Я ИДУ НА УРОК

М.ОМАРОВ,
учитель биологии.

Экспедиция в «Затерянный мир»

Урок-игра

При подготовке мероприятия учащимся предлагается прочитать роман Артура Конан Дойла «Затерянный мир». Должно быть подготовлено также большое количество иллюстративного материала: плакаты, иллюстрирующие эволюцию органического мира, изображения различных древних пресмыкающихся.

Месторасположение, очертания, размеры и другие особенности «затерянного мира» оговариваются учителем, который рисует на доске или на отдельных листах бумаги карту. «Путешествие» предполагает остановки для выполнения заданий. Переходить к следующему заданию можно, только выполнив предыдущее и сдав результат учителю.

Класс делится на три группы, в состав каждой из которых входят «палеонтолог», «эколог», «художник» и «журналист». Каждая группа выбирает свой маршрут, и ее работа должна в конечном итоге позволить подготовить развернутый ответ на один из следующих проблемных вопросов.

1. Возможно ли существование «затерянного мира»?

2. Какова могла бы быть судьба «затерянного мира», обнаруженного в наше время? (Создание биосферного заповедника, национального парка, зоопарка.)

3. Возможно ли одновременное существование человека и динозавров?

Вопросы задания

1. Прочитайте отрывок из фантастического романа Адама Клайда «Динозавр», в котором рассказывается о том, как одному миллионеру удалось получить яйца хищных динозавров, а затем вывести из них взрослых животных:

«Надеюсь, из всех четырех яиц появятся маленькие здоровенькие тарбозавры, – продолжал объяснять Пенворд с таким выражением лица, какое бывает у женщины, ожидающей ребенка, – два самца и две самки. Когда они достигнут взрослого возраста, мы получим потомство естественным путем.
– Динозавры будут размножаться у вас в зоопарке? Но динозавр – это не дикая кошка, он несколько превосходит ее в размерах. Где вы собираетесь их содержать? И как долго вам удастся сохранить это в секрете?
– Уверен, что довольно долго. Мы не станем содержать их здесь. Мы их транспортируем в Кению. У меня есть фермы в Африке. На этом материке много мест, куда я могу поместить своих питомцев. Все дело заключается в деньгах, мистер Паскаль, они решают все проблемы. Правительства многих африканских стран ждут от меня благодеяний.
– Но я не понимаю…
– Меня также интересуют Австралия, Канада, Новая Зеландия. Там есть обширные и уединенные территории. Они идеально подходят для того, чего я хочу.
– Но что же вы хотите, мистер Пенворд? – спросил Паскаль, с ужасом предугадывая ответ.
– Я намериваюсь восстановить справедливость. Я выпущу динозавров на свободу в тех странах, которые я вам перечислил. И тогда все увидят, кто выживет: млекопитающие, человек или динозавр. Все это я собираюсь проделать в ближайшее время, и нет такой силы, которая меня остановит».

Составьте экологический прогноз: подумайте, к каким возможным последствиям мог бы привести подобный эксперимент по расселению крупных хищных динозавров в малонаселенных местах земного шара; проанализируйте различные варианты последствий этого проекта.

2. Прочитайте отрывки из научно-фантастических произведений и определите, о каких доисторических животных в них идет речь.

Артур Конан Дойл, «Затерянный мир»: «Со следующей страницы альбома на меня глянуло нечто необычное. Такое чудовище могло возникнуть только в видениях курильщиков опиума или в бреду горячечного больного. Голова у него была птичья, тело, как у непомерно раздувшейся ящерицы, волочащийся по земле хвост щетинился острыми иглами, а изогнутая спина была усажена высокими шипами, похожими на петушиные гребешки…»

И.А. Ефремов, «Тень минувшего»: «Никитин подвел Мириам к глыбе, и удивленная девушка увидела на ее поверхности распластанный скелет огромного ящера. Он лежал на боку, подвернув длинный хвост и скрестив тяжелые задние лапы… Череп чудовища около двух метров длины, на затылке переходил в огромный костяной воротник, усаженный тупыми шипами. Над глазами торчали два длинных, косо направленных вперед рога, третий рог сидел на носу, а морда оканчивалась клювом…»

И.А. Ефремов, «Тень минувшего»: «Над отливающей тенью плитой ископаемой смолы встал откуда-то из ее черной глубины гигантский зелено-серый призрак. Громадный динозавр замер неподвижно в воздухе, над верхним краем обрыва, вздыбившись на десять метров над головами остолбеневших людей. Чудовище высоко несло свою горбоносую голову; большие глаза тускло и мрачно смотрели куда-то вдаль; безгубая широкая пасть обнажала длинный ряд загнутых назад зубов. Спина животного, слегка согнутая, спадала в невероятно мощный хвост, подпиравший динозавра сзади. Огромные задние лапы, согнутые в суставах, не уступали по мощности хвосту, подобные двум колоннам, трехпалые, с широко распластанными пальцами, вооруженными кривыми исполинскими ногтями. И почти под шеей, над наклонно нависшей над землей передней частью туловища, нелепо и беспомощно торчали две тонкие когтистые передние лапы, такие крошечные по сравнению с гигантским туловищем и головой…»

В.А. Обручев, «Плутония»: «Животное только на первый взгляд напоминало носорога, так как обладало маленьким рогом на переносице. Пара же рогов, возвышавшихся на лбу и направленных вперед, придавало ему сходство с некоторыми быками… Голова по сравнению с туловищем была непропорционально велика, достигая чуть ли не двух метров в длину; задняя часть черепа расширялась в плоский и широкий гребень… Передние ноги были значительно короче задних, так что животное двигалось, высоко подняв свой крестец. Массивное туловище было покрыто панцирем из круглых пластинок, более крупных на спине и боках, мелких на крестце, ногах и брюхе. Туловище оканчивалось недлинным, но толстым хвостом, который служил опорой для задней части тела. От конца морды, представляющей острый клюв, до начала хвоста животное имело около 8 метров…»

В.А. Обручев, «Плутония»: «Молодой ящер был ростом выше человека; его неуклюжее тело покоилось на толстых и длинных ногах и толстом, в конце сразу утолщавшемся, хвосте; передние ноги были коротки и имели по пять пальцев с небольшими острыми когтями, тогда как на задних было по три пальца с большими, но тупыми когтями. По всему складу тела было очевидно, что животное предпочитало вертикальное положение тела горизонтальному, так как при последнем его задняя половина поднималась значительно выше передней. Голова была большая, довольно противного вида, с обвисшими мясистыми губами и маленькими глазками…»

В.А. Обручев, «Плутония»: «Животное достигало восьми метров в длину и четырех в высоту. Передние ноги были значительно короче задних, и массивное туловище было наклонено вперед, оканчивалось поразительно маленькой головой, похожей на голову ящерицы. Вдоль спины тянулись двумя рядами щитки, или пластинки, торчавшие вверх и несколько вбок, подобно крышкам. Четыре пары самых крупных поднимались над туловищем, три пары маленьких – над толстой шеей и две пары над хвостом… Хвост нес три пары шипов пониже пластин, голая морщинистая кожа чудовища была кое-где усеяна бородавкообразными возвышениями, более многочисленными на шее и голове и более редкими на туловище и хвосте…»

3. Проанализируйте филогенетическое древо архозавров; подумайте, почему из всех многочисленных потомков текодонтов только крокодилы смогли преодолеть «роковой» для всех остальных архозавров рубеж мелового периода и дожить до современности.

4. В некоторых местах земного шара палеонтологам случалось находить скопления (иногда в огромных количествах) скелетов и отдельных частей динозавров в одном месте. Как будто динозавры специально приходили в это место умирать на протяжении многих веков. Одно из таких скоплений костей динозавров найдено в Сахаре, в районе Агадеса. Его красочно описывает итальянский журналист Сандро Оттоленги: «Прямо перед нами, на верхушке дюны, лежала десятиметровая змея. Чуть дальше шли целые гряды, сложенные, как казалось издалека, из простых камней. Голубые, синие, лазоревые камни – на самом деле кости, скелеты. Та десятиметровая змея тоже была скелетом. За ней виднелся необыкновенных размеров череп, вросший в песок и камни, по соседству – десятки, сотни зубов. Все окружающее производило колдовское, фантастическое, ошеломляющее разум впечатление. Вот хвост доисторического чудовища, извивавшийся в последнем конвульсивном движении, вот ребро, кажущееся ветвью могучего дерева, вот какие-то непонятные с первого взгляда кости – голубые, пугающих размеров… Кладбище простирается дальше, чем видит глаз. Сюда, чтобы умереть, пришли динозавры, здесь они прошли последние метры своего долгого отчаянного марафона. Откуда они бежали?»

Выскажите свое предположение: откуда бежали эти тысячи животных, чтобы умереть всем в одном месте? Да и бежали ли вообще? Выдвиньте и обоснуйте свою гипотезу появления в пустынях Сахара, Гоби и других местах земного шара массовых захоронений доисторических животных.

5. Прочитайте отрывок из научно-фантастического романа Артура Конан Дойла «Затерянный мир»: «Подкравшись к лорду Джону, мы заглянули вниз. Перед нами зияла глубокая котловина, вероятно, один из тех небольших кратеров, каких много на плато. На дне этой котловины, ярдах в ста от того места, где мы лежали, за кромкой камыша поблескивали подернутые зеленью стоячие лужи. Место было мрачным само по себе, но, глядя на его обитателей, мне невольно вспомнились сцены из седьмого круга Дантова «Ада» из «Божественной комедии». Здесь гнездились птеродактили – сотни и сот-ни птеродактилей! Котловина так и кишела ими – детеныши ползали у воды, а отвратительные мамаши высиживали на отмели яйца в твердой желтоватой пленке. Вся эта копошащаяся, бьющая крыльями масса ящеров сотрясала воздух криками и распространяла вокруг себя такое страшное зловоние, что у нас тошнота подступала к горлу. А повыше, каждый на своем камне, восседали огромные серые самцы, похожие на огромные иссохшие чучела, восседали совершенно неподвижно, как мертвые, и только поводили налившимися кровью глазами да изредка щелкали клювами вслед пролетавшим стрекозам. Их гигантские перепончатые крылья, согнутые в предплечьях, были прижаты к бокам, и от этого в облике их мне мерещилось что-то человеческое: они напоминали старух, кутающихся в мерзкие, цвета паутины шали, из которых выглядывали только хищные птичьи головы. Считая и больших, и маленьких, в котловине было не меньше тысячи этих гнусных тварей».

Представьте на мгновение, что это именно вы являетесь очевидцем и автором этих строк; продолжайте наблюдать и опишите образ жизни птеродактилей, а также экологическую ситуацию, возникавшую в местах их массового гнездования.

6. Незадолго до конца эпохи динозавров появились мелкие, ходящие на двух конечностях ящеры стенонихозавры. Размеры их головного мозга, а следовательно, и способность к сложному поведению, были сопоставимы с таковыми у предков обезьян и возрастали столь же быстро. Однако стенонихозавров постигла участь всех остальных динозавров: они вымерли, не оставив потомков. Канадский палеонтолог Д.Рассел высказал предположение, что в случае их дальнейшей эволюции стенонихозавры со временем стали бы разумными существами и еще задолго до появления человека заняли бы господствующее положение на планете. Предположите, какие изменения должны были произойти во внешнем облике этого «дино сапиенса», и попытайтесь на основании этого нарисовать его внешний вид. Какая судьба ожидала бы млекопитающих в целом и предка человека в частности при дальнейшей эволюции стенонихозавров?

7. Некоторые ученые предполагают, что животные, у которых нет врагов, обречены на вымирание. Выскажите свою точку зрения на эту проблему, используя знания об образе жизни динозавров.

8. Известный американский палеонтолог Джон Остром предположил, что некоторые динозавры были теплокровными животными. Попытайтесь поддержать или опровергнуть эту гипотезу, учитывая, что многие динозавры передвигались на задних конечностях (сердце находилось значительно ниже головы), но в то же время они имели очень большие размеры, что способствовало сохранению тепла организмом.

9. Внимательно прочитайте приведенные ниже отрывки из книги известного палеонтолога академика Ю.А. Орлова «В мире древних животных» и вставьте в текст подходящие по смыслу фразы.

«Игуанодоны были, видимо, приспособлены к обитанию во влажных, богатых растительностью местах, которые, возможно, могли служить убежищем для многих растительноядных динозавров, лишенных сильных защитных средств. Отпечатки задних, снабженных копытами и плавательными перепонками лап игуанодонов говорят о приспособленности этих животных к … У игуанодонов нет особых защитных средств, это также побуждает предполагать, что игуанодоны должны были бы обитать в местах, где легко прятаться от хищных динозавров, типично «сухопутных» по строению конечностей. Такими местами могли быть … , где игуанодоны могли находить и корм, и убежище».

«Коснемся двуногого способа хождения утконосых и всех хищных динозавров. Существует предположение, что он первичен у всех древних динозавров, и что часть их вернулась впоследствии к передвижению на четырех ногах. Причина двуногости, возможно, заключалась в приспособлении этих животных к жизни среди … Главный орган чувств динозавров и вообще пресмыкающихся и птиц – … (а не обоняние, столь важное для млекопитающих). Высоко поднятая при двуногом передвижении голова была удобна для … и хищному динозавру, и прятавшемуся от него растительноядному».

10. Динозавры и млекопитающие жили одновременно на планете 140 млн лет тому назад. По сведениям американского ученого Д.Рассела, в самых верхних слоях мезозоя в Северной Америке насчитывалось 34 рода динозавров и 29 родов млекопитающих, т.е. их было почти поровну. Предположите, какие взаимоотношения могли быть между динозаврами и древними млекопитающими в мезозойскую эру.

11. Ч.Дарвин говорил о том, что, если мы захотели бы понять, отчего вымер вид, необходимо было бы знать, как он жил и чем питался. В конце мезозойской эры на Земле широко распространились покрытосеменные растения. Они лучше, чем голосеменные, были приспособлены к более холодному и сухому климату того времени и вскоре заняли господствующее положение на суше. Английский ученый Т.Суэйн выдвинул гипотезу «химической агрессии покрытосеменных растений», суть которой заключается в том, что динозавры (травоядные, а вслед за ними и хищные) вымерли, не сумев приспособиться к высокому содержанию алкалоидов и других токсичных для позвоночных веществ в новой растительной пище. Составьте пищевые цепи конца мелового периода, включив в них как папоротникообразные и голосеменные, так и цветковые растения, а также различные экологические группы динозавров, и проанализируйте возможные изменения, происходившие в биоценозах, согласно гипотезе Т.Суэйна.

12. В Бандере (шт. Техас, США) были найдены в глине отпечатки следов по меньшей мере 23 бронтозавров. Глина, окаменев, сохранила их в неизменном виде до наших дней. Исследования показали, что все отпечатки были сделаны одновременно. Более крупные следы располагались по краям, а более мелкие – ближе к центру. Предположите, какие выводы об образе жизни бронтозавров должны были сделать на основании этих фактов ученые.

13. В отрогах хребта Каратау в 80 км от Чимкента палеонтологом А.Шаровым были найдены останки рамфоринха – летающего ящера, обитавшего 140 млн лет назад. Самое удивительное, что на них были хорошо заметны остатки волосяного покрова. Длина волосков варьировала от 4 до 7 мм.
Предположите, к какому выводу должны были прийти ученые на основании этого факта.

14. В произведениях искусства народов Центральной Азии часто встречаются изображения драконов. Их облик, по мнению ученых, схож с обликом давно исчезнувших с лица Земли животных. Если отбросить возможность реальной встречи человека с живыми динозаврами, то как можно с научной точки зрения объяснить появление вымерших ящеров в образах, созданных рукой человека?

15. В желудках окаменелых останков плезиозавров часто обнаруживают камни (иногда до сотни штук) размером до 10 см в диаметре. Как известно, питались плезиозавры моллюсками и рыбой. Какое назначение могли иметь камни в желудках плезиозавров? Выдвиньте и обоснуйте свою гипотезу.

16. Известный французский палеонтолог Ж.Кювье в начале XIX в. дал подробное описание множества вымерших животных и изложил свою точку зрения на причины их гибели. По его мнению, каждый геологический период имел свой животный мир, обособленный от предшествующего и последующего. Кювье считал, что между разными формами органической жизни не было эволюционной преемственности. Жизнь в конце каждого периода уничтожалась некоей катастрофой, а затем возникала заново. Сама идея катастроф получила широкое распространение. В 1849 г., палеонтолог Орбиньи насчитал в истории Земли 27 подобных эпох. В частности, одна из подобных катастроф могла произойти в конце мелового периода и стать причиной гибели динозавров. Вот примерный перечень катастроф, на основе которых ученые пытаются строить свои предположения:

– взрыв звезды, расположенной недалеко от Земли;
– глобальная эпидемия (эпизоотия);
– слишком высокое содержание в атмосфере кислорода (следствие перепроизводства его растениями);
– резкое охлаждение Океана вследствие катастрофического сползания в него гигантских масс льда в полярных областях;
– столкновение Земли с астероидом диаметром свыше 10 км.

Выберите наиболее реальную, на ваш взгляд, гипотезу и попытайтесь обосновать ее или, напротив, опровергнуть.

17. Экспедицией И.А. Ефремова в пустыне Гоби были найдены три когтя неизвестного вида динозавров размером по 60 см (а учитывая покрывавший коготь роговой чехол – 90 см). Расчеты показали, что при обычных пропорциях общая длина хищника с такими когтями должна была быть не менее 40 м. Подумайте, мог ли существовать в природе подобный гигант? Как еще можно объяснить факт нахождения таких огромных когтей?

18. Берт Лестор Тейлор, житель Чикаго, сочинил занимательное стихотворение о стегозавре.

Мозгов был двойной комплект
И они занимали такие места:
Один в голове, как у всех,
Другой – у начала хвоста.
Этот зверь мог сказать о себе самом,
Что всегда он был крепок задним умом.

Поясните, что хотел сказать автор.

19. Известно, что толщина лобной кости у стегоцероса (растительноядный динозавр) достигала 8–10 см. Предположите, какую роль могла играть такая толстая черепная коробка у этого ящера.

20. Хищный ящер диметродон носил на спине «парус», образованный длинными остистыми отростками позвонков и натянутой между ними кожей. Он возвышался на 1,5 м. Английские физики Брамбелл и Феллгетт после математических расчетов пришли к выводу о том, что «парус» диметродона – солнечный аккумулятор. Поворачивая его боком к солнцу, ящер собирал инфракрасные лучи. Тепло шло на обогрев всей рептилии. Подумайте, как должен был действовать «парус» в сильную жару и ночью, когда температура воздуха опускалась.

Ответы

2. По порядку: стегозавр, трицератопс, тираннозавр, трицератопс, игуанодонт, стегозавр.

4. Кладбища окаменевших костей образовались, вероятно, в устьях рек, куда тела мертвых рептилий сносило течением. Там скелеты накапливались в течение тысячелетий, постепенно заносились илом и окаменевали.

7. Такие животные не подвержены воздействию естественного отбора, некому уничтожить уродов и нежизнеспособных потомков, и они плодят себе подобных, передавая им летальные гены. Поэтому они со временем обречены на вымирание. С другой стороны, такая ситуация достаточно редка в природе, т.к. детеныши даже самых крупных животных уязвимы для хищников, а среди взрослых особей к отбору может приводить конкуренция и иерархические отношения. В отношении отдельных видов такое объяснение допустимо, но следует помнить, что разные группы крупных динозавров существовали на Земле на протяжении очень длительного времени.

8. Голова многих хищных динозавров находилась значительно выше сердца. При таких условиях для обеспечения хорошего кровоснабжения, особенно в стрессовых ситуациях (погоня, схватка с жертвой), необходим был очень мощный кровяной насос. А работа последнего невозможна без усиленного обмена веществ в организме (такого, как у теплокровных животных). Но в то же время гигантские размеры многих динозавров помогали им сохранять тепло. Поэтому многие ученые предполагают, что динозавры не были истинно теплокровными животными.

9. По порядку: хождению по топким грунтам; заросли вокруг болот, на побережьях озер; обильной и высокой растительности; зрение; ориентировки среди высокой растительности.

12. Предполагается, что бронтозавры и другие крупные растительноядные динозавры жили стадами; при передвижении стада по краям шли наиболее мощные самцы, обеспечивая защиту самок и молодняка, которые держались в середине.

13. Волосы сохраняют тепло. Можно предположить, что эти летающие ящеры были теплокровными животными.

14. Ученые предполагают, что основой для подобных произведений искусства послужили кости реальных ископаемых животных, в изобилии встречающихся в пустыне Гоби, Южном Китае и Центральной Индии. Жители этих мест, часто хорошо разбирающиеся в анатомии домашних животных, могли по скелетам представить облик их обладателей и создать легенды о драконах.

17. Хищный динозавр таких размеров не мог бы ни быстро передвигаться, ни добывать для себя достаточного количества корма. Предполагается, что обладателем когтей был динозавр обычных размеров, а когти его были увеличены в связи с приспособленностью к какому-то специфическому образу жизни. Среди современных животных такие непропорционально большие когти имеет муравьед, разрушающий ими термитники.

18. У некоторых древних ящеров размеры головного мозга были настолько малы, что не могли обеспечивать прочных условных рефлексов. Однако в крестце у них было дополнительное образование нервной ткани, превышавшее у стегозавров в 20 раз размеры головного мозга и отвечавшее за рефлексы конечностей и задней половины тела.

19. Скорее всего, толстая черепная коробка выполняла роль защиты при турнирных боях (подобно рогам современных баранов). Возможна версия о том, что мощный растительноядный динозавр мог головой валить деревья, чтобы добраться до расположенных наверху листьев.