Эльза Панчироли – Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих (страница 46)

Все три группы отличают общие признаки, хотя они находятся на совершенно разных вершинах древа млекопитающих. В ходе естественного отбора они пришли к одному и тому же функциональному решению их общей экологической проблемы.

Поднимите перед собой ладонь. Анатомы присвоили вашим пальцам номера по возрастанию: ваш большой палец – номер один, мизинец – номер пять. Эта система нумерации универсальна для всех четвероногих, потому что мы все пятипалые из-за нашего общего предка. Животные менялись и привыкали к различным средам обитания и образам жизни, менялось и перерабытывалось их строение тела. Но конечности и пальцы гомологичны – причудливый способ сообщить об одном эволюционном происхождении, даже если функция этих отростков разнится. Так что, что бы ни случилось, ваш средний палец всегда будет номером три, даже если вы потеряете несколько пальцев в результате естественного отбора, мутации или несчастного случая.

Как и у большинства других млекопитающих, в вашей ладони есть длинные пястные кости, затем по три фаланги на каждом пальце (за исключением большого пальца, в котором фаланги всего две). Опять же, основной рисунок костей ваших пальцев гомологичен, но может измениться путем естественного отбора.

Что и случилось у африканских златокротовых. Чтобы еще лучше адаптироваться к жизни под землей, у златокротов не только расширились передние лапы и стали крепче когти, у них уменьшилось количество пальцев и костей в каждом пальце.

Златокрот теряет фаланги в утробе матери. В самые первые дни эмбрионального развития у него пять пальцев и три фаланги, как и у любого другого млекопитающего. Но по мере роста эмбриона две средние фаланги начинают сливаться. Когда животное рождается, на большинстве пальцев у него остается всего по две фаланги, а мизинец отсутствует вовсе. Пальцы уменьшены в размере, а у некоторых видов полностью доминирует огромный средний палец с копательным когтем, заменяющим им кирку.

Считалось, что кроты появились относительно недавно. Кроты, наряду со всеми другими высокоспециализированными млекопитающими – обитателями деревьев, пловцами, планеристами и летунами, – казались представителями современной «эры млекопитающих». По предположению ученых, млекопитающие начали изучать и исследовать новые экологические ниши только после исчезновения динозавров. И до начала века не было никаких ископаемых свидетельств обратного.

Потом появился докофоссор. Изучая его крошечные лопатообразные лапки под микроскопом, Ло отметил, что у него всего по две фаланги на каждом пальце, в то время как у других докодонтов их три. Это не просто доказало, что докофоссор уже тогда обзавелся отличительным признаком современных кротовых, но и сообщило нам об эмбриональном развитии и экспрессии генов у родственных нам животных.

В медицине укорочение костей пальцев обозначается термином «брахидактилия», что буквально переводится как «короткий палец». Она может проявиться у животных (включая людей) в результате случайной мутации или определенных заболеваний. Генетические исследования на мышах определили пути передачи генных сигналов, которые контролируют формирование конечности во время развития эмбриона. Сбой в одном из путей развития приводит к брахидактилии у мышей и других млекопитающих. Таким образом, докофоссор сообщает нам очень важную информацию о передаче сигналов генами и их развитии в течение геологического времени¹. Считается, что множество изменений в физиологии и анатомии ископаемых млекопитающих можно проследить до генов, идентифицированных в современной биологии развития.

И благодаря таким окаменелостям мы приоткрываем завесу того, как работала эволюция в глубокой древности.

Короткопалый юрский крот сам по себе довольно необычный, но подождите – вы еще не видели его братьев. В том же номере научного журнала Nature, в котором описали докофоссора, появилось еще одно млекопитающее – агилодокодон, грациозно исследующий верхушки деревьев юрского Китая.

Агилодокодон пошел по дорожке, совершенно отличной от той, которую выбрал докофоссор, с точки зрения не только образа жизни, но и физического строения. У него были тонкие конечности и длинные пальцы, приспособленные для хватания за кору деревьев и ветки. У агилодокодона была узкая талия гимнаста. У млекопитающих уже уменьшились и исчезли ребра под грудной клеткой, которые, как мы видели в предыдущих главах, обеспечивали гибкость и были связаны с развитием диафрагмы. У агилодокодона это сокращение было еще более отчетливым, что позволяло ему выделывать трюки, необходимые для жизни на деревьях.

И это еще не все. Первое ископаемое млекопитающее из биоты Яньляо, описанное еще в 2006 году, приспособилось к еще одной среде обитания – под водой. Название этого животного, касторокауда, или Castorocauda lutrasimilis, говорит само за себя [94]: оно означает «боброхвостый и похожий на выдру». Еще один докодонт и еще один пример удивительного разнообразия этой группы.

Касторокауда известна по почти полному скелету, который лежит, подобрав ноги, в своей каменной могиле². Истинная прелесть этого экземпляра еще и в том, что он сохранился с отпечатками мягких тканей, окружающими его, подобно ауре. У него особенно пушистый зад, и отчетливо прослеживаются волоски, окаймляющие всю его шкуру, за исключением лап и хвоста. Наиболее показательна задняя его часть, его широкий безволосый хвост. Его размер подсказал исследователям, что он походил на весло, больше напоминая хвост бобра, чем хвост любого другого докодонта – или любого другого мезозойского млекопитающего. Сами хвостовые кости расходились в стороны, как у известных сегодня полуводных млекопитающих, которые используют свои хвосты для передвижения по воде.

У касторокауды, по-видимому, были перепончатые ступни. Сложные зубы докодонтов были слегка упрощены и загнуты назад, как рыболовные крючки. Ребра были расширены, придавая жесткость корпусу. Более того, касторокауда была большой. В то время как другие докодонты были не крупнее упитанного хомячка (в лучшем случае около 100 г), она весила около 800 г. Более чем в 30 раз больше стереотипного «землеройкообразного» млекопитающего, которого многие привыкли представлять.

Касторокауда больше похожа на утконоса, чем на мышь. К своему изумлению, ученые обнаружили в юрском периоде животное внушительных размеров, прочно обосновавшееся в полуводной нише. Оно могло передвигаться с помощью хвоста и маневрировать своим крепким телом, используя лапы, а также ловить скользких подводных насекомых – возможно, даже рыбу – острыми зубами.

Докодонты разрушили все мифы о мезозойских млекопитающих. Исследователи вскоре поняли, что не они одни: вторая группа существ тоже осваивала новые горизонты.

В тот же год, когда описали касторокауду, вызвала ажиотаж окаменелость волатикотерия (Volaticotherium). Этот китайский образец не так привлекателен, как останки докодонтов, – его кости были беспорядочно разбросаны, – зато сохранились его мягкие ткани. Темный овал, казалось бы, сверхтонкой кожи затемнял скалу рядом со скелетом. Присмотревшись повнимательнее, команда во главе с Цзинь Мэном из Института палеонтологии позвоночных и Американского музея естествознания, поняла, что это пятно было остатком патагиума, или летательной перепонки, – лоскута кожи, тянущегося от передних до задних лап³. Это было первое в истории скользящее млекопитающее.

Скольжение – не то же самое, что полет. Летучие мыши – единственные млекопитающие, которые летают по-настоящему. Несмотря на свое название, сегодняшние летяги на самом деле только скользят [95]. Целый ряд млекопитающих использует кожные перепонки для перемещения по воздуху: две группы белок, малайский шерстокрыл и некоторые лемуры, сумчатые, такие как кускусы, перьехвостые кускусы и сахарная сумчатая летяга. Рептилии тоже подключились, как и амфибии и даже рыбы, каждый нашел свой способ так изменить строение тела, чтобы создать аэродинамический профиль и использовать свойства подъемной силы. Такое умение чрезвычайно полезно, когда животные проходят сотни метров между стволами деревьев, спасаясь от хищников, или перемещаются на новую территорию в поисках пищи и укрытия.

С момента появления волатикотерия нашли еще много скользящих млекопитающих юрского периода. Некоторые, как майопатагиум, выглядят так, как будто они застыли в момент падения с неба, а их кожные перепонки развеваются вокруг них, как парашют. Хотя ни один из сохранившихся отпечатков кожи и меха не указывает на то, что мезозойские млекопитающие имели яркий окрас – у большинства современных млекопитающих его тоже нет, – они поражают воображение.

Многие из этих «летяг» принадлежат к многочисленной, но загадочной группе под названием харамииды – животных, известных своими необычными коренными зубами, при этом их большие резцы выдавались вперед, как у современных грызунов. Эти зубы говорят в пользу растительной диеты или, возможно, всеядности. Неясно, как именно они оказались в плеяде млекопитающих, но их китайские окаменелости отодвигают самые первые свидетельства о парящих млекопитающих более чем на 120 миллионов лет.

Ученые нашли доказательства столь специализированных ниш у млекопитающих средней юры, что впору переписывать учебники. Около 160 миллионов лет назад в мире, изобилующем гигантскими рептилиями, докодонты пробовали свои силы практически во всем. Китайские окаменелости перевернули наше представление об экологическом разнообразии не просто млекопитающих, но группы, которая по сути даже не относится к млекопитающим. Маммалиаформы не прятались в чьей-либо тени, о нет: они пировали рыбой, покоряли высоты и прорубали подземные туннели.