Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах

Такая система работы с воздухом была столь же элегантна, сколь необходима. Имея развитую нервную систему и ведя активный образ жизни, динозавры вырабатывали и расходовали большое количество энергии, которое существенно нагревало их тела. При такой активности необходимо доставлять кислород к нуждающимся в нем тканям настолько эффективно, насколько это только возможно. Двигательная активность приводила к выработке значительного количества избыточного тепла. Воздушные мешки хорошо поглощали и рассеивали его. В этом кроется секрет громадных размеров, которых достигали динозавры – у этих животных было воздушное охлаждение.

Если тело растет в размерах при сохранении формы, то его объем увеличивается гораздо быстрее площади его поверхности[167]. Иными словами, чем больше размеры тела, тем больше соотношение между объемом внутренних и поверхностных тканей. В результате может возникнуть проблема снабжения тела пищей, водой и кислородом, как и проблема удаления отходов и тепла, вырабатываемого в результате жизнедеятельности, – ведь площадь поверхности, через которую происходит обмен, по отношению к объему обслуживаемых тканей неуклонно уменьшается.

Большинство созданий имеют микроскопический размер, так что для них такой проблемы не существует, но стоит вырасти больше типографской точки – и она встанет в полный рост. Решением является, во-первых, развитие специализированных транспортных систем, таких как сосудистая, легкие с системой бронхов и альвеол; а во-вторых – изменение формы и создание увеличенных или запутанных конструкций в качестве радиаторов, от парусов пеликозавров и ушей слонов до сложных лабиринтов в легких, которые, помимо газообмена, выполняют и другую важную роль, активно рассеивая тепло[168].

Млекопитающие, оказавшись в мире без динозавров и получив возможность не ограничиваться размерами барсука, решили эту проблему за счет избавления от волос по мере увеличения размеров тела и потоотделения. Капельки влаги, испаряясь на поверхности тела, забирают необходимое для этого тепло от подкожной сети сосудов, создавая эффект охлаждения. Выдыхаемый из легких воздух тоже уносит с собой тепло, поэтому некоторые особенно мохнатые млекопитающие тяжело дышат, открыв пасть и высунув длинный влажный язык, чтобы охладиться. Самым большим наземным млекопитающим был парацератерий (Paraceratherium) – высокий безрогий носорог с вытянутым телом, живший около 30 миллионов лет, спустя многие миллионы лет после исчезновения динозавров. Его рост был около 4 метров в холке, а вес – до 20 тонн.

Но крупнейшие динозавры были намного, намного больше. У гигантских завропод, таких как один из крупнейших когда-либо существовавших наземных животных 70-тонный 30-метровый аргентинозавр, площадь поверхности была ничтожна в сравнении с объемом тела. И даже изменения формы тела – удлинения шеи и хвоста – было совершенно недостаточно, чтобы справиться с избытком тепла, производимым его громадными внутренностями.

Завроподы были очень большими, но есть эмпирическое правило: у больших животных метаболизм менее интенсивный, чем у мелких, поэтому они не такие горячие. Чтобы согреться на солнце, такому динозавру нужно было очень много времени – но и остывать ему тоже приходилось очень долго, поэтому очень большой динозавр, однажды разогревшись, дальше мог поддерживать такую температуру просто благодаря своим размерам[169].

Впрочем, достижение динозавров все равно спасало их, позволяя вырастать такими огромными. Так как от их легких, самих по себе объемных, расходилась по всему телу система воздушных мешков, эти животные были не такими массивными, как казались – при своих размерах. Воздушные мешки в костях облегчали и скелет. Скелет динозавров – это подлинный шедевр биологической инженерии: кости облегчены до набора полых несущих стоек при абсолютном минимуме ненесущих частей.

Но фокус в том, что роль системы воздушных мешков не ограничивалась отведением тепла из легких. Они забирали тепло непосредственно от внутренних органов, так что отпадала необходимость сначала переносить его с током крови в легкие, теряя по пути часть и усложняя тем самым задачу. Наиболее выгодно это было для печени – органа, вырабатывающего очень много тепла, который у крупного динозавра достигал размеров автомобиля. Воздушное охлаждение внутренностей динозавров было более эффективным, чем жидкостная альтернатива млекопитающих[170]. Благодаря этому динозавры смогли достичь гораздо больших размеров, чем млекопитающие, не сварившись при этом заживо.

Так что аргентинозавр в гораздо меньшей степени был громоздким бегемотом, чем легко ступающей четвероногой нелетающей… птицей. Ведь именно птицы – наследники динозавров – обладают таким же облегченным скелетом и особым строением тела, таким же быстрым обменом веществ и такой же системой воздушного охлаждения. И все эти приспособления чрезвычайно полезны для полета – занятия, требующего легкой прочной рамы.