Динозавры России. Прошлое, настоящее, будущее - Антон Евгеньевич Нелихов
С раскопа доносится протяжная бурятская песня. Сорока смолкает. Аспирант спускается вниз и показывает находку: на сколе плиты темнеет фаланга кулиндадромея. Духи Кулинды благодарны за угощение.
Золушки мезозоя
Специалист по крокодилиформам и нейробиологии динозавров Иван Кузьмин откидывается на спинку стула и расплывается в улыбке:
– Загадка! Какого динозавра больше всего любят одинокие пожилые женщины?
Болтовня смолкает. У аспирантов и преподавателей становится задумчивый взгляд.
Кабинет, где они сидят, переполнен костями разных форм и обличий. По коробочкам разложены окаменелые позвонки и зубы, на стеллажах белеют пластиковые слепки черепов. За стеклами шеренги книг и в каждой кости: берцовые, шейные, плечевые, челюстные. Черным поленом на компьютерном столе лежит бедро чукотского гадрозавра, такое тяжелое, что не поднять. В нем дырочка, как от иголки: кусочек вырезали для гистологии, чтобы узнать, как жили динозавры в условиях полярной ночи.
В кресле развалился плюшевый стегозавр Августина, на полку облокотился завропод Бомбалео.
Электронный чайник пышет паром. Из стеклянной вазы поднимается гора печенья, присыпанная конфетами.
– Сдаетесь? Этот динозавр называется тридцатькотопс! – смеется Кузьмин, щиплет бороду и со вздохом добавляет: – Мои шутки никто не понимает. Вот у Павла Петровича отличные шутки.
– Спасибо, – кивает хозяин кабинета Скучас.
– Это же шутка! – радуется Кузьмин, и глаза за круглыми очками весело блестят.
Кафедра зоологии позвоночных Санкт-Петербургского университета занимается изучением динозавровых фаун России. Каждый сидящий за столом пытается разгадать тайны поведения или диеты вымерших позвоночных мезозоя, бьется над тем, чтобы понять, как думали крокодилиформы и что жевали якутские стегозавры.
Почти все задачи теперь решают с помощью сложных компьютерных программ. Ушли в прошлое времена, когда палеонтология ограничивалась промерами костей, а чтобы сравнить кость из Саратова с костью из Канзаса, надо было ехать в командировку или просить гипсовый слепок. Сейчас все изучение связано с компьютерами, а цифровые копии костей и скелетов летают по интернету по всему свету.
Полвека назад арсенал палеонтолога ограничивался стальными иглами для препарирования и штангенциркулями, теперь в его распоряжении томографы, сканирующие микроскопы, 3D-принтеры и еще программа «Амира». «Ее цена – 11 тысяч евро, но она стоит этих денег. Если у вас ее нет, вы ничего не сможете», – разъясняет палеонтолог Аверьянов.
«Амира» создавалась для инженеров, но быстро заинтересовала других специалистов. Палеонтологам она позволяет работать с электронными образами костей.
Остатки даже не обязательно извлекать из породы. Можно положить образец в томограф, его прошьет излучением и на выходе получится электронный образ, копирующий не только поверхность, но и все внутренности.
Томографию стараются делать на микротомографе. У обычного медицинского разрешение слабее, его не хватает для изучения деликатных структур вроде нервных полостей или кровеносных сосудов. Микротомограф отличается высочайшей детализацией, но ограничен размерами образца. Крупную кость или череп не засунешь в маленькую коробочку, максимум – десять сантиметров.
Несколько часов окаменелость крутится в мощном луче микротомографа, который прошивает ее со всех сторон. Излучение внутри страшное. Поэтому микротомографы выглядят громоздкими. Рабочая зона у них меньше ладони, а вокруг чуть не метр свинца для защиты от облучения. «Если человека положить в микротомограф, от него ничего не останется. Растает. Как в ядерный реактор окунуть. Зато все его кости отлично снимет», – рассказывает специалист по компьютерной палеонтологии Вениамин Колчанов.
Микротомограф делает с образца три-четыре тысячи снимков-срезов, программа сжимает их в один объект, который весит за сотню гигабайт. Обычные компьютеры зависают, если работают с «электронными» костями, нужны мощные машины. На кафедре шутят, что при попытке повернуть электронный зуб динозавра можно обесточить Санкт-Петербург.
Получившийся на томографии электронный слепок – сырой материал. Теперь в дело вступает «Амира». С ее помощью на каждом снимке выделяют нужные элементы, к примеру, каналы нервно-сосудистой системы. Их вручную обводят мышкой и раскрашивают. Работа муторная, похожа на раскрашивание контурных карт и требует большой усидчивости. На работу с одной небольшой костью может уйти почти месяц.
Тысячи отдельных раскрашенных слайдов «Амира» соединяет в единый образ и превращает в виртуальный конструктор. Все, выделенное на слайдах, объединяется. Тысячи раскрашенных точек становятся лентами нервов или кровеносных сосудов. Их можно вытащить из образа и дотошно изучить.
Благодаря томографии и «Амире» можно разобрать весь череп на кусочки, даже не трогая оригинал. Можно делать совсем невероятные вещи, например, посмотреть, как отпечаталась поверхность мозга на крыше черепа. Если попробовать отпрепарировать для этого подлинный образец и убрать всю породу, то образец погибнет. Томография с «Амирой» позволяет сделать то, что недавно казалось невозможным. Если раньше палеонтологи описывали лишь поверхности остатков, то «Амира» и томограф позволили заглянуть внутрь.
Точность исследований выросла в разы. «Многие динозавры теперь изучены лучше современных животных. Почему? Потому что на современных никто не обращает внимание. Динозавры интереснее», – рассказывает Аверьянов.
По своим технологиям палеонтология уже не сильно уступает ядерной физике, а некоторые особо ценные образцы и вовсе томографируют в коллайдерах.
Но и это еще не все. «Амира» позволяет исправлять деформации, которыми славятся окаменелости. Многие подлинные кости сплющены, как лист в гербарии. Другие свернуты в крендель. Настоящий образец никак не поправишь, а компьютерный – запросто, если в распоряжении есть месяц-другой. В «Амире» вытягивают электронные образы костей в нужном направлении, заделывают сломы, замазывают трещины, располагают кости под нужными углами, добавляют, где надо, зеркальные копии. Работа кропотливая, как реставрация старинной живописи, зато на выходе получается чудо: идеальный череп вымершего животного.
На другом краю России, в Якутске, есть другой кабинет. Он находится в Институте геологии алмаза и благородных металлов (ИГАБМ СО РАН).
Кабинет ветерана якутской геологии и палеонтологии, восьмидесятипятилетнего Петра Николаевича Колосова заполнен не костями, а бумажками. Все поверхности скрыты папками, рукописями и блокнотами, свободного места нет. Бумаг так много, что кабинет кажется заваленным снегом.
Даже стены в бумажках. Крупным почерком Колосова на них выписаны изречения Конфуция, Вернадского, Ломоносова. На одной бумажке: «Человек – самая ничтожная былинка в природе, но былинка мыслящая. Блез Паскаль – франц. математик, физик, философ и писатель». На другой, чуть выше: «Краткость, информативность, прагматизм, мобильность – вот что должно отличать конкурентоспособную научную продукцию. Е. А. Семенова, В. В. Лузгин. 2003». Сбоку – физик И. Р. Пригожин: «Каково влияние информационного общества на индивидуальную креативность?»
