Андрей Журавлёв – Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные (страница 30)
Получается, что акантостега почти всю жизнь проводила в воде, и обильные скопления ее скелетов, например на горе Стеншё в Гренландии, представляют собой донные отложения глубоких ям, где бедные животные пытались спасаться во время засухи (см. рис. 14.3). Облегченные скелет и череп, мощные склеротические кольца в глазницах и «загребущие» лапы тоже скорее свидетельствуют о водном образе жизни (и наземном образе смерти). На удивление, это существо обрело признаки, указывающие на то, что не чуралось оно и выходов «в свет» – на сушу, хотя бы периодических. В заглазничной части его достаточно хорошо окостеневшей черепной коробки просматривается пара уходящих назад ямок, где могли размещаться мускулы, втягивающие глазные яблоки внутрь. В таком положении у современных земноводных их закрывает увлажняющая мигательная перепонка. (Ихтиостега, видимо, предохраняла глаза иным способом.)
В воде акантостега и охотилась. Но уже не всасывала добычу вместе с врывающимся в ротоглоточную полость потоком (подобно рыбам), а плотно стискивала ее челюстями. Длинная и узкая нижняя челюсть, несмотря на достаточную прочность, еще не была единым целым, а состояла из 10 покровных костей (в каждой, левой или правой, ветви), хорошо различимых благодаря отчетливым швам, а также из сочленовной кости и отчасти окостеневшего меккелева хряща. Очень похоже на «рыбью» челюсть, что подчеркивается наличием закрытого сенсорного канала, но и на таковую других ранних четвероногих тоже.
Челюсти были усажены крупными острыми ребристыми клиновидными зубами с обращенными назад вершинками. Самые крупные из них («клыки») торчали в передней части пасти. Сверху они располагались вдоль предчелюстных и верхнечелюстных костей, а те, что поменьше, образовывали внутренний ряд на сошнике; снизу – конечно, на зубной и дополнительный – на венечных. По этому признаку «улыбка» аканто- и ихтиостеги очень отличалась от рыбьей, где наиболее выступающие зубы располагались сзади. Ведь рыбы захватывают добычу задним краем челюстей, а «стеги», будучи настоящими четвероногими, делали это передним. Загнутые зубы оставляли добыче мало шансов вырваться из захвата. Крыша черепа акантостеги была усилена изнутри дополнительными пластинами, а покровные кости там, где рыло переходило в щечную часть, сочленяясь между собой, образовывали сильно изрезанные швы и даже немного налегали друг на друга. Ведь именно на этот стык приходились наибольшие нагрузки, если жертва была крупной, не сдавалась и пыталась выкрутиться из зубов. Столь же изломанные линии швов проходили между костями нижней челюсти в ее передней части, где сидели зубы, удерживавшие бьющуюся добычу. По толщине кости стык тоже был неровным: получалось удвоенное усиление конструкции. Наоборот, удлиненная верхнечелюстная кость срасталась с остальными вдоль почти ровной линии: эта часть черепа испытывала нагрузки лишь при схлопывании челюстей.
В большинстве позднедевонские четвероногие действительно были обитателями рек, озер и даже морских мелководий. Как мы видим, жилось им там совсем неплохо, а с лапами даже лучше, чем с плавниками. И зачем тогда водным существам понадобилась суша, причем именно в конце девонского периода? Массовый исход именно в это время все и объясняет. Хотя объяснять можно по-разному.
К примеру, жизнь в водоемах тропической Лавруссии, откуда происходит большинство находок древнейших четвероногов, могла подчиняться ритму приливов, особенно мощных в низких широтах. Периодически, не успевая отступить вместе с далеко убегавшим отливом, животные оказывались отрезанными от водной стихии. Пришлось привыкать к воздушной среде ускоренными темпами. Однако такие перемены вряд ли сильно сказывались на обитателях рек и озер. Да и приполярные четвероногие (такие в то время жили на юге Африки) самим своим существованием противоречат красивой приливно-отливной гипотезе. И все же расширение территорий с непостоянными водоемами могло способствовать развитию амфибий, умевших где-то проплыть, а где-то и прошагать, если возникала необходимость.
Более вероятно, что ускорение освоению четвероногими суши придал совсем другой фактор. Уже с конца силурийского – начала девонского периода и даже раньше растения и связанные с ними грибы и микроорганизмы осваивали огромные пустынные доселе площади, где многократно ускоряли биохимическое выветривание горных пород, темпы и масштабы почвообразования. «Творческое содружество» сосудистых растений и грибов – микориза – выделяло сильные органические кислоты и нагнетало в почву углекислый газ, быстро растворявшийся с образованием угольной кислоты. А испарение воды через устьица растений обеспечивало постоянный круговорот воды и тем самым – удержание в почве влаги. (Все это в значительно большей степени влияло на развитие амфибийных ландшафтов, чем приливы.) Благодаря подобным новшествам время и темпы взаимодействия горных пород с растворами возросли. К концу девонского периода на растворении горных пород стало сказываться и гниение обильного листового опада (осыпавшиеся большие листья древовидных папоротников, хвощей, плаунов и других деревьев), корней и побегов. Это естественное явление также способствовало выделению органических кислот, таких как гумусовые. Сосудистые растения производят в шесть раз больше органических кислот (6 кг/м2 в год против 1 кг/м2), чем мхи и печеночники, и в 60 раз больше, чем водорослево-лишайниковые сообщества. Кислотность среды все повышалась, разрушение минералов ускорялось. В целом скорость биохимического выветривания могла в позднедевонскую эпоху возрасти на семь порядков. Распространение древовидных растений особенно повысило темпы процесса.
Минеральные растворы, обогащенные за счет жизнедеятельности растений биогенными веществами, уходили в реки и далее в моря. (Сейчас, например, 85 % поступающего в Мировой океан азота, необходимого для питания растительных микроорганизмов, которые находятся в основании пищевой пирамиды океана, приходится на реки и связано с деятельностью растений.) В результате около 370 млн лет назад расплодились одноклеточные водоросли, «вскормленные» биогенными элементами, поступавшими с суши. А поскольку век одноклеточных скоротечен, их поколения сменяются стремительно, для разложения все возраставшей массы отмершей органики бактериям понадобилось значительное количество растворенного кислорода. Это вызвало заморы «вселенского масштаба» и привело к одному из крупнейших за всю историю Земли массовому вымиранию морских организмов – позднедевонскому, или франско-фаменскому, которое унесло жизни примерно 70–80 % видов.
Однако худа без добра, как известно, не бывает: падение уровня кислорода в водной среде вынудило позвоночных полагаться на атмосферу, хотя и там его оставалось не более 13 %. Важно, что при низком уровне кислорода воздушное легочное дыхание обеспечивает более высокие темпы поглощения этого газа, чем водное жаберное. Пусть даже на суше вес возрастал в 1000 раз, главное – выжить! Раньше выбраться на сушу мешал атмосферный углекислый газ. При его содержании, почти в десять раз превышавшем доиндустриальное (0,028 %), проницаемая кожа амфибий не могла служить надежным барьером для этого опасного соединения. Проникновение двуокиси углерода в организм вызывало бы обызвествление скелета, замедляло бы обмен веществ и развитие, отрицательно влияло бы на осморегуляцию и т. п. Только в конце девонского периода благодаря расширению площади лесов, усиливших биохимическое выветривание с использованием атмосферного СО2, его уровень снизился до приемлемых 0,112 %.
Все бы ничего: и длинная цепочка постепенного перехода от мясистолопастных рыб к полностью подготовленным (анатомически и физиологически) четвероногим позвоночным выстраивается, и достойное объяснение их выходу на сушу именно в конце девонского периода есть… Но кто-то взял и оставил на глянцевых листах научного трактата следы – нет, не рифленых подошв солдатских сапог, как можно подумать к концу первой четверти XXI в. Это были отпечатки нежных лапок с пальцами и волочившегося хвостика на дне пресноводных бассейнов начала среднедевонской эпохи (около 385 млн лет назад). К тому времени никто из упомянутых здесь четвероногов – и настоящих, и плавниковых – еще не появился. Такие следовые дорожки найдены, например, в Новом Южном Уэльсе (Австралия). Девонских следов обнаружено уже немало, и оставить их (без отчетливых оттисков пальцев, не говоря уж о папиллярных узорах) могли даже совсем не маленькие палеозойские многоножки. Главный аргумент «следопытов» – цепочки следов образованы чередующимися, левыми и правыми, ямками, будто кто-то шагал. Однако точно так же перебирают грудными плавничками двоякодышащие рыбы, приподнимаясь на них, и отпечатки получаются очень похожими. Даже некоторые рыбы, когда ищут корм, оставляют похожие ямки…
А вдруг все-таки кто-то ходил или хотя бы пытался? Скажем, одно из самых загадочных палеозойских животных – среднедевонский палеоспондил из Шотландии, об открытии которого немного говорилось в главе о шу-ю. Разные специалисты рассматривали палеоспондила как возможного представителя миног, миксин, панцирных, хрящевых и костистых рыб или мальков двоякодышащих и даже настоящих головастиков, т. е. личинок земноводных. Первые дотошные исследователи этого ископаемого Айджерна и Уильям Соллас установили, что, в отличие от других окаменелых рыб (панцирных, акантод и двоякодышащих), встречавшихся в том же местонахождении, остатки палеоспондила нацело состояли из органического вещества и не содержали никаких фосфатных элементов. Поэтому они склонялись к мысли, что родственников этого существа нужно искать среди хрящевых рыб, которые сохраняются сходным образом.