Почти двести лет палеонтологи изучают кости динозавров и многое знают о строении, развитии и поведении взрослых животных. Но вопросы их размножения и родительских инстинктов долгое время оставались без ответа. Ситуация изменилась, когда ученые обнаружили окаменелые яйца ящеров, рассмотрели микроструктуру их скорлупы и даже увидели внутри яиц скелеты маленьких динозавров.
Сегодня раскопаны десятки гнезд, сотни кладок яиц на территории Монголии, Китая, США, Канады, Индии, Франции и Испании. Единичные гнезда динозавров найдены в Южной Америке, Румынии, в Корее и Южной Африке, в Киргизии и Узбекистане. Окаменелые следы размножения динозавров не найдены лишь в Австралии и Антарктиде. Среди всех этих «сокровищ» настоящей редкостью можно назвать яйца с эмбрионами. Несколько таких экземпляров обнаружено в США, Канаде, Монголии и Китае.
Кто их снес? Это первый вопрос, который занимает палеонтолога, нашедшего окаменелые скорлупки. Ведь наличие рядом костей какого-либо динозавра еще не означает, что эти яйца снес именно он. Ящер мог оказаться там случайно или, напротив, умышленно — чтобы разорить чужое гнездо.
До недавнего времени определения «материнства» носили гипотетический характер, но сейчас массовых гнездовий и костей из того же слоя найдено достаточно, чтобы проводить сопоставления. Так, на сегодняшний момент «опознаны» все известные группы яиц, и у исследователей появились методы, чтобы установить, какой именно динозавр их отложил, даже в том случае, если рядом не найдено костей. Главное — найти скорлупу. По ее виду и структуре можно сказать, динозавр какой группы снес те или иные яйца. Единственные ящеры, чьи кладки пока не найдены, — это стегозавры и панцирные динозавры.
Оболочка динозавровых яиц была твердой, известковой, пронизанной множеством пор, образующих внутри скорлупы систему каналов, по которым эмбрион получал кислород и избавлялся от углекислого газа. Через те же поры испарялись и избытки влаги, необходимой для нормального развития тканей зародыша. Примечательно, что параметры «вентиляционной системы» скорлупы (число и плотность расположения каналов, их диаметр) были «подогнаны» под конкретные условия развития яиц. Благодаря этому ученые с большой точностью могут рассчитывать условия инкубации динозавровых яиц. Зная влажность, на которую рассчитана скорлупа, можно уверенно говорить о том, где располагались яйца — в подземной «камере», на куче растительности или в гнезде птичьего типа. Здесь, вне сомнения, помогает аналогия с особенностями гнездования современных рептилий и птиц.
Теперь мы знаем, что ящеры обращались с кладками яиц по-разному. Одни охраняли будущее потомство, другие зарывали кладку в землю и больше к ней не возвращались. Выделяют три основных типа кладок у динозавров. Зауроподы, самые крупные из ящеров, зарывали свои кладки в грунт на песчаных пляжах. Судя по тому, что их кости редко находят непосредственно у гнезд, вряд ли они заботились о своем потомстве. Напротив, гадрозавры, или утконосые динозавры, демонстрировали более сложное родительское поведение: они образовывали настоящие гнездовые колонии, совместно охраняли гнезда и заботились о новорожденных. Похожим образом вели себя протоцератопсы и прочие рогатые динозавры. Хищные динозавры, или тероподы, тоже заботились о потомстве, но несколько иначе. Они сооружали большие гнезда из растительного мусора и, возможно, выкармливали своих новорожденных.
В 1995 году американские палеонтологи откопали в Монголии уникальный экземпляр: целый скелет овираптора, небольшого хищника, сидящего на собственном гнезде в позе «наседки». В кладке находилось около 15 яиц, некоторые содержали внутри скелеты эмбрионов. Находка взбудоражила научный мир, вызвав к жизни массу предположений о том, что же на самом деле делал овираптор на гнезде. Если сделать предположение, что он насиживал яйца, то тогда следует признать теплокровность рептилии. Но твердых доказательств этого нет. Может, он просто отдыхал? Кто-то высказал мнение, что подобная поза ящера — игра природы, следствие смещения земных пластов и костей. Большинство же специалистов сходятся в предположении, что самка, скорее всего, охраняла свою кладку. Проанализировав поровые каналы скорлупы, ученые рассчитали те условия, в которых должны были развиваться яйца с эмбрионами овираптора. Оказалось, что кладка могла быть зарыта во влажную смесь из почвы и разлагавшихся растений, и яйца созревали внутри «трухи» при повышенной концентрации водяных паров и углекислого газа, как это происходит у многих крокодилов.
Вопросы эмбрионального развития и родительских инстинктов динозавров находятся сейчас на переднем крае научных исследований. Благодаря огромному массиву полевых материалов, математическим методам и современным технологиям ученые ожидают в скором времени новых открытий в этой области палеонтологии. Без знания того, как размножались динозавры, невозможно до конца понять важнейшие черты их биологии и разгадать тайну происхождения птиц.
На закате мезозоя на территории, где расположены ныне Скалистые горы штата Монтана, плескалось неглубокое море с островами. Один из клочков суши облюбовало большое стадо утконосых динозавров — майазавров (что значит «мать ящера»). Беременные самки держались вместе, колонией, они усаживались недалеко друг от друга, рыли в грунте ямы и откладывали до двух десятков небольших округлых яиц с тонким ячеистым узором на поверхности. Лапами и хвостом они нагребали перегнивающую листву и прочий растительный «мусор» в яму, устраивая настоящий инкубатор — смесь почвы и перегноя, вероятно, поддерживала в гнездовой камере постоянную температуру, необходимую для нормального развития зародышей. Все время созревания яиц родители охраняли гнезда, а вылупившиеся детеныши становились предметом заботы всей колонии.
Когда песчаный берег реки хорошо прогрелся, к нему вышли самки гипселозавров — 10-тонных травоядных гигантов с длинной шеей. Каждая из самок отложила по нескольку десятков округлых яиц вдоль береговой линии, причем она не свалила их в одну яму, а зарыла в грунт небольшими порциями, чтобы зародышам было легче дышать в бескислородной среде. Забросав свои кладки песком, «мамаши» ушли и больше не возвращались к ним. Через несколько недель из яиц вылупились детеныши и устремились к воде — наиболее безопасному для них месту, где они могли прокормиться и быстро нарастить массу тела. Тысячи бегущих по пляжу динозавриков, должно быть, представляли собой легкую добычу для крупных ящериц и околоводных птиц — душераздирающее зрелище. До воды добегал лишь десяток-другой. Гипселозавры населяли территорию Центральной Европы в конце мелового периода. По размерам они немного уступали таким гигантам, как диплодоки и брахиозавры, и их яйца — одни из самых крупных динозавровых яиц, найденных на сегодняшний день. Округлые, диаметром 20—30 см и объемом до двух литров, гипселозавровые яйца обнаружили еще в 1869 году на юге Франции, но тогда ученые сошлись на том, что найденная скорлупа принадлежит гигантским черепахам. Позже в Провансе нашли многие десятки крупных яиц, а рядом с ними всегда лежали кости гипселозавров. Микроскопические исследования подтвердили, что эта окаменелая скорлупа не птичья и не крокодилья, а динозавровая. Скорлупа сплошь испещрена сетью поровых каналов, которые занимают почти половину всей площади яйца. Такая особенность скорлупы присуща рептилиям, которые зарывают свою кладку в перенасыщенный парами воды песок или гравий недалеко от воды, подобно современным морским черепахам.
Пустыня Гоби, известная сегодня суровыми климатическими условиями, в мезозое представляла собой озерный край с субтропической растительностью и полноводными реками. На песчаных пляжах рядом с зарослями болотных кипарисов, где паслись протоцератопсы, откладывали яйца черепахи и ящерицы, здесь же гнездились небольшие птицы гобиптериксы. Сюда наведывались поохотиться овирапторы — небольшие динозавры, которые, скорее всего, вели одиночный образ жизни и образовывали пары только в период размножения. Когда наступила пора выводить потомство, семья овирапторов нашла местечко близ водоема, где не было проблем с пищей. Несколько дней самка устраивала гнездо: сгребала длинными когтистыми лапами почву вместе с растущими на ней травами, пока не образовалась большая, около метра высотой, куча. Затем она заползла на вершину и долго топталась, создавая углубление. Медленно поворачиваясь вокруг, самка отложила веер вытянутых яиц, а поверх него — другой. Всего она снесла около трех десятков яиц, у всех — скорлупа со сложным орнаментом из ребрышек и бугорков. Теперь паре предстояло заботиться о будущем потомстве — защищать гнездо от крупных ящериц и перегрева. Родители по очереди взбирались на вершину кучи, укрывая кладку от прямых солнечных лучей своим телом. Когда в гнезде появились крохотные динозаврики, у овирапторов начались новые заботы — помимо охраны гнезда и поисков пропитания для себя им предстояло кормить вечно голодных «птенцов». Кто-то из родителей уходил на охоту в ближайшие заросли и возвращался с небольшой ящерицей, яйцом протоцератопса или найденным в воде моллюском, которого без труда мог разгрызть своими сильными челюстями. Со временем детеныши подрастут и смогут следовать за родителями. Несмотря на защиту со стороны взрослых, часть их погибнет в песчаных бурях или угодит в лапы других хищников. Когда-нибудь построить собственное гнездо смогут только самые сильные и удачливые.