Все записи
18:59  /  26.08.17

1870просмотров

Почему вымерли динозавры

+T -
Поделиться:

Динозавры доминировали на Земле на протяжении 160 млн.лет в мезозойскую эру, от 225 млн.лет до 65 млн.лет назад. Они занимали господствующее положение во всех экологических нишах Земли. Остальные позвоночные, такие как пресмыкающиеся, млекопитающие, птицы и др. влачили жалкое существование. Одной из причин такого господствующего положения можно назвать особенности строения организмов динозавров, в частности лучшая организация дыхательной системы. Более развитая даже по сравнению с млекопитающими, которые сейчас считаются самыми высокоорганизованными существами. Но оказывается, что благодаря так называемым парабронхам  - специальным трубочкам, которые несли воздух в обратном направлении от легких, динозавры получили прогрессивную прямоточную систему воздухообмена. Воздух по таким бронхам и парабронхам всегда двигался в одном направлении, что повышало усвояемость кислорода из воздуха. Нужно напомнить, что в то время кислорода в атмосфере было почти в 2 раза меньше, чем сейчас – 12%, против 21% сегодня. Дополнительному газообмену способствовало и наличие дополнительных дыхательных мешков в костях, подобных дыхательным мешкам птиц. По сравнению с динозаврами, дыхательная система млекопитающих является довольно неэффективной, т.к. воздух постоянно двигается по одним и тем же бронхам во время вдоха и выдоха то в одну, то в другую сторону. При этом насыщенный кислородом свежий воздух постоянно смешивается с отработанным насыщенным углекислым газом воздухом, возвращающимся из легких. Поэтому, чтобы свежий воздух достиг альвеол, человеку нужно сделать, по крайней мере, несколько глубоких вдохов. Такую ситуацию можно сравнить разве что с тем, что более низкоорганизованные водные позвоночные - рыбы - имеют двухкамерное сердце, а земноводные трехкамерное сердце, где смешивание насыщенной кислородом артериальной крови и насыщенной углекислым газом венозной крови снижает энергоэффективность организма. Поэтому, ребенок, родившийся с большим отверстием в перегородке желудочков и (или) предсердий сердца, что превращает его в двух или трехкамерное, неспособны к длительным нагрузкам и без корригирующей операции умирает в раннем возрасте.

Также, как и млекопитающие, динозавры имели четырехкамерное сердце, что доказано проведенными радиологическими исследованиями. Поэтому большинство исследователей полагают, что динозавры были теплокровными. Получается, что динозавры, по сравнению с млекопитающими, являлись более высокой ступенью эволюции, по крайней мере, в энергоэффективности, они были более выносливыми и быстрыми, чем млекопитающие. Поэтому они и господствовали тогда на планете.

Существовало около 1000 разных видов динозавров, которые летали, бегали и плавали, были хищниками и травоядными. Некоторые из них даже имели свободные  передние конечности, большой головной мозг, развитые органы чувств, сильные челюсти, крепкие зубы и были достаточно агрессивными хищниками (тираннозавр), чтобы оставить млекопитающим только возможность влачить жалкое существование, без существенных шансов на успех, тем более господство в своей экологической нише.

Что же тогда произошло, что могло свести в могилу таких довольно прогрессивных для своего времени существ?

Около 65,5 млн. лет назад произошло так называемое мел-палеогеновое вымирание , когда погибла шестая часть всех видов живых организмов на Земле, в том числе и динозавров. Такие глобальные вымирания случались и раньше. Например, 199,6 млн лет назад произошло триасовое вымирание, в результате которого погибла половина всех видов, живших на Земле в то время. А 251,4 млн.лет назад случилось «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % морских видов и более 70 % видов наземных позвоночных. Существует множество гипотез о причинах этих вымираний. Наиболее убедительной из них на сегодняшний день считается космическая катастрофа – падение большого астероида. Другие ученые считают, что динозавров истребили первые хищные млекопитающие (они могли уничтожать кладки яиц динозавров), усиление вулканической активности, резкое понижение уровня моря, раскол суперконтинента, изменение климата, скачок магнитного поля Земли и др. Все эти версии малоубедительны и не выдерживают серьезной критики. В настоящее время большинством ученых окончательно принята версия падения астероида, что явилось основной причиной гибели динозавров, остальные версии признаны неверными и маргинальными. И действительно, падение астероида размером порядка 10 км около 65 млн.лет назад с образованием кратера Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике привело к резкому изменению климата Земли. Согласно расчетам, из-за поднятой в атмосферу пыли в течение 3-16 лет после падения астероида температура на планете снизилась на 26°С.

При этом непонятно, почему вымерли именно динозавры, ведь многие из них были приспособлены к низким температурам. Например, многочисленные останки динозавров были найдены на Чукотке, где температура тогда едва достигала 10°С. Кроме того, всегда на планете существовали климатические уголки, где температура оставалась довольно комфортной даже после падения астероида. Почему же тогда хотя бы в некоторых местах не сохранились динозавры, чтобы сделать явью фильм Спилберга «Парк Юрского периода»?

Кроме того, в недавнем исследовании палеонтологов из университета Рединга, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy, утверждается, что ко времени падения метеорита численность динозавров уже уменьшалась, а астероид только поставил точку в этом процессе. Они сравнили скорость появления и исчезновения видов динозавров. На основе масштабных расчетов, включавших данные по шести сотням видов динозавров, выяснилось, что тенденция преобладания исчезновения видов наметилась примерно 80−75 млн. лет назад, т.е за 15-20 млн. лет до даты основного вымирания. Отсюда следует, что организм динозавров уже тогда не был приспособлен к определенным редким воздействиям, которые многие миллионы и десятки миллионов лет со времени появления динозавров и во время господства им особо не вредили, но потом, с появлением млекопитающих, таки привели к вымиранию. Почему млекопитающие и птицы оказались лучше приспособлены к такому вредному внешнему фактору.

На мой взгляд, если коротко сформулировать ответ на вопрос, почему на самом деле вымерли динозавры, то он будет звучать таким образом.

Динозавры вымерли от лучевой болезни.

Дело в том, что Земля время от времени подвергается воздействию мощного космического ионизирующего излучения. Это происходит нечасто, поэтому за время существования человеческой цивилизации, по крайней мере, на протяжении последних 100 лет наличия у человечества точных дозиметров, таких катастроф не происходило. Причинами мощных облучений Земли могут быть разные. Основные среди них такие: рождение сверхновой звезды на относительно близком расстоянии от Солнца – до нескольких десятков парсеков. Дело в том, что с увеличением расстояния мощность излучения падает в квадрате, поэтому только близко расположенное место рождение сверхновой звезды может сильно облучить нашу планету. Излучение при рождении сверхновой происходит в широком диапазоне, от видимого света до гамма-излучения, поэтому такие звезды должны быть хорошо видны на небе. И действительно, время от времени астрономы фиксируют такие вспышки. Наиболее раннее письменное упоминание наблюдения сверхновой звезды была сделана китайскими астрономами в 185 году нашей эры. Излучение от рождений небольших сверхновых звезд обычно сравнительно небольшое и незначительно повышает радиационный фон. Но вспышка большой и близкой сверхновой в древности могла привести к глобальной катастрофе, т.к. мощное излучение может не только проникнуть через озоновый слой Земли, но и разрушить его. При этом на протяжении всего времени восстановления этого озонового слоя всё живое на планете будет подвергаться облучению. Явных доказательств наличия такого излучения в период больше миллионов лет найти невозможно, т.к. уровень наведенной радиации с тех пор давно сошел на нет.

Другие ученые предполагают, что прохождение Солнечной системы через спиральные рукава Млечного Пути, которое происходит приблизительно каждые 200 млн.лет (период полного оборота Солнечной системы вокруг центра нашей галактики), также сопровождается достаточно сильным облучением, сопровождающимся разрушением озонового слоя Земли. Сопоставление сегодняшние данные скорости движения Солнечной системы вокруг галактического ядра с палеонтологической летописью позволило группе австралийских специалистов, руководимых Мирославом Филиповичем (Miroslav Filipović) из Университета Западного Сиднея получить интересный результат. Во время почти всех пересечений со спиральными рукавами отмечались периоды серьёзных исчезновений видов, в том числе и такие катастрофы, как мел-палеогеновое, триасовое, пермское, позднедевонское, позднеордовикское, а также позднекембрийское вымирания. 

Совсем недавно д-р Чарльз Бардин из Национального центра атмосферных исследований США, сообщил, что была создана сложная компьютерная модель, в которой были рассчитаны последствия падения Чикслубского астероида. Оказывается, его большая часть испарилась в воздухе, а затем конденсировался в мелкие частицы. Как показала модель, сажа в верхнем слое атмосферы поглощала энергию Солнца, согревая этот верхний слой более чем на 200°С. Падение астероида привело не только к охлаждению поверхности Земли, но и к перегреву и разрушению её озонового слоя. Именно это стало причиной 18-месячной зимы на планете и регулярных огненных дождей.

Какие же особенности организма млекопитающих и птиц сделали их более защищенными от радиации, по сравнением с динозаврами?

Основным таким отличием является защищенность кроветворной ткани млекопитающих и птиц от ионизирующего излучения из-за расположения её в костях. Дело в том, что костная ткань, содержащая соли кальция, значительно ослабляет проходящее через нее ионизирующее излучение. Кроме того, у млекопитающих, в том числе у человека, защищенными костными экранами оказываются не только органы кроветворной, но и органы иммунной и половой системы.

Облучение живого организма высокими дозами ионизирующего излучения на протяжении длительного периода времени приводит к хронической лучевой болезни. В первую очередь при этом страдает кроветворная и иммунная системы. При этом возникает анемия, лейкопения, тромбоцитопения. Так, после Чернобыльской аварии ликвидаторы погибали в основном от кровотечений, т.к. в крови падало содержание тромбоцитов, а также от инфекций, т.к. падало содержание лейкоцитов, и падал уровень иммунитета. Тогда ликвидаторам действительно помогала только пересадка костного мозга и введение внутривенно стволовых клеток крови.

У млекопитающих, в том числе у человека, красный костный мозг, в котором находятся стволовые клетки крови, находится в костях. Кроме того, рождение Т- и В- лимфоцитов, отвечающих за клеточный и гуморальный иммунитет соответственно, тоже происходит в защищенных костями местах. Т-лифоциты появляются в красном костном мозге, но развиваются в тимусе (лат. Thymus, отсюда происходит название Т-лимфоцитов), расположенном в грудной клетке сразу позади своеобразной костной пластины - грудины. В-лимфоциты, как и миелобласты, продуцируются у человека из стволовых клеток в красном костном мозге. Причем ученые долго не могли найти место продукции В-лимфоцитов у человека. Вначале это место нашли у птиц в сумке Фабрициуса (лат. Bursa Fabricii), расположенной у них в задней части клоаки, поэтому и назвали эти иммунные клетки В-лимфоцитами, от слова Bursa.

Таким образом, все органы кроветворной и иммунной системы оказываются у человека и млекопитающих защищенными со всех сторон костями.

Птицы же, по общепринятому мнению ученых, являются видом, произошедшим от динозавров. Они имеют схожее с динозаврами строение тела, также откладывают яйца, они теплокровные, имеют в основном полые кости, полости которых они используют во время дыхания. Но некоторые кости птиц содержат и кроветворную ткань в виде красного костного мозга. В связи с тем, что птицы появились позже динозавров, можно предположить, что именно этот фактор оказался решающим в их выживании.

Учитывая важный в понимании эволюции биогенетический закон Геккеля-Мюллера, который гласит, что онтогенез является кратким повторением филогенеза, нужно вспомнить, что у человека и остальных млекопитающих кроветворение в процессе развития зародыша происходит вначале в печени и селезенке. К моменту рождения ребенка кроветворение в печени и селезенке заканчивается и переносится в кости – в красный костный мозг. Поэтому есть все основания утверждать, что у эволюционных предков млекопитающих и стоящих близко к млекопитающим на эволюционной лестнице – динозавров – основные очаги кроветворения тоже находилось в этих органах – печени и селезенке. И хотя доказать это прямым образом на основании изучения их останков не представляется возможным, т.к. прошли десятки миллионов лет и мягкие ткани динозавров не сохранились,  на основании косвенных признаков и методом исключения можно прийти именно к такому выводу.

По крайней мере, в костях динозавров органов кроветворения, а именно красного костного мозга не было. Ведь как раз кости динозавров изучены довольно хорошо, т.к. именно кости динозавров сейчас и находят. Оказывается, что свободного места в костях для кроветворения у динозавров просто не было. Остальную часть кости динозавров, кроме собственно костной ткани,  занимала либо воздушная полость для дыхания, либо хрящевая ткань, либо так называемая медуллярная кость, необходимая для откладывания яиц.

Так, в области эпифиза, где у человека находится губчатая костная ткань с красным костном мозгом в его ячейках, у динозавров был хрящ. Такой же хрящ занимал и сердцевину кости, где у человека красный костный мозг находится в детском возрасте, а у взрослого человека находится желтый костный мозг. Остатки так называемой медуллярной кости бедра самки тираннозавра были обнаружены совсем недавно на территории штата Монтана учеными из Института и Музея естествознания. Так называемая медуллярная кость – это специальная костная структура, которая присутствует только у птиц, динозавров и некоторых рептилий перед откладкой своих яиц.

 

Рис. 1. Строение препарата кости взрослого человека на разрезе. В эпифизе на конце кости в ячейках губчатой кости находится красный костный мозг, в диафизе середины кости видна полость, заполненная желтым костным мозгом.

 

Рис. 2. Эпифиз на конце кости динозавра, состоящий из хряща, который не сохранился.

 

Рис. 3. В центре диафиза середина кости динозавра находится медуллярная кость, или хрящевая ткань, подвергнувшаяся впоследствии обызвествлению. 

 Таким образом, динозавры оказались беззащитными от длительного, на протяжении полутора лет (согласно компьютерным расчетам д-ра Чарльза Бардина) облучения космической радиацией, от которой им негде было спрятаться. Она настигала их везде, в самых укромных уголках и на самых отдаленных островах даже с благоприятным климатом. Поэтому не стоит тешить себя надеждой обнаружить динозавров где-то на далеком тропическом острове. Во всех уголках Земли в результате значительного повышения радиационного фона динозавры начали болеть и умирать от хронической лучевой болезни. Причем болезнь коснулась не только их, но и их потомства, что оказалось для них еще более губительным. Ведь известно, что молодые организмы, а особенно зародыши являются более чувствительными к радиации. Свою кладку яиц никто из крупных динозавров не смог защитить, у них не было возможности укрывать их даже своим телом, так как вес тела крупного динозавра был слишком велик и раздавливал эти яйца. В то же время более мелкие динозавры, от которых потом и произошли птицы, научились долго высиживать свои яйца, защищая их своим телом не только от холода, но и от космической радиации. Но о том, как появились птицы и почему они долго высиживают свои яйца – это тема отдельной статьи. Похожим образом защищали своим телом потомство и млекопитающие, самки которых вынашивали и до сих пор вынашивают свое потомство внутри своего тела.

Можно предположить, где у динозавров находились и органы иммунной системы. Скорее всего там, где и у  их ближайших родственников - птиц. Тимус, вырабатывающий Т-лимфоциты, находился у них на шее, а сумка Фабрициуса, вырабатывающая В-лимфоциты – в области таза возле клоаки.

Надо заметить, что у млекопитающих и человека лучше был защищен от радиации еще один критический орган (радиологическое понятие «критический орган» означает орган, облучение которого может причинить наибольший ущерб здоровью человека или его потомства). Оказывается, млекопитающие заботились и сейчас заботятся о потомстве еще до его зачатия. Яичники, содержащие яйцеклетки, находятся в теле женщины в полости малого таза. Таз, образованный крестцовой и двумя тазовыми костями, даже внешне представляет собой своеобразный костный футляр. И если в полости малого таза сохраняются яйцеклетки, то совсем близко в полости большого таза развивается плод человека, сразу после рождения которого и попадания в открытую окружающую среду, как мы помним, довольно быстро всё кроветворение перемещается внутрь собственных костей.

Сравнивая человеческий таз и таз динозавра, становится видно невооруженным глазом, что ни для яичников, ни для сумки Фабрициуса таз динозавра никакой защиты от внешнего облучения  не представлял.

 

Рис. 4. Таз человека и тазовая кость динозавра.

Что примечательно, закладка у зародышей человека критических органов происходит в одном месте, а в процессе внутриутробного развития эти органы перемещаются довольно далеко, находя себе более укромные места. Так, тимус человека закладывается на шее в области 3-4-х жаберных карманов, а потом смещается в грудную полость, прячась за грудиной. Яичники человека закладываются в области почек и смещаются потом в полость малого таза. При этом довольно узкий малый таз обусловливает сильные боли, в которых происходят роды женщин во время прохождения новорожденным через этот узкий таз, во время чего кости таза расходятся. Однако природа  не могла себе позволить (с помощью механизма естественного отбора) расширение полости малого таза, которое могло не только обезболить процесс родов, но и значительно снизило бы материнскую и перинатальную смертность, связанную с затруднением прохождения головкой плода через родовые пути. Потому что расширение полости малого таза ухудшило бы его экранирующую роль и защиту от ионизирующего излучения, что оказалось более важным в процессе выживания всего биологического вида человека и даже класса млекопитающих.

Динозаврам во время их появления и широкого распространения, видимо, просто повезло. Тогда не случалось крупных космических катастроф, не было длительных периодов повышенного радиационного фона. Период их господства уложился в вышеупомянутый отрезок времени в 200 млн.лет между моментами прохождения Солнечной системы через рукава галактики. В это время случались, конечно же, и вспышки сверхновых, и большие кометы с астероидами падали время от времени, и мощные извержения вулканов были. Все эти события могли сопровождаться повышением радиационного фона. Именно этим можно объяснить начавшийся период спада их популяции около 80 млн. лет назад. А значительное повышение уровня радиации, которое могло возникнуть в результате комбинации нескольких факторов, например, падением астероида и вспышкой сверхновой, добил динозавров окончательно. Все они, как один, заболели 65 млн.лет назад хронической лучевой болезнью, стали медлительными, перестали быть выносливыми и сильными, их иммунитет значительно упал, они начали часто болеть инфекционными и другими заболеваниями. При этом менее чувствительными к радиации и более защищенными от нее были млекопитающие и птицы, которые сыграли, конечно же, свою роль в вытеснении ослабленных динозавров из своих экологических ниш и окончательном истреблении их.  

Вполне возможно, что такое катастрофическое увеличение радиоактивного фона случалось и в сравнительно недавние отрезки времени, исчисляемые миллионами и сотнями тысяч лет. В связи с этим, можно вспомнить и многочисленные племена древних людей, неандертальцев и кроманьонцев, живших в хорошо защищенных от космической радиации каменных пещерах, время от времени покидавшие эти пещеры для охоты и собирательства, но это тоже уже совершенно другая история, история Каменного века.

  Нет сомнений, что в будущем также будут происходить космические катастрофы, сопровождающиеся мощным космическим излучением. Но учитывая временные интервалы в десятки миллионов лет, которые разделяли их в прошлом, скорее всего, это случится еще не скоро. В любом случае человечество должно заботиться об озоновом слое Земли, который в результате безответственной техногенной деятельности уменьшается сейчас слишком быстро, даже по сравнению с предшествующими геологическими и космическими природными катаклизмами.

 

 

Комментировать Всего 1 комментарий

Андрей Радчук Комментарий удален автором блога

Anton Litvin

Кролики это не только ценный мех...

Эту реплику поддерживают: Сергей Кондрашов