Mokslo ir technologijų pasaulis

Norėtumėte suvalgyti po 100 000 kalorijų per dieną? Jums reikės ne tik aštrių dantų ir galingų žandikaulių, bet ir labai tvirtos kaukolės.

Kokios vaišės pritinka Karaliui?

Žinome, kad Tyrannosarus Rex buvo aukščiausias maisto grandinės plėšrūnas, grynas mėsėdis. Tai – viena iš paprasčiausių išvadų, kurias galima padaryti apie šį dinozaurą, tam nereikia jokių įmantrių eksperimentų ar įrangos. Tiranozauro nasrai buvo pilni tvirtų, aštrių kaip skustuvas dantų, o jo letenas puošė aštriagaliai nagai. Visos šios amunicijos gyvūnui galėjo reikėti tik dėl vienos priežasties: tai buvo mėsos gavimo ir apdorojimo įnagiai. Jeigu jūsų dantys – peiliai, o rankų ir kojų nagai – kabliai, tai aišku kaip dieną, kad valgote ne kopūstus.

Jei kas abejoja, pilna ir kitų įrodymų: tiranozauro skeleto srityje, kur buvo skrandis ir koprolituose (suakmenėjusiose išmatose) išliko aukų kaulai, o Šiaurės Amerikos vakaruose pilna žolėdžių dinozaurų skeletų – ypač triceratopsų ir edmontozaurų – su įkandimų žymėmis, idealiai atitinkančiomis T.rex dantų dydį ir formą.

Kaip ir nemažai monarchų, T.rex buvo rajus. Jis apsiėsdavo mėsa. Mokslininkai, remdamiesi dabartinių plėšrūnų apetitais ir atitinkamai pakoregavę dydį, paskaičiavo, kiek maisto reikėjo suaugusio tiranozauro išgyvenimui. Rezultatai – pribloškiantys. Jeigu T.rex medžiagų apykaita buvo kaip reptilijos, jam būtų reikėję po 5,5 kg mėsos kasdien. Tačiau šis skaičius tikriausiai gerokai sumažintas – juk, kaip pamatysime, dinozaurai elgesiu ir fiziologija daug labiau priminė paukščius, o ne reptilijas, ir jie (ar bent jau didžioji jų dalis) netgi galėjo būti šiltakraujai, kaip ir mes. O jei taip – T.rexai turėjo kasdien suėsti po maždaug 110 kilogramų mėsos.

Netikėkite. Kad miklus ir energingas gyvūnas, kurio galva prilygsta „Smart“ automobiliukui, o dantys – kaip peiliai, savo įgimtas savybes naudotų ne medžioklei, o tiesiog vaikštinėjimui po apylinkes ir liekanų rankiojimui, būtų visiškai nelogiška. Tai neatitinka ir mūsų žinių apie šiuolaikinius mėsėdžius: grynų maitėdų labai mažai, o šioje srityje itin įgudę išimtiniai atvejai, tarkime, grifai – tai skraiduoliai, galintys iš dangaus apžvelgti didelius plotus ir išvydę (ar užuodę) pūvančią mėsą, nusileisti.

Antra vertus, dauguma plėšrūnų aktyviai medžioja, tačiau vos pasitaiko proga, neatsisako ir dvėselienos. Galų gale, kas atsisakytų nemokamo maisto? Taip elgiasi liūtai, leopardai, vilkai ir žinoma, hienos (kurios šiaip jau irgi ne grynos maitėdos, o didžiąją maisto dalį susimedžioja). Labiausiai tikėtina, kad tiranozaurai, kaip ir šie gyvūnai, buvo aktyvūs medžiotojai – bet pasitaikius progai, nespjaudavo ir į maitą.

Žiaurūs pėdsakai

Vis dar abejojate, kad T.rexai ėdesio prasimanydavo savarankiškai? Yra rasta iškasenų, liudijančių, kad T.rexas, bent jau retkarčiais, medžiojo. Daugelyje triceratopsų ir edmontozaurų kaulų su tiranozaurų dantų pėdsakais, matomi gijimo ženklai – tad šie gyvūnai buvo užpulti gyvi ir išgyveno. Labiausiai susimąstyti verčia du suaugę edmontozauro uodegos kaulai, tarp kurių įstrigo T.rexo dantis ir visa tai apaugo grubia randinio audinio mase, kuri du kaulus ir sujungė. Vargšelį ančiasnapį dinozaurą žiauriai užpuolė tiranozauras, tačiau, nors ir patyręs sunkią traumą, žolėdis išsigelbėjo, nusinešdamas plėšrūno dantį kaip atminimą apie beveik mirtiną patirtį.

Daugelis T.rexo įkandimų – savotiški. Dauguma teropodų ant grobio kaulų palikdavo paprastus pėdsakus: ilgus lygiagrečius negilius įbrėžimus, rodančius, kad dantys kaulą vos kliudė. Tai nieko keisto, nors dinozaurų dantys – kitaip nei mūsų – augdavo visą gyvenimą, nė vienas plėšrūnas nenori kiekvieno maitinimosi metu laužyti dantų. Tiranozauras buvo kitoks. Jo įkandimų žymės sudėtingesnės: prasideda nuo gilių apskritų, kulkų paliktas skyles primenančių kiaurymių, pamažu pereinančių į pailgus rėžius. Tai reiškia, kad T.rexas dantis giliai susmeigdavo į aukos kūną – dažnai kiaurai kaulus, – o paskui plėšrūnas staigiai truktelėdavo galvą atgal.

Paleontologai tokiam maitinimosi stiliui sugalvojo specialų terminą: persmeigimas su ištempimu. Persmeigimo fazėje T.rexas smarkiai sukąsdavo žandikaulius ir perkąsdavo aukos kaulus – todėl tiranozauro koprolituose pilna kaulų gabalėlių. Kaulų sugraužimas nėra įprastas dalykas: kai kurie žinduoliai – pavyzdžiui, hienos – taip elgiasi, tačiau dauguma šiuolaikinių reptilijų – ne. Kiek žinoma tiranozaurai – vieninteliai tai gebėję atlikti dinozaurai. Tai – viena iš savybių, dariusių Karalių tobula žudymo mašina.

Kaip jam tai pavykdavo?

Visų pirma, turėjo specialiai adaptuotus dantis. Storus, ietis primenančius, pakankamai storus, kad nesulūžtų susidūrę su kaulais, dantis. Panagrinėkime šiuos dantis judinančią jėgą: T.rexo žandikaulių raumenys buvo masyvūs, gysloti ir pakankamai stiprūs, kad galėtų perkąsti triceratopso, edmontozauro ar kitos aukos koją, nugarą ar kaklą. Sprendžiant iš plačių ir gilių kaukolės įdubų, kuriose tvirtinosi raumenys, galima sakyti, kad rekso žandikaulių raumenys buvo stambiausi ir galingiausi iš visų dinozaurų.

Šių raumenų veikimą galima pademonstruoti bandymais. Itin išmanų eksperimentą praėjusio amžiaus dešimtajame dešimtmetyje, iš karto po aspirantūros baigimo, atliko mano kolega Gregas Ericksonas iš Floridos valstijos universiteto. Gregas daug bendrauja su inžinieriais ir kartą jie sumąstė beprotišką idėją: sukurti laboratorinį tiranozauro maketą ir nustatyti jo sąkandžio jėgą. Jie paėmė triceratopso dubens kaulą su 1,25 cm gylio kandimo žyme ir uždavė paprastą klausimą: kokios reikia jėgos, kad liktų tokia žymė?

Kadangi mokslininkams prikalbinti tikrą tiranozaurą įkąsti tikram triceratopsui nepavyko, jie sugalvojo pakaitalą: iš bronzos ir aliuminio lydinio nuliejo T.rexo danties kopiją, įstatė į hidraulinį presą ir įspaudė į karvės dubens kaulą, kurio forma ir struktūra labai panaši į triceratopso kaulą. Jie didino slėgį, kol dantis įsmigo tinkamai – o paskui pažiūrėjo, kokios jėgos reikėjo. Pasirodo, 13 400 niutonų (N) – arba beveik 1,5 tonos.

Tai yra pribloškiantis skaičius – tiek sveria lengvas pikapas. Palyginimui: krūminiai žmonių dantys spaudžia daugmaž 80 kg jėga, o Afrikos liūto sąkandžio jėga – apie 420 kg. Vieninteliai šiuolaikiniai sausumos gyventojai, sąkandžio stiprumu priartėjantys prie tiranozauro – aligatoriai, kurių sukandimo jėga apie 1,3 t. Tačiau reikia atsiminti, kad 1,5 tiranozauro tonos paskaičiuota vienam dančiui – įsivaizduokite, kokia jėga nasrų, pilnų tokių kinžalų! Ir kadangi tai yra vieno konkretaus rasto tiranozauro įkandimo jėga, visai įmanoma, kad tai nebuvo pats galingiausias įkandimas.

T. rexo sąkandis stipresnis už bet kurio kito sausumos gyvūno, ir jis lengvai perkąsdavo kaulus – ir nesunkiai būtų galėjęs perkąsti automobilį. Visą šią jėgą kūrė žandikaulio raumenys: jie buvo varikliu, tiekusiu kaulus traiškantiems dantims energiją.

Įspūdinga kaukolė

Tačiau tai – dar ne viskas. Jei raumenų jėgos pakako perkąsti aukos kaulus, jie galėjo sulaužyti paties T.rexo kaukolės kaulus. Elementari fizika: kiekvienam veiksmui yra tokio pat stiprumo ir priešingos krypties atoveiksmis. Todėl tiranozaurams nepakako vien galingų dantų ir masyvių žandikaulio raumenų – dar reikėjo kaukolės, kuri išlaikytų gigantiškas kiekvieno sukandimo apkrovas.

Kaip jau kalbėjome, T.rexo kaukolė buvo pritaikyta neįtikėtinoms – 1,5 tonos vienam dančiui – apkrovoms. Ji buvo sudaryta kaip lėktuvo fliuzeliažas: atskiri kaulai tvirtai sujungti, kad dėl didelių apkrovų neišnirtų. Nosies kaulai viršutinėje snukio dalyje suaugdavo į ilgą, apkrovas sugeriantį vamzdelį, stori kaulai apie akis suteikdavo tvirtumą ir kietumą, o tvirto apatinio žandikaulio skersinis pjūvis buvo beveik apvalus, todėl galėjo išlaikyti stiprų spaudimą iš visų pusių. Nė vienas kitas teropodas to neturėjo – jų kaukolės buvo elegantiškesnės, su silpnesnėmis kaulų jungtimis.

Tai – paskutinis galvosūkio gabalėlis, paskutinis instrumentų rinkinio komponentas, kuriuo Karalius vakarienei galėjo traiškyti kaulus. Stori ietiški dantys, didžiuliai žandikaulio raumenys ir tvirta kaukolės konstrukcija – štai sėkminga kombinacija. Be kurios nors iš šių savybių tiranozauras būtų tiesiog eilinis teropodas, grobį ėdantis tvarkingai, po kąsnelį. Taip elgėsi visi kiti žaliūkai – alozaurai, tarvozaurai ir karcharodontozaurai – kaulų triuškinimas buvo ne jų dantims, tikrąja to žodžio prasme. Karalius čia buvo vienintelis.