Глядя на скелет кошки, могли бы вы вообразить, как она будит вас мяуканьем по утрам, дерет шторы или залезает в коробку? Легко заметить, что между костями зверька и его поведением лежит огромная пропасть
Чтобы понять поведение, нужно изучить мозг животного: центральную нервную систему и органы чувств. Изучением мозга динозавров занимается наука палеонейробиология.
Логично предположить, что динозавры, как и другие позвоночные животные, получали информацию от органов чувств, а их мозг работал как командный центр, который на основе этой информации принимал решения и направлял сигналы в другие органы.
Но как проверить эти догадки? Ведь мозг и органы чувств — мягкие ткани. После смерти животного они быстро разлагаются. Известно лишь несколько случаев, когда окаменевший мозг сохранился в палеонтологической летописи.
Чтобы изучить мозг динозавров, палеонтологи рассматривают слепки из полости — эндокасты. Первые исследования в этой области начались еще в XIX веке и базировались на штейн-кернах — природных слепках, которые получаются естественным путем, когда в мозговую полость попадают разные песчинки и другие минералы. Случается, что кости разлагаются из-за кислой окружающей среды, а слепок сохраняется.
Изучить эволюцию мозга даже в одной группе динозавров по таким редким находкам было невозможно. Ученые могли представить кусочек мозга одного вида, кусочек другого, внутреннее ухо третьего, но у них не было цельной картины. Поэтому палеонтологи начали делать слепки самостоятельно: брали мозговую коробку динозавра, распиливали пополам и заливали латексом — он застывал, и слепок доставали. Естественно, при этом повреждались ископаемые образцы.
Прорыв в палеонейробиологии связан с применением компьютерной томографии. Сегодня ископаемые образцы сканируются на томографе. Ученые получают сотни, а то и тысячи черно-белых снимков — томограмм. Каждую томограмму изучают и в специальной программе обводят границы полостей, а затем на основе этих пикселей создают и распечатывают трехмерную модель.
Насколько эндокаст соответствует реальному органу? Тут на помощь приходит исследование современных родственников динозавров: крокодилов и птиц. Ученым известно, что в мозговой полости крокодила, помимо самого мозга, есть и другие ткани. Это и кровеносные сосуды, и мозговые оболочки. У взрослых крокодилов они могут заполнять до 60–70% полости. Тем не менее, даже у крокодилов эндокаст достаточно точно передает анатомию головного мозга. А у птиц это практически стопроцентное сходство.
Все знают, что у динозавров были маленькие мозги. Например, мозг бисектипельты весил около 10–12 граммов — для трехметрового животного это немного. Но это сравнимо с мозгом современного крокодила — около 9 граммов.
Тираннозавр Рекс обладал крупным мозгом: по разным оценкам, от 200 до 350 граммов. Для сравнения, мозг среднестатистического человека весит около 1,5 кг. Мозг собаки — обычно не более 100–110 граммов
Есть важная корреляция между массой организма и мозга — она называется коэффициентом энцефализации. Если мы пересчитаем 200 граммов мозга на примерно 8 тонн веса тираннозавра и 100 граммов мозга собаки на несколько десятков кг, то пропорция получается разная. Коэффициент энцефализации большинства нептичьих динозавров, скорее, сходен с таким же коэффициентом у рептилий. И он меньше, чем у птиц и млекопитающих.
Исходя из этого коэффициента мы можем сделать некоторые выводы о том, насколько сообразительными были ящеры. Если у крокодилов коэффициент энцефализации около 1, то у птиц он 6 — у них маленькая масса и увеличенный мозг. У гигантских зауроподов и анкилозавров коэффициент меньше, чем у современных рептилий. Говоря простыми словами, динозавры были глупее, чем крокодилы.
А вот у орнитоподов — утконосых динозавров — была тенденция к увеличению мозга. Динозавры, кости которых мы находим рядом с костями детенышей, скорее всего, заботились о потомстве. И у них мы наблюдаем увеличение мозга относительно массы тела.
Логично предположить, что наиболее умными среди динозавров были хищники — тероподы. У птиц и крокодилов есть игровое поведение, они могут использовать какие-то приспособления для охоты и жизнедеятельности. Как минимум тероподы могли вести себя подобным образом.
Можно сказать, что самый умный динозавр, ископаемый велоцираптор, был умнее современного крокодила, но глупее страуса
На основе эндокастов палеонтологи строят догадки и об органах чувств вымерших животных. Чтобы понять, каким нюхом обладал динозавр, ученые вычисляют «обонятельный коэффициент» — сравнивают размеры обонятельных луковиц той части, которая отвечает за обоняние, и больших полушарий.
У тираннозавра самые большие обонятельные луковицы относительно размеров его мозга и больших полушарий. У панцирных динозавров обонятельный коэффициент тоже довольно высокий, примерно 50-60%. Вероятно, эти динозавры лучше нюхали, чем думали.
О подвижности и координации животного многое расскажет устройство мозжечка. Например, он хорошо выражен у птиц. Чем более развит вырост мозжечка — флокулюс, тем подвижнее животное. У четвероногих панцирных динозавров клочка мозжечка не видно, он очень маленький, скорее всего, за пределы самого мозга не выходил. У тираннозавра флокулюс был довольно развитым,выходил за пределы самого мозжечка и отпечатывался на его эндокастах.
Внутреннее ухо дает нам представление об остроте слуха. Чем больше его нижняя часть, улитка, тем более разнообразный спектр звуков может слышать животное. Например, у людей улитка настолько длинная, что если бы ее размотали, она не поместилась бы в черепе.
Среднестатистический человек в юности, до 20 лет, слышит звуки в диапазоне от 20 до 20 000 герц. Летучие мыши выходят за этот диапазон — они слышат ультразвуки, которые мы не воспринимаем. Скорее всего, динозавры слышали низкие частоты — от 100 до 3000–5000 герц. Они бы услышали нашу речь, но не писк комара
При переходе от динозавров к птицам, терялось значение обоняния, но увеличивалась важность зрительных и координационных центров и в общем больших полушарий, которые отвечают за сообразительность. Сравнивая эндокасты родственных форм, мы можем понимать, как в той или иной эволюционной линии изменялся мозг и как это сказывалось на биологии самих животных.
