих. Птицы имеют высокий уровень метаболизма, который требует большого количества кислорода для устойчивого полета; Точно так же размер и активный срок жизни зауроподов потребовали бы большого количества кислорода, а система воздушного мешка обеспечила бы им существенную пользу для дыхания.
Не все зауроподовые динозавры были гигантами. Некоторые виды, такие как Magyarosaurus из толщ Румынии, были маленькими потомками гораздо более крупных видов. Они уменьшились в размере из-за своей изоляции на островах, хотя точная причина, по которой развиваются такие островные карлики, обсуждается учеными. Тем не менее, зауроподы весом более 40 тонн эволюционировали независимо по крайней мере в четырех линиях в течение длительного пребывания в этой группе динозавров, и все это благодаря набору характеристик, которые делали возможными большие размеры тела.
Палеонтологи все еще исследуют эволюционное давление, которое делало такие большие формы выгодными. Их размер давал им некоторую защиту от хищников, по-видимому, и их длинные шеи позволяли им достать пищу, на которую меньшие существа смотрели голодно, но не могли достать. Какие еще преимущества мог бы дать гигантский размер, остается неясным. Тем не менее, зауроподы были поразительными существами, которые могли существовать только благодаря особому стечению обстоятельств. Они были фантастическими формами, в отличие от всего, что было раньше или развивалось с тех пор
