Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих - Эльза Панчироли

Временные масштабы поражают воображение, но, рассчитав изменения в этих элементах, можно определить приблизительные даты возраста горных пород. Сложности в расчетах означают, что результаты всегда дают диапазон, а не точную дату. Но незачем бояться этих погрешностей, они лишь признак того, что научные исследования проводятся тщательно, и дают представление о том, насколько точен ответ.

Но не по всем породам получается узнать приблизительное время. Удобнее всего работать с вулканическими породами, потому что мы знаем, что они извергаются и быстро остывают на поверхности Земли, фиксируя всю химическую информацию будто на фотоснимке. Осадочные породы, напротив, больше напоминают коллаж. Мелкие частицы, которые они содержат, могут быть на много миллионов лет старше самой породы; возможно, их смыло со склона горы и перемешало с органическим веществом. Такая путаница во времени противоречит большинству методов химического датирования. Эти сложности компенсирует то, что окаменелости мы находим именно в осадочных породах, а не в вулканических. Палеонтологи устанавливают более точные даты вулканических пород сверху и снизу, чтобы сузить временной интервал возникновения окаменелостей. Затем ученые сравнивают найденные ископаемые с прочими окаменелостями и нашими знаниями об эволюции и смене фауны. Таким образом временные рамки сужаются еще больше, позволяя поместить вымерший вид в рамки определенного геологического периода.

Правда, палеонтологи сужают временные рамки довольно-таки своеобразно. Привычные работать с эпохами и животными, имевшими место миллионы лет назад, они смотрят на понятие недавнего и давнего совсем иначе. Ученым, работающим с окаменелостями пермского периода, даже динозавры кажутся слишком «современными». На каком бы периоде времени вы ни сосредоточились, знайте: для палеонтолога погрешности радиометрического датирования не повод для беспокойства. В палеонтологии редко удается установить точную дату.

В случае с ихнологами, выясняющими, кто же так наследил, погрешности геологического времени приводят к тому, что список подозреваемых сильно удлиняется. Сократить его можно, если тщательно оценить форму отпечатка. В идеале следы должны давать представление о форме ступни, и вот туфелька находит свою Золушку. Конечно, в реальной жизни миллиарды людей носят один и тот же размер обуви.

К тому же следы редко бывают четкими. Нас легко ввести в заблуждение, как и Уильяма Бакленда, пытающегося выяснить, кто ходил по песчаным дюнам Древней Шотландии. Пески смещаются. Грязь размазывается. Ступни скользят и проваливаются, образуя грязные выбоины, или вообще едва касаются твердой земли. По наклонной поверхности меняется сама походка. Добавьте сюда погодные условия после того, как прошло животное: дождь заполняет следы, ветер истерзывает края, лужи размывают отпечатки. А потом в течение миллионов лет отпечатки измельчаются, меняют свое положение и стираются. Расшифровать эти процессы невероятно сложно, и иногда все, что мы знаем, – это то, что давным-давно тут прошло какое-то животное.

Следы, покрывающие стены пермских карьеров в Шотландии, не единственные примеры такого рода. Похожие отпечатки находили в Германии, Северной Америке и Аргентине. Недавние исследования показывают, что они принадлежат животным по меньшей мере из пяти различных групп, включая представителей следующей большой группы синапсидов, которые облюбовали пермский период как дом родной.

Из рядов пеликозавров появилась новая группа. У них развились ключевые черты, которые мы ассоциируем с млекопитающими, включая более теплую кровь, более энергичный образ жизни и, возможно, даже мех. Более того, они первыми обосновали экосистему, знакомую нам и по сей день: большое количество травоядных животных, которыми питается меньшая группа плотоядных.

Эта революционная группа называется терапсидами. Именно эти существа в жарком сердце Шотландии проложили путь, по которому последовали все млекопитающие.

Почти сразу же после того, как они выделились из среды своих предшественников, терапсиды стали чем-то особенным. С момента своего первого появления в летописи окаменелостей в России, Южной Африке и Китае – чаще всего их кости находят именно здесь, – эти животные поражали своим разнообразием и радикально отличались от всего остального на Земле.

Очевидно, что терапсиды произошли от общего предка, образовав отдельную группу, которая имеет общие легко идентифицируемые черты скелета. Их зубы начали меняться, спереди появились клыки и резцы, непохожие на заклыковые зубы позади них. Кости лица начали смещаться, приспосабливаясь к специализированным клыкам. Как мы позже увидим, всё более сложные зубы, выполняющие различные функции по переработке пищи, – одно из наиболее важных эволюционных чудес, практикуемых млекопитающими.

Нижние челюсти ранних синапсидов состояли из множества костей – особенность, унаследованная от первых позвоночных. Но эти кости изменились. Самой крупной из них была нижняя челюсть, и она неуклонно становилась самой крупной из челюстных костей, удерживая все нижние зубы. Остальные кости находились в задней части челюсти. На одной из этих костей, называемой угловой, сначала появилась выемка, а затем костный лист, называемый отраженной пластиной. Ее функция не ясна, но, возможно, она сыграла определенную роль в формировании уха млекопитающих – еще одной сверхспособности, о которой мы поговорим несколько позже. Вся задняя часть черепа стала прочнее, а челюстной сустав – крепче, в то время как височное отверстие, которое долгое время определяло синапсидов, увеличилось. Взятые вместе, эти изменения говорят нам о том, что у терапсидов развились большие мышцы вокруг черепа, улучшив их «кусачие» качества. И заодно приоткрыв дверцу в гастрономический мир.

В общей сложности исследователи выявили целых 48 синапоморфий, особых характеристик скелета, которые определяют терапсидов. Сравнивая эти особенности с предшествовавшими им пеликозаврами, становится ясно, что терапсиды произошли от плотоядных сфенакодонтов. У них так много общих черт, что их родство настолько вероятно, насколько только возможно в палеонтологии. А значит, культовый диметродон с «парусом» относится к числу наших наиболее близких – не по времени, разумеется, – родственников.

Какими бы важными ни были изменения в черепе терапсидов, они далеко не самые радикальные. Впервые наши древние предки-млекопитающие начали двигаться знакомым нам образом. У самых ранних синапсидов все еще была размашистая походка, похожая на ту, что сохранилась у многих рептилий. Форма костей их конечностей и то, как они соединялись друг с другом, ограничивало диапазон их движений – пеликозавр не дал бы вам «пять» при всем желании. Но у терапсидов все стало иначе. Плечевые кости уменьшились в размерах, и они потеряли сложные соединительные кости вокруг грудной клетки, смирительной рубашкой опоясывающие их предков. Изменились и бедра: у самой большой кости ноги, бедренной кости, появилась округлая головка, которая плотно прилегала к тазовой впадине, а не просто опиралась на нее. Более изящное, обтекаемое строение приблизило конечности к телу.

Последствия для экосистемы эхом доносятся и до наших ушей. Но чтобы узнать больше, мы должны поискать кости этих животных на широких просторах России.

Говорят, что до того,