Глава 11. Секс у динозавров и другие невероятные открытия

В 1677 году Роберт Плот, профессор химии Оксфордского университета, выпустил книгу по истории природы Оксфордшира. В ней упоминалась одна необычная находка, обнаруженная в карьере близ Чиппинг-Нортона годом ранее. Плот нашел что-то похожее на окаменевшую мошонку, два больших яйцеподобных фрагмента помещались в мешочек. В 1763 году Ричард Брукс описал это именно как мошонку и назвал находку Scrotum humanum. Последующие исследования показали, что эти «яйца» на самом деле были парой мыщелков нижней части бедра динозавра. Таким образом, запись, сделанная Плотом в 1677 году, стала первым упоминанием о динозаврах. В 1824 году английский биолог Уильям Бакленд назвал его мегалозавром.

Великий английский палеонтолог доктор Беверли Халстед, посвятивший большую часть своей жизни исследованию бесчелюстных рыб, не на шутку заинтересовался сексом динозавров.

Подготавливая статью о Scrotum humanum вместе со своим коллегой доктором Аланом Черигом и при поддержке еще двух коллег, доктора Вильяма Бола и доктора Робина Кокса, Халстед включил в нее благодарности последним. К сожалению, Кокс оказался начальником Черига и не оценил такого юмора. Таким образом, случайная игра слов так и не вошла в окончательную версию работы.

В течение своей карьеры Халстед составлял различные палеонтологические теории о том, как спаривались динозавры, представлял публике забавные демонстрации этого процесса и даже включил картину их спаривания в свою книгу для детей о динозаврах. Проводя в Канаде лекцию по эволюции человека, Халстед шокировал аудиторию слайдом о сходстве людей и приматов. «Я показал им фото, на котором я сидел на дереве голым, со свисающим вниз пенисом», – вспоминал Халстед. – «Кажется, это впечатлило зрителей».

Названная Ричардом Бруксом «Scrotum humanum» («Мошонка человеческая») в 1763 году, эта находка позднее была верно определена как часть ноги мегалозавра (Плот, 1677)

В своих представлениях о динозаврах Халстед в основном опирался на современных рептилий. Он утверждал, что динозавры спаривались лишь в одной позе: «Беря ее сзади, самец клал свои передние конечности на ее плечи, закидывая одну из задних ног ей на спину, и, вертя под ней хвостом, пытался добраться до ее клоаки». Он также полагал, что «возможно, они еще ложились бок о бок, самец слева, самка справа, или вроде того, и плотно прижимались задами». Золотым правилом для самцов, пристраивающихся сзади, было оставлять хотя бы одну ногу на земле во время спаривания, заявлял Халстед.

Динозавры были самыми крупными животными в истории Земли. Некоторые из них, например аргентинозавры, с их двухметровым шейным отделом позвоночника, достигали длины ли они землю своим спариванием? Может, и так, но прав ли был Халстед? И как нам понять, как это происходило на самом деле?

В Интернете, ставшем для ученого первоочередным инструментом, на этот вопрос внятного ответа не найти. Один сайт предполагает, что у динозавров не было пениса и они «целовались клоаками», прикладывая свои огромные зады друг к другу для передачи биологического материала, как это делают большинство лягушек и птиц и с чем соглашался Халстед. Автор этого утверждения подытоживает: «Гениталии не сохраняются в ископаемых останках, а потому палеонтологи знают о размножении динозавров меньше, чем второклассник о сексе». Это в общем-то верно, но, вероятно, мы можем узнать больше, изучая процесс спаривания современных рептилий и птиц (которые сегодня считаются ближайшими ныне живущими родственниками динозавров).

Сегодня в мире насчитывается около 8200 видов рептилий. Все существующие сегодня рептилии (кроме гаттерий) размножаются спариванием копуляцией. Самцы имеют пару пенисообразных органов, называемых гемипенисами. Иногда имеется лишь один орган, пенис, как, например, у черепах и крокодилов. Современные крокодилы – ближайшие родственники той вымершей группы животных, что, разделившись на ветви, эволюционировали в динозавров, птиц и крокодилов. Произошло это около 230 млн. лет назад. Все динозавры принадлежали к группе архозавров («правящих рептилий»), из которых сегодня существуют лишь крокодилы.

Но самая примитивная из ныне живущих рептилий (что следует из структуры ее черепа) – это ящероподобная гаттерия, населяющая некоторые районы Новой Зеландии. Это настоящее живое ископаемое, родом из триасового периода (240 млн. лет назад). У самцов гаттерий нет пениса, они размножаются напрямую клоаками, так же как современные лягушки. Взросление гаттерий до возраста спаривания – долгий процесс, занимающий около 20 лет. Но и после этого самки спариваются и откладывают яйца лишь раз в четыре года. Долголетие гаттерий поражает. В 2009 году самец, много лет содержавшийся в неволе, стал отцом в 111 лет. Причем, вероятно, в первый раз, после спаривания с 80-летней самкой Милдред в музее Инверкаргилла, Новая Зеландия. Все это говорит о том, что, вероятно, все современные рептилии преобразовали свои органы размножения индивидуально, развившись из той древней формы, к которой принадлежат современные гаттерии.

Группа чешуйчатых, состоящая из примерно 8 тысяч видов и включающая всех современных ящериц и змей, судя по всему, преуспела больше всего среди рептилий. Они появились как отдельная группа примерно в поздней юре (около 150 млн. лет назад), значительно позже динозавров и почти в одно время с первыми птицами. Как уже упоминалось, у них два пениса (гемипенисы), а чтобы заинтересовать вас еще больше, скажу, что каждый из этих пенисов может еще раздваиваться или может быть увенчан острыми чешуйками. Это делает их размножение особенным в контексте эволюции, отличным от всего, что было до них, включая динозавров и птиц. Они вставляют свои гемипенисы в самку, а затем разводят их в разные стороны, перекачивая сперму по каждому в отдельности.

Некоторые из чешуйчатых достойны восхищения из-за своей моногамности и заботы о потомстве. Короткохвостый австралийский сцинк (Tiliqua rugosa) чаще всего моногамен даже вне сезона спаривания и живет с одной самкой до 20 лет. Они живородящие, и некоторые из детенышей могут рождаться огромными, достигая одной трети веса матери. Представьте себе женщину, родившую 23-килограммового ребенка!

Но не все ящерицы и змеи разделяют высокие моральные стандарты короткохвостых сцинков. Североамериканские садовые ужи во время спаривания выделяют феромоны, привлекающие других ужей, независимо от пола, и приглашающие тех присоединиться. Но самыми крутыми оказываются при этом, так скажем, самые горячие самцы – они всегда побеждают в борьбе за самок. До 25 мужиков могут набрасываться на одну самку, образуя змеиную оргию. Порой самцы садовых ужей выделяют псевдоженские феромоны в попытке одурачить других самцов, чтобы те набросились на змею-трансвестита. В случае успеха «разогретая» таким образом змея-трансвестит будет иметь преимущество в споре за самок. Чтобы проверить это, команда ученых Сиднейского университета под руководством доктора Рика Шайна прикрепила к ужам миниатюрные датчики, точно показывающие затраты тепла, а также использовала мертвых ужей как приманку. Они подтвердили свое предположение и опубликовали работу в Nature. Действительно, некоторые озабоченные самцы пытались спариться с мертвыми змеями – даже некрофилия не обошла стороной мир зверей, как показывает и нижеописанный пример с черепахами.

Как уже говорилось, самцы черепах спариваются при помощи одинарного пениса, и порой весьма медленно. Гигантские галапагосские черепахи живут до 150 лет и весят до 23 килограммов. Спариваясь, эти гиганты никогда не спешат. Покачавшись из стороны в сторону, чтобы привлечь самку, они начинают бодать ее панцирь, пощипывая ей ноги, чтобы та спряталась. Затем самец подбирается к ней сзади и проводит несколько часов, спариваясь. Кстати, у черепах одни из самых жутких гениталий, которые я когда-либо видел на глянцевых страницах зоологических журналов. Довольно забавно, что пенис самца черепахи во многом похож на пенис млекопитающих, и некоторые ученые заявляют, что к тому же функционально очень схожи в своей гидростатике. То есть для возбуждения эрекции используются схожие коллагеновые ткани. Более того, при репутации черепах как неторопливых тугодумов, во время исследований альдабранских черепах (Geochelone gigantea) был отмечен случай, когда один самец пытался спариться с мертвой черепахой, пока другой самец подъедал ее тушу.

Почти все хвостатые рептилии размножаются копуляцией и используют пенис, чтобы преодолеть необходимый промежуток между телами. Иногда увеличение длины пениса – единственный эволюционный способ добиться результата, этим объясняется и сильная разница в размере пениса между черепахами и другими рептилиями.

Итак, мы рассмотрели некоторых современных рептилий. Сохранились у ископаемых рептилий какие-либо свидетельства их сексуального поведения? Были обнаружены примеры морских рептилий, ихтиозавров, с великолепно сохранившимися зародышами, некоторые – даже погибшие в процессе родов. А значит, они, вероятно, спаривались почти так же, как современные дельфины. Несложно понять, что они обладали неуклюжими рыбообразными телами, и возможность размножения ихтиозавров путем трения клоаками близка к абсурду. Они были полностью морскими существами, не приспособленными выбираться на пляжи, то есть их секс происходил в открытом море, как и у дельфинов или больших акул сегодня.

Пенис черепахи очень похож на пенис млекопитающего, в то время как другие рептилии, такие как змеи и ящерицы, имеют парный гемипенис. (Джонс, 1915)

Известна еще одна группа мелких живородящих морских рептилий, таких как кейхозавр, найденный в триасовых отложениях Китая вместе с зародышами внутри нескольких из них. Они были предками больших плезиозавров, как длинношеих, так и короткошеих, некоторые из которых вырастали в длину до 15 метров. Вероятно, что все рептилии этой группы были, как и найденные, живородящими. К показу в Музее истории Земли в Лос-Анджелесе недавно был подготовлен образец плезиозавра, названный Polycotylus. Во время подготовки экспоната доктор Луис Кьяппе и Робин О’Кифи обнаружили внутри его сохранившийся зародыш, что стало первым доказательством внутреннего оплодотворения, а следовательно, скорее всего, и размножения путем копуляции, у плезиозавров.

Мозазавры были вараноподобными морскими рептилиями, схожими с нынешними австралийскими гоанами, за исключением того, что вырастали в длину до ужасающих размеров – до 15 метров. Они также были живородящими. Внутри маленького каркозавра, найденного в словенских меловых отложениях, помещались сразу четыре развившихся зародыша, что означает, что эти водные существа тоже были живородящими. Из всего этого следует, и мы можем предположить, что эти продвинутые водные рептилии, скорее всего, размножались копуляцией. И, как у современных китов, их пенис находился внутри клоаки и выдвигался только в случае спаривания, не нарушая, такими образом, обтекаемых форм водного существа лишними неровностями. Ведь никто еще не видел кита, плывущего с висящим без необходимости пенисом.

Интересно, что ближайшие современные родственники мозазавров и самые большие существа в своей группе, комодские вараны (Varanus komodoenis), способны размножаться партеногенезом. Это было доказано в 2006 году, когда в европейских зоопарках две самки отложили оплодотворенные яйца без помощи самцов. Анализ ДНК зародышей показал, что те являются точными копиями своих матерей. Комодские вараны стали самыми крупными среди позвоночных животных, размножающихся партеногенезом. А также самыми высокоразвитыми существами с такой способностью (в шкале от рыб до человека). Возможно, самки мозазавров тоже потенциально обладали такой способностью.

Несколько лет назад мы с моим другом научным журналистом Кармело Амелфи решили узнать, как занимались «этим» динозавры и что за прибор они для этого использовали. В 2005 году, опросив ряд ведущих палеонтологов, Кармело написал по этому вопросу отличную статью. Многие ученые, с которыми он беседовал, считали, что динозавры скорее размножались методом соприкосновения клоак, чем при помощи огромных пенисоподобных органов.

Таким образом, единственное доказательство полового диморфизма динозавров – того, что самцы отличались по размеру и форме от самок, – это исследования скелетов тираннозавров, показавшие, что одни (вероятно, самцы) были мельче других. Это не является общепризнанным фактом из-за недостатка доказательств, но дополнительные данные, появившиеся после нахождения хвостовых позвонков больших длинношеих апатозавров, диплодоков и камарозавров, могут подтвердить это предположение. В работе Брюса Ротшильда и Дэвида Бермана 1991 года говорится, что, возможно, «единый хвостовой позвоночник был только у самок и являлся приспособлением, обеспечивающим возможность спаривания путем поднятия или отведения в сторону хвоста». Многие палеонтологи раскритиковали такое заявление, указав на недостаток статистических данных, доказывающих диморфизм динозавров, и споры продолжаются по сей день.

Кроме этого, единственным, что может пролить свет на то, как размножались эти существа, являются останки динозавра из группы овирапторозавров, в яйцеводе которого сохранились два яйца. Образец был найден в провинции Цзянси в Китае, его оценочный возраст – 70 млн. лет. Описывая эти яйца, доктор Тамако Сато из Канадского естественного музея говорит, что у этого динозавра все еще два рабочих яйцевода, но количество производимых яиц снижено до одного на каждый яйцевод, как у птиц. Таким образом, мы видим репродуктивный тракт крокодила в сочетании с производством яиц по типу птиц. Я считаю, что это подтверждает теорию о том, что динозавры спаривались, как крокодилы, при помощи пениса, но откладывали яйца, как первые птицы, вроде страусов и других бескилевых (преимущественно нелетающей группы птиц), две штуки за один раз, а не случайным образом, как черепахи и крокодилы.

Различные эксперты в области биомеханики заявляют, что для существ такого веса и таких размеров, как динозавры, спаривание копуляцией было бы опасным занятием. Впрочем, оценки веса и размеров динозавров многими ставятся под сомнение. Одним из несомненно весомых аргументов являются математические подсчеты артериального давления динозавров, сделанные профессором Роджером Сеймуром из Университета Аделаиды. Проведенные им исследования жирафов показали, что их артериальное давление примерно вдвое выше, чем у других млекопитающих, и их сердце на 75 % больше, что объясняется необходимостью перекачивания крови при такой длинной шее и высоко поставленной голове. Учтя это, он предположил, что длинношеие динозавры могли спариваться только с горизонтально направленной шеей.

Измерив по вертикали расстояния между сердцем и головой – а некоторые из них достигали 9 метров в высоту, – можно точно установить минимально необходимое давление, которое равно давлению девятиметрового столба крови. Это в семь раз выше давления среднего млекопитающего. Забраться на другого партнера сзади они могли, только держа шею горизонтально.

Только представьте себе 65-тонного гиганта, теряющего сознание от недостатка крови в голове прямо во время оргазма. Да, земля, должно быть, сотрясалась.

За последние годы ученые определили, что все современные птицы происходят от могучих хищных динозавров, или тероподов (вроде тираннозавра рекса или аллозавра). Доказательством послужили в основном ископаемые, найденные в провинции Ляонин, Китай, начиная с середины 1990-х. На останках динозавров отчетливо сохранились следы оперения. И не просто перья – некоторые из них имели разветвленную структуру и утончались книзу, что наблюдается только у птиц. Чтобы понять всю связь, необходимо взглянуть на анатомию рептилий и птиц.

Хорошие анатомы прошлого, такие как доктор Томас Генри Хаксли (по прозвищу Бульдог Дарвина), изучавший в конце 1860-х останки первой птицы, вымершего юрского археоптерикса, сразу же заметил сходство скелетов ранних птиц с зубами и длинными костистыми хвостами, с мелкими хищными динозаврами вроде компсогната. Тысячи найденных с тех пор хорошо сохранившихся останков динозавров подтвердили, что птицы были их прямыми потомками. Все промежуточные стадии можно проследить по современным находкам: от мелких бегающих динозавров с примитивным оперением (таких как синозавроптерикс) к более крупным хищным динозаврам с улучшенным оперением (каудиптерикс и анхиорнис), до летающих динозавров с оперенными крыльями и заканчивая ранними птицами, такими как археоптерикс.

Сегодня на планете насчитывается около 10 тысяч видов птиц, и они являются самой большой из современных групп позвоночных. Что касается размножения, у большинства птиц нет пенисов. Они имеются только у таких примитивных групп, как бескилевые, то есть у страусов и других крупных нелетающих птиц, а также у некоторых наземных птиц, например уток и гусей. Уже узнав о впечатляющих размерах пениса аргентинской утки савки в первой главе, вы будете весьма удивлены тем фактом, что у самых больших из ныне живущих птиц, африканских страусов (Struthio camelis), пенис весьма мал – около 20 сантиметров, притом что сам страус достигает 2,5 метра в высоту и весит до 100 килограммов. Страусы, разводимые для получения мяса, яиц и пера, размножаются как в природе, так и в неволе. В естественных условиях самец завлекает самку своим танцем, взмахивая крыльями и колотя головой в обе стороны. Один научный журнал, описывая красочное сватовство страуса, сообщает: «В разгаре брачного танца самца его клоака и пенис становятся ярко-красными. Достигнув пика возбуждения, самец порой может испражняться и выставлять напоказ свой эрегированный пенис».

Очевидно, это производит эффект на самок. И это, опять же, может объяснить гомосексуальность некоторых страусов – женские особи в неволе были замечены в лесбийском поведении. В гомосексуальности были также замечены два антарктических пингвина в Нью-Йоркском зоопарке, Сило и Рой. Обвившись шеями и проведя брачный ритуал, они устроили совместное гнездо. После того как им было подброшено чужое яйцо, Рой и Сило стали по очереди высиживать его, пока из него не вылупилась малышка Танго. Спустя шесть лет совместной жизни Рой и Сило расстались из-за того, что Сило влюбился в милую малышку Скрэппи и бросил ради нее Роя. В добавок ко всему, их приемная дочь Танго выбрала себе в качестве пары другую самку.

Хотя современные птицы и могут помочь разгадать тайну размножения динозавров, все же большинство из них, те, что «трутся клоаками», не подходят для сравнения. Большое число современных птиц принадлежат к отряду воробьинообразных, или птиц-наседок, не имеют пениса и передают сперму непосредственно из клоаки в клоаку. Некоторые, как лесная завирушка, отточили свое мастерство до такой степени, что могут спариваться на лету меньше чем за секунду!

Последние молекулярные исследования выявили, что страусы и другие примитивные нелетающие птицы (в общем называемые древненёбниками за архаичную структуру нёба) являются самыми примитивными среди всех современных птиц наряду с утками, гусями, еще некоторыми водными птицами. А все остальные современные птицы – следующее после них звено эволюции в этой цепочке.

Выстраивая последовательность развития, можно заключить, что большинство современных летающих птиц потеряли пенис во вторую очередь, то есть после того, как этот орган стал широко распространен среди всех птиц. Возможно, это было сделано ради облегчения веса в полете или просто в соответствии с необходимыми анатомическими преобразованиями хвоста и клоаки, также связанными со способностью к полету. Это сделало трение клоаками более эффективным, чем спаривание. Несмотря на потерю пениса, многие летающие птицы изобрели сложные и красивые брачные ритуалы, как, например, райская птица в Новой Гвинее и австралийский шалашник.

У древних птиц, скорее всего, был пенис. А значит, вероятно, он был и у их ближайших предшественников, хищных тероподов вроде тираннозавра. У них он выдвигался, вернее, буквально выворачивался наружу при помощи специальной ткани и, должно быть, был огромен. Чтобы животное вроде тираннозавра, длиной 12 метров, могло успешно спариваться, длина пениса должна была составлять не менее 2 метров, а может, и гораздо больше, если он имел штопоровидную форму, как у уток.

Так что, судя по тому, что мы знаем об их потомках, первых птицах и их ближайших родственниках крокодилах, динозавры, вероятнее всего, размножались спариванием. Это, должно быть, происходило нелегко у больших динозавров, которые весили по 10 тонн, как современные слоны. Опираясь своей огромной тушей на самку, им необходимо было засунуть в нее свои увеличивающиеся до огромных размеров половые органы, сопоставимые с таковыми у сегодняшних китов или превосходящие их по размерам.

Не удивительно, если однажды палеонтологи откопают окаменевший пенис динозавра. Сегодня, с открытием новых мест для раскопок, с развитием новых технологий, таких как изучение окаменелостей с помощью инфракрасной фотографии, рентгеновских лучей и томографических методов, обнаруживается все больше ископаемых частей, состоящих из мягких тканей. Недавно мы обнаружили, что у некоторых из наших образцов Гоугоу возрастом 380 млн. лет помимо мышечных клеток сохранились и отдельные нервные клетки. И пуповина рыбы-матери Materpiscis – еще один пример невероятного сохранения мягких тканей. Маленький скелет динозавра, найденный в 1981 году в центральной Италии и названный сципиониксом, также сохранил на себе отпечатки мягких тканей кишечника, печени и некоторых других. Так что настанет день, и ученые найдут свидетельство того, как занимались сексом динозавры.