Эльза Панчироли – Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих (страница 44)

Нечто подобное произошло в современном мире [90] в Италии почти 2000 лет назад. Когда в 79 году нашей эры извергся вулкан Везувий, города Помпеи и Геркуланум засыпало шестиметровым слоем пепла и пемзы. Хотя многим удалось спастись, на вторую ночь пирокластический поток убил тех, кто остался, мгновенно испарив их во взрыве газа и пепла, температура которых достигала 250° по Цельсию.

Археологи раскопали этот объект всемирного наследия. Леденящее душу событие в истории человечества запечатлено слоем пепла, который затвердел вокруг жертв подобно панцирю. Тела людей, скота и домашних любимцев, а также органические материалы, такие как дерево, сгнили, оставив пустоты, похожие на те, что были в пермских песчаных дюнах карьера Клашаха в Шотландии. Залив эти пустоты гипсом, исследователи восстановили предсмертные позы жителей города, жуткими статуями заполнившие античные улочки.

В отличие от Помпей, экосистема юрского периода Китая сохранилась не в пустотах, а с листьями, стеблями, крыльями, пыльниками, перьями, костями и даже мехом. Мелкозернистый пепел и отложения запечатали мертвые тела в подобие саркофага, предотвратив разложение и сохранив их навечно. У них есть цвет. Вы можете увидеть, что они ели на обед. Эти останки как будто только вытащили из-под колес нерадивого автомобилиста. Когда вы опускаетесь, чтобы поближе рассмотреть их скелеты, они кажутся такими свежими, что вы почти чувствуете их запах.

Появившись в конце триаса, млекопитающие вскоре обрели свой дом по всему миру. Последние из терапсид давно исчезли, и из множества цинодонтов, которые размножились после массового вымирания в конце перми, к середине юры остались только млекопитающие и их ближайшие родственники, тритилодонты. Теперь они делили свой мир с новой разновидностью рептилий на суше, в море и в воздухе.

Рептилии становились больше и разнообразнее, из-за чего казалось, что млекопитающие отошли на второй план. За почти 200 лет коллекционирования ископаемых останков было собрано не так уж много млекопитающих мезозоя, и все они рассказывали несколько скучную историю: однотипные «мыши» [91], и такими они оставались в течение 150 миллионов лет – так нам ее обычно рассказывают. Динозавры притесняли их, мешая им как-то себя проявить. Казалось, млекопитающие годились только на обед впечатляющим существам, которые их окружали.

Одной из первых групп, появившихся после морганукодона, были докодонты. Первое ископаемое, принадлежащее к этой группе, было найдено Отниелом Чарлзом Маршем в 1880 году, и за следующие десять лет он описал еще много других представителей отряда. Он назвал животное докодоном, что означает «лучевой зуб», от него свое название получила вся группа.

Окаменелости млекопитающих можно отличать и называть по их зубам. Из-за этого многим группам даны названия, оканчивающиеся на «дон», от греческого dónti, что означает «зуб». Причина тому – сложность зубного ряда млекопитающих. Первые млекопитающие перестали многократно заменять свои зубы, теперь они менялись только единожды, плотно прилегая друг к другу. После прорезывания зубы могут изнашиваться еще больше, чтобы смыкаться еще плотнее. Они также приобретали новую форму с приподнятыми гребнями и остриями, чтобы еще эффективнее пережевывать насекомых.

На сегодняшний день у млекопитающих самая известная форма зубов называется трибосфенической. Звучит сложно, но на деле все просто. Представьте себе следующее: в верхнем трибосфеническом зубе есть три выступа, похожие на горы, расположенные треугольником, с крутыми оврагами между ними. Ландшафт нижнего зуба немного более разнообразен: с одной стороны расположены три горы, а с другой – круглая долина, окруженная предгорьями (обычно тремя или более). Могут быть и другие пики и впадины, или некоторые вершины могут и вовсе исчезнуть, но по большей части у этого знакового признака млекопитающих такая форма. При соединении челюстей во время жевания трибосфенические зубы режут и измельчают пищу подобно ступке и пестику. Этот признак видоизменился и развился у нескольких групп млекопитающих, но в его основе лежит один и тот же принцип.

Однако у самых первых млекопитающих позднего триаса и ранней юры не было трибосфенических зубов. У животных, подобных морганукодону, была небольшая «горная цепь» зубов, обычно три или четыре – но не более того. Система сложнее, чем у их предшественников, но непритязательная по сравнению с современными животными. Следует предположить, что самые первые млекопитающие сидели на одной диете, состоящей в основном из насекомых, и у них определенно не было способностей к измельчению и перетиранию, присущих более поздним млекопитающим. Возможно, простота их зубов ограничивала их с экологической точки зрения. Первые млекопитающие были простыми насекомоядными животными, похожими на землероек.

Исследование, проведенное в 2014 году, изменило наше представление об экологии первых млекопитающих. Исследованием руководила британский палеонтолог Памела Гилл, в работе использовались окаменелости морганукодона и кюнеотерия, найденные в позднетриасовых отложениях Уэльса на Британских островах. Эти животные были чрезвычайно маленькими – воплощение миниатюрности, – известны они в основном по зубам и челюстям. Гилл и ее коллеги использовали эти частичные окаменелости для реконструкции целиковой челюсти каждого вида во всей ее двухсантиметровой красе. Используя расчеты, обычно применяемые инженерами для тестирования строительных материалов, команда оценила, насколько сильны эти челюсти. Их сила отражает, как сильно животные кусали и, следовательно, что они ели.

Хотя внешне оба вида кажутся похожими, оказалось, что у морганукодона и кюнеотерия различается характер укуса: у кюнеотерия прикус слабее, так что, скорее всего, он питался более мягкими насекомыми, чем его товарищ. Команда подтвердила это открытие, изучив микроскопические царапины на поверхности зубов. Они сравнили царапины микроизноса окаменелых зубов с микроизносом зубов летучих мышей. Микроизнос на зубах кюнеотерия больше походил на оный у бурого ушана (Plecotus auritus), который питается более мягкими насекомыми. С другой стороны, морганукодон находил больше сходств с летучими мышами, которые питаются насекомыми с более твердым наружным покрытием, например панцирями жуков. Даже эти самые ранние виды млекопитающих с простейшими зубами уже отличались в экологическом плане.

Изучение зубов – огромная часть палеонтологии млекопитающих. По ним можно идентифицировать различные виды и многое узнать об их рационе питания. Хорошо, что зубы такие уникальные, потому что большинство мезозойских млекопитающих до сих пор известны исключительно по зубам и ни по чему другому. В палеонтологической летописи зубов больше, чем других частей тела, потому что они состоят из твердой эмали и дентина, которые сопротивляются разрушительным процессам окаменения. Твердые зубы и плотная челюстная кость чаще всего проходят испытание временем.

Как палеонтолог млекопитающих я должна восхвалять зубы. Да, они по-прежнему предоставляют невероятное количество информации, в них даже есть своеобразная красота, когда они поблескивают под микроскопом своими выступами и бороздками. Но я готова совершить величайшее святотатство и сказать, что изучать зубы довольно скучно. В палеонтологии мезозойских млекопитающих всегда были только зубы. Они крошечные и слишком сложные. Исследователи обозначили их с помощью умопомрачительного набора оккультных терминов: тригониды и талониды, протоконы и параконы, эктомезолофиды и загадочный косой гребень. Не ко всем группам применимы одни и те же термины, и не все исследователи дают одним и тем же структурам одинаковые названия. Изучение этого научного жаргона – процесс кропотливый, и очень часто разгораются страстные споры об идентификации определенных зубов и о том, как они соединяются во время жевания. Разойдетесь с коллегой по одному вопросу, и все – враги на всю жизнь.

Скажу только, что я не стану утомлять вас сводящими с ума подробностями о зубах мезозойских млекопитающих. Однако зубы по-прежнему играют ключевую роль в нашей истории. После того как Марш обнаружил докодона в позднеюрских отложениях формации Моррисон в Соединенных Штатах, еще больше докодонтов нашли в юрских отложениях в Европе и России. В юрском периоде они, по-видимому, были широко распространены на территории, которая когда-то была Лавразией, северной половиной древнего мира.

Докодонты известны исследователям как маммалиаформы, что отличает их от «истинных» млекопитающих, Mammalia. Эти термины появились в результате революции в систематике животных, начавшейся в 1960-х годах. Новое направление кладистика заменило традиционную иерархическую систему Линнея.

Клада – это группа организмов, у которых есть общий предок. Клада млекопитающих включает плацентарных, сумчатых и однопроходных млекопитающих и всех их родственников, восходящих к их общему предку около 160 миллионов лет назад [92], – это «истинные» млекопитающие. Все, что выходит за означенные пределы, не считается частью клады млекопитающих в строгом смысле этого слова.

Самые ранние млекопитающие, включая докодонтов, относятся к боковым ветвям, которые отделились еще до общего предка млекопитающих. Таким образом, они принадлежат к более широкой, несколько более инклюзивной категории маммалиаформ. Эта группа включает кладу млекопитающих и все другие группы, которые имеют общего предка с млекопитающими позднего триаса, жившими около 200 миллионов лет назад. Если представлять группы животных таким образом, вся жизнь становится наподобие матрешек: в каждом кладе есть клада поменьше. Самая большая матрешка – синапсиды, внутри которой находятся все животные, описанные в этой книге, начиная с каменноугольного периода.