Ни один динозавр никогда не вырастал меньше домашнего кролика. Ни один, нигде в палеонтологической летописи. Самая маленькая птица современности, колибри-пчелка, весит меньше пенни. Самый легкий из когда-либо найденных взрослых динозавров весил около 400 граммов. Ничего легче не было найдено за 180 миллионов лет существования горных пород.
Одна из формул предсказывает, какого размера будет большинство видов в той или иной группе животных. Она подходит для млекопитающих, птиц и черепах. Для динозавров она не работает.
Стефани Лечки работает в Принстонском университете и Оксфордском университете. Вместе с Роджером Бенсоном из Американского музея естественной истории она применила эту формулу 24 разными способами. Для исследования не были обнаружены новые окаменелости. В работе сравниваются уже опубликованные данные о массе тела взрослых особей шести групп животных. Результаты исследования были опубликованы в журнале Evolution.
Формула основана на простом компромиссе. Маленькое животное эффективно превращает пищу в потомство, но плохо собирает пищу. Большое животное собирает много пищи, но плохо её перерабатывает. Один из промежуточных размеров лучше всего справляется с обеими задачами, и большинству видов в группе следует выбирать размер, близкий к этому.
Лечки и Бенсон сравнили это с весом взрослых особей 4062 видов млекопитающих и 9385 видов птиц. Оптимальный размер млекопитающих составил 100 граммов. Большинство видов млекопитающих действительно весят примерно столько же.
Черепахи также подходят под эту формулу, охватывая 260 видов. Ящерицы, змеи и крокодилы — нет. Средний вес ныне живущих крокодилов составляет около 295 килограммов, а оптимальный для них вес не превышает 1,6 килограмма.
Затем они измерили вес взрослых особей 515 видов динозавров, ни один из которых не был птицей. Никто не может измерить физиологию вымершего животного. Поэтому они перепробовали все возможные комбинации значений, найденные у ныне живущих групп.
Даже когда использовались значения, наиболее вероятно указывающие на крупные размеры, модель определила оптимальный размер динозавра в 3 килограмма. Каждая версия модели предсказывала вес динозавров менее 300 граммов. Ни одно животное такого веса никогда не было найдено при раскопках.
Бенсон надеялся, что модели обнаружат в биологии динозавров что-то, что исключит возможность существования динозавров с небольшими размерами тела.
«Нас очень воодушевила идея о том, что в биологии динозавров могли быть какие-то особенности, препятствующие их небольшим размерам, — сказал он. — Поэтому было удивительно, что практически все наши модели отвергли эту гипотезу».
Длинношеие зауроподоморфы не соответствуют предсказанию с наибольшей вероятностью. Тероподы, группа, к которой произошли птицы, не соответствуют ему с наименьшей вероятностью.
Мелкие скелеты разрушаются быстрее, чем крупные. Поэтому в палеонтологической летописи почти повсеместно недооценено количество мелких животных.
Лечки и Бенсон распределили виды по местам обитания, используя базу данных палеобиологии и опубликованные списки ископаемых. Затем они выбрали два места, где это смещение выражено слабее всего.
В Джехолской группе пород на северо-востоке Китая и в Джадокхтанской формации в Монголии сохранились целые скелеты мелких млекопитающих, ящериц и птиц. Если бы динозавры размером с мышь существовали, именно в этих породах они бы и были обнаружены.
На обоих участках сохранились останки мелких динозавров. Наиболее распространенный вес динозавра в Джадокхте составляет 0,76 килограмма, что близко к тому, что предсказывает формула.
При весе менее 1 кг ни в одном из этих мест не было обнаружено окаменелостей динозавров. Окаменелости млекопитающих и ящериц того же весового диапазона находят в одной и той же породе.
Тела динозавров не объясняют этот пробел. Вместо этого Лечки и Бенсон рассматривают млекопитающих, которые жили бок о бок с динозаврами.
Млекопитающие, жившие в эпоху динозавров, были маленькими и обладали высокой скоростью метаболизма, как и сами динозавры. Авторы исследования утверждают, что эти млекопитающие, возможно, уже использовали пищу, необходимую маленьким динозаврам.
Детеныши более крупных видов динозавров тоже конкурировали бы за него на каждом этапе своего роста, независимо от размера.
Палеонтологи долгое время считали, что именно динозавры удерживали млекопитающих в небольших размерах на протяжении всей эпохи динозавров. Бенсону нравится и обратная точка зрения.
«Мне очень нравится симметрия идеи о том, что ранние млекопитающие, в свою очередь, ограничили размеры динозавров», — сказал он.
Птицы — это динозавры, и птицы нарушили эту закономерность. Вес самой распространенной птицы сегодня составляет 33 грамма, что примерно в 200 раз меньше, чем вес самого маленького динозавра, не являвшегося птицей.
В раннем меловом периоде птицы быстро уменьшились в размерах, как раз в тот момент, когда появился полноценный полёт.
«Учитывая, что птицы — это динозавры, и эта модель сработала для птиц, было довольно удивительно обнаружить, что она не работает для всех остальных динозавров», — сказала Лечки. «Для нас это действительно подчеркивает важность полета в формировании размеров тела современных птиц».
У нелетающих птиц наблюдается эффект, аналогичный эффекту у млекопитающих. На континентах самая легкая нелетающая птица весит 423 грамма, что близко к весу самого маленького динозавра.
На островах хищников и конкурентов среди млекопитающих мало. Там нелетающие птицы достигают размеров, близких к предсказанным формулой.
Идея о соревновании остается лишь гипотезой. Никто не может наблюдать, как юрское млекопитающее и юрский динозавр делят добычу. Вид, который так и не окаменел, тоже нельзя учитывать.
Формула также подразумевает наличие множества видов динозавров того размера, который предсказывают модели. Пока никто не исследовал ни одного из них.
«Самым захватывающим было бы найти в окаменелостях, полностью лишенных млекопитающих, взрослого динозавра размером с воробья или мышь», — сказал Бенсон. «Это стало бы доказательством того, что динозавры могли эволюционировать до крошечных размеров только в отсутствие млекопитающих».
