Доисторическая симфония: как «разговаривали» динозавры

Шипение гусей, крики африканских журавлей во время спаривания, рычание собаки, грызущей веревку, – все это мы слышали в знаменитом фильме «Парк Юрского периода» под видом пугающих криков доисторических чудовищ. Наверное, Стивен Спилберг был бы не против, если бы динозавры и прочие древние твари говорили своими голосами, но…

Олег Макаров

Мир, ушедший в прошлое десятки миллионов лет назад, оставался для нас безмолвным. И нетрудно понять почему. Все, что нам досталось от фауны юрского или мелового периодов, это окаменевшие останки костей, в лучшем случае — полные скелеты. Мягкие ткани фоссилизации не подвержены, и никто никогда не видел желудка, легких, глаз, кровеносных сосудов, мышц какого-нибудь карнотавра или цератозавра. Все это в равной степени касается голосовых связок, гортанных мешков и других некостных структур, которые позволяли древним животным издавать звуки. Но было бы странным, если бы наука не пыталась найти подходы к решению проблемы и все-таки заставить доисторическое прошлое «заговорить».

Рентгеновское сечение

Как известно, голос — это звуковые колебания, образующиеся при прохождении выдыхаемого воздуха через голосовой аппарат. В зависимости от свойств резонаторов они приобретают особый тембр. В качестве резонаторов выступают полости, образуемые костями и мягкими тканями. Чтобы попытаться представить себе, как могли звучать крики ископаемых животных, нам надо знать, что являлось источником колебаний и каковы были свойства резонаторов. Точно так же, если мы хотим смоделировать звук музыкального инструмента, например гитары, придется учесть такие факторы, как материал, длина и толщина струн, форма и размер резонаторного ящика, свойства дерева, из которого изготовлен инструмент, и лака, которым он покрыт.

Симфония криков. Обучавшаяся в Лондоне французская художница Маргрит Умо решила построить роботизированный аналог речевого аппарата афарского австралопитека Люси. Изучая биомедицинскую сторону вопроса, француженка проконсультировалась с доктором Мартином Берчэллом, одним из немногих хирургов в мире, успешно пересадивших гортань. Как рассказал доктор, пациентка, перенесшая операцию, не заговорила голосом донора, а, что удивительно, сохранила свой собственный. Все это означало, что тембр голоса зависит прежде всего от физических параметров потока воздуха, поступающего из легких, и от полостей, выступающих в качестве резонаторов. Следующим шагом стала модель голосового аппарата мамонта. Здесь задача оказалась несколько легче: от мамонтов до нас дошли не только кости, но и мягкие ткани, а кроме того, для изучения доступен голосовой аппарат близкородственных мамонтам слонов. «Речевые роботы» Маргрит Умо (на фото) теперь экспонируются в музеях, например в Музее современного искусства в Нью-Йорке. На основе голосов доисторического мира художница создает своеобразные музыкально-«речевые» композиции. Такую композицию вы сможете услышать на одной из приведенных в статье сонограмм. Другая сонограмма говорит голосом паразауролофа, как его (голос) реконструировали специалисты лаборатории Sandia.

Если говорить о динозаврах, то для палеонтологов, имеющих в распоряжении в лучшем случае окаменевший череп животного, многое остается неизвестным: наличие и свойства голосовых связок, размещение мягких тканей, да и строение самого черепа. Ведь окаменелость — это не кость, а кусок породы, в котором отсутствует биологический материал. Подходы к решению загадки голоса динозавров наметились примерно 20 лет назад, в середине 1990-х. Во-первых, появились первые возможности детального исследования структуры окаменелостей неразрушающим методом — с помощью компьютерной рентгеновской томографии. Во-вторых, родилась идея реконструкции мягких тканей доисторических ящеров по аналогии с их ближайшими родственниками — крокодилами — и их непосредственными потомками — птицами.