Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные

Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные
Андрей Журавлев

Рейтинги и премии

Автор – лауреат премии РАН за лучшую работу по популяризации науки в 2021 году (представление Комиссии РАН по популяризации науки) в номинации «Лучшая научно-популярная книга об экологии, охране окружающей среды и сохранении биоразнообразия» за книгу «Похождения видов: Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных».

О чём книга «Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные»

Какого цвета был ихтиозавр? Сколько калорий в день требовалось мегалодону? Можно ли летать на брюшных ребрах (и что это вообще такое)? Как выглядели змеи с ногами, черепахи без панциря или земноводные с плавниками? Кто кого ел, как передвигался и чем дышал? Сегодня палеонтология отвечает на вопросы, которые всего десять лет назад никто не решился бы даже задать. На примере 27 очень разных животных известный российский геолог и популяризатор науки Андрей Журавлев рассказывает о том, что мы можем узнать из палеонтологических находок. Как живые, перед читателем предстают самые разные существа – от мелких организмов, похожих скорее на червячков и плававших в морях более полумиллиарда лет назад, до гигантских ящериц, чьи шаги сотрясали почву немногим более 40 000 лет назад, и вселяющих ужас мегаакул.

С мегалодоном связано три важных вопроса, которые равно волнуют и обывателей, и ученых. Какого он все-таки был размера? Что он ел на обед? И самый животрепещущий: вымерла ли эта мегаакула? Кажется, на первые два и ответить-то невозможно, даже приблизительно. Ведь от мегалодона остались одни зубы, ну и немножко позвонков. Зато зубов много. Даже подозрительно много.

Особенности

Новые художественные реконструкции ископаемых животных, сделанные специально для этой книги. Фотографии редких музейных образцов. Справочный материал.

Ни одного из представленных здесь 27 персонажей нельзя назвать второстепенным. Все они – главные, как и любой другой вид живых организмов, населяющих планету сейчас или обитавших на ней в далеком и не очень далеком прошлом. Кто-то начал длинную череду предков, и его потомки (мы – не исключение) имеют возможность пребывать на Земле ныне… Кто-то составил здоровую во всех отношениях конкуренцию и вынудил окружающих эволюционировать все быстрее и быстрее…

Для кого

Для всех, кто любит природу и хочет узнать, как и откуда взялись рыбы, амфибии и другие позвоночные, которые нас окружают, а также о длинной череде существ, которые предшествовали человеку.

Андрей Журавлев

Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные

Научный редакторы: Александр Банников, д-р биол. наук; Николай Зверьков, канд. геол. – минер. наук; Сергей Ляпков, канд. биол. наук; Павел Скучас, д-р биол. наук

Редактор: Анна Щелкунова

Издатель: Павел Подкосов

Руководитель проекта: Александра Шувалова

Ассистент редакции: Мария Короченская

Арт-директор: Юрий Буга

Корректоры: Елена Барановская, Елена Сметанникова

Верстка: Андрей Ларионов

Иллюстрации в блоке и на обложке: А. Марченко

В книги использованы фотографии автора

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Журавлев А., 2024

© Марченко А., иллюстрации, 2024

© ООО «Альпина нон-фикшн», 2024

* * *

Введение

Если речь заходит об ископаемых животных – неважно, с реальным собеседником или в комментариях к какой-нибудь публикации в интернете, – то сразу вспоминают динозавров и мамонтов. Еще бы, самые здоровенные звери на планете! Как они, например, вымахали до таких размеров? Может, Земля тогда была побольше (при той же массе), а гравитация на ней, значит, поменьше? Или воздух до предела насытился кислородом и дышалось им легче легкого (а сами легкие были преогромные, и все тело – как воздушный шарик)? Да еще и вымерли как-то странно: то ли от апоплексического удара (гигантским метеоритом в висок), то ли от супервулканического супервзрыва, от жуткого похолодания, от страшного потепления, которое случилось, когда географическая ось Земли налетела на ее же металлическое ядро и погнулась…

Даже опытные геологи и биологи нередко задают подобные вопросы. Можно ли вообще на них ответить? (Нужно ли – спрашивать не будем.) Хотелось бы сказать, что да, поскольку прогресс современной науки… Но будем честными: как бы далеко ни ушел этот прогресс, не до каждого вымершего существа можно докопаться и в прямом, и в переносном смысле.

Отчаиваться не стоит. О многих давно исчезнувших видах мы знаем намного больше, чем о большинстве современных. Ведь поди попробуй понаблюдать за стаей волков или стадом сайгаков в природе! Да что там говорить. На протяжении 10 лет, что я проработал в российской редакции ведущего научно-популярного журнала мира National Geographic, к нам много раз поступали письма с просьбой, порой профессионально обоснованной, взять послателя сего в штат фотографом. «Отчего же не взять. Вот сделайте только репортаж об одном дне из жизни обычного домового воробья», – со всей серьезностью отвечали мы. «Легко!» – слышалось даже в письменном ответе, и… очередной несостоявшийся штатный фотограф навсегда растворялся в пространстве.

Ископаемое существо уже никуда не убежит, не улетит и не уплывет. Остается его только разыскать и дать ему научное название. А вот дальше посмертная судьба складывается весьма по-разному. Нередко официальные имя и фамилия достаются одной-единственной косточке (к тому же обломанной) динозавра, зубу ихтиозавра или крылу насекомого, посмертно отчлененному от остальных частей хозяина и унесенному далеко от места его упокоения. Так они навсегда и остаются в науке: кто куском позвонка, кто зубом из нижней челюсти, кто обрывком переднего крыла с изящной сеточкой… Звучное имя есть, а за ним почти ничего нет.

Бывает и по-другому. С подводного склона с шумом скатывается мощный мутьевой поток, и плотное облако взвеси уносит и заваливает огромное поселение разных донных организмов, не щадя тех, кто плавал возле самого дна… Потоки горячей воды растекаются из недр вулканического разлома и, смешиваясь со свежим пеплом, увлекают в глубины большого озера всех, кто просто проходил мимо… Могучий первобытный бизон вырывается из хватких лап и мощных челюстей пары пещерных львов, прыгает на сочную зеленую поляну, которая оказывается бездонной холодной трясиной, и уходит на дно в безжизненные и бескислородные воды… Стая саблезубых хищников, привлеченная стонами увязшего в асфальтовом болоте мастодонта, начинает подкрадываться к нему и навсегда вязнет в липкой смоле… И оказавшиеся в этом самом месте сотни тысяч или миллионов лет спустя палеонтологи становятся обладателями богатейших коллекций, состоящих из десятков и даже тысяч экземпляров одного и того же вида. А если это остатки всего лишь одной особи (к примеру, упомянутого выше бизона), все равно их сохранность такова, что можно в деталях изучать строение каждой шерстинки и рогового чехла, извлекать древние белки, жиры и ДНК, в которой подробно записан жизненный путь особи, всего вида и его предков в придачу. Случается и так, что на протяжении десятилетий на ограниченной территории из определенной толщи древних осадочных слоев собирают, не упуская ни единого фрагмента, все косточки и зубы. Их набирается столько, что опять же можно в деталях воссоздать не только облик давно исчезнувшего существа, но и историю популяции, к которой оно принадлежало.

Вот о таких удивительных и необычных, пусть и не совсем уж редких находках, позволяющих представить, какими вымершие животные были при жизни, и пойдет речь в этой книге. Итак, перед вами 27 ярких портретов, подобранных так, чтобы показать в общих чертах эволюцию позвоночных животных: от мелких организмов, похожих скорее на червячков и плававших в морях почти 520 млн лет назад, до гигантских ящериц, чьи шаги сотрясали почву немногим более 40 000 лет назад, и мегаакул, наводивших ужас на все живое, включая человека наших дней (табл. 1).

Не могу не выразить глубокую признательность своим коллегам, которые нашли время, чтобы вычитать главы этой книги и высказать автору все, что они о ней и о нем думают: Александру Федоровичу Банникову из Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН (ПИН РАН), Николаю Геннадьевичу Зверькову из Геологического института РАН, Сергею Марленовичу Ляпкову с биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и Павлу Петровичу Скучасу с биологического факультета СПбГУ. Я также премного благодарен Павлу Александровичу Безносову из Института геологии им. Н. П. Юшкина Коми научного центра Уральского отделения РАН (ИГ КНЦ УрО РАН); Валерию Константиновичу Голубеву, Олегу Анатольевичу Лебедеву, Игорю Витальевичу Новикову (ПИН РАН); Юэну Кларксону из Эдинбургского университета (EU); Татьяне Юрьевне Толмачевой из Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. А. П. Карпинского (ВСЕГЕИ); Фанченю Чжао из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук (НИГПАН) и собрату по многим экспедициям фотографу Андрею Павловичу Каменеву за любезно предоставленные изображения своих «питомцев». Особая благодарность Александре Марченко (биофак МГУ), которая сделала героев книги живее всех живых.

Часть I

Рыбные дни

Глава 1

Первый среди первых. Юньнанозоон

Ископаемое животное, о котором здесь пойдет речь, наверное, рекордсмен по числу находок среди всех позвоночных. Судите сами: вид был описан по трем экземплярам, к которым две следующие посвященные ему работы добавили 22 и 40 штук, затем еще 305, 759, 1420 и, наконец, 127 экземпляров. Итого: 2676 особей.

Так получилось в силу двух естественных обстоятельств и благодаря крестьянской смекалке. Во-первых, были эти существа небольшими (до 4 см длиной) и буквально, чтобы не пропасть поодиночке, сбивались в огромные стаи. Во-вторых, стаи плавали вблизи речной продельты, уходившей глубоко в море, где их время от времени накрывали мутьевые потоки. Муть обволакивала все живое и уносила задыхающиеся существа в бескислородные глубины. Там их засыпала эта же тонкая взвесь, превратившаяся в прекрасный упаковочный материал и уберегшая нежные тельца от прожорливых падальщиков, настырных рыхлителей осадка и особо активных, но живущих лишь в кислородной среде бактерий-деструкторов. Органическое вещество, слагавшее ткани и органы, стало субстратом, на котором оседали ионы из поровых растворов, перетекающих в еще жидком осадке. Со временем органика заместилась глинистыми и другими минералами. Так 518 млн лет назад образовалось знаменитое ныне нижнекембрийское местонахождение Чэнцзян на северо-востоке китайской провинции Юньнань. Будучи самым богатым и по обилию находок, и по общему разнообразию видов нижнекембрийским лагерштеттом (местонахождение исключительной сохранности), Чэнцзян одновременно является и древнейшим среди всех местонахождений подобного рода.

Герой этой главы оказался среди ископаемых организмов, принесших Чэнцзяну всемирную славу. В 1991 г. один из первооткрывателей лагерштетта, Хоу Сянь-Гуань из НИГПАН, и два известных палеонтолога, Ян Бергстрём и Ларс Рамскёльд из Шведского музея естественной истории в Стокгольме, по трем образцам описали в скромном журнале Zoologica Scripta новое ископаемое под именем Yunnanozoon lividus. Буквально оно означает «сизый зверек из Юньнани» и обыгрывает его цвет на поверхности породы. Поскольку окаменелый юньнанозоон выглядел как сегментированный червячок, покрытый плотной кожицей, авторы предположили, что его место где-нибудь среди приапулид или нематод – червей, которые, подобно членистоногим, по мере роста сбрасывают свою старую шкурку-кутикулу.

Лишь несколько лет спустя палеонтологи выяснили, что в передней части тела юньнанозоона находилось несколько тонких ободков, очень напоминавших жаберные дуги (рис. 1.1). А над ними располагалось продольное утолщение, сравнимое с хордой. Хорда – веретеновидная трубка, наполненная полужидким содержимым, служащая гибкой опорой для мышечных блоков и окруженная прочной двойной оболочкой из кольцевых коллагеновых и продольных мышечных волокон. Именно этот орган дал название целому типу животных – от асцидий (морских спринцовок) и амфиоксиса (ланцетника) до птиц и млекопитающих. Правда, сохраняется хорда до конца жизни далеко не у всех. Хорошо она просматривается у круглоротых (миноги и миксины), химер, мясистолопастных рыб и осетровых. (Последних даже потрошат ради нее для старинного русского лакомства – пирогов с вязигой.)

Сегменты юньнанозоона на сей раз были отождествлены с мускульными блоками. Общий набор признаков вполне годился для опознания в «зверьке» хордового, подобного ланцетнику, и публикация попала в Nature. С выводами согласились далеко не все: почти сразу в том же издании вышла статья другого коллектива авторов, где юньнанозоон «превратился» в полухордового. Ведь у него вроде бы намечалось трехчастное тело – с хоботком, воротничком и собственно туловищем. Да и жаберный скелет был вполне к месту – в передней части. Оставалось придумать новое место для сегментов, и, поскольку членистой на вид казалась только спинная часть тела, они «сложились» в плавник… Одновременно из того же местонахождения Чэнцзян, которое разрослось до нескольких «фоссил-добывающих» карьеров и по совместительству крестьянских хозяйств, были извлечены сотни ископаемых, очень похожих на нашего героя, но получивших другие имена: Haikouella lanceolate и H. jianshanensis (статьи в Nature и Science соответственно). И в том и в другом названии увековечен уезд Хайкоу, где расположены основные карьеры. Вот эта научно-крестьянская индустрия и стала третьим важным фактором, благодаря которому на-гора были выданы десятки тысяч чэнцзянских окаменелостей.

Хайкоуелла имени ланцетника виделась почти что позвоночным – с глазами, сердцем, спинной и брюшной аортами и двумя нервными тяжами; хайкоуелла цзяньшаньская с наружными жабрами – в лучшем случае примитивным вторичноротым животным. На самом деле, как это нередко случается в палеонтологии, все эти «отпечатки», т. е. тельца с минерализованными органами и тканями, представляли собой немного по-разному сохранившиеся остатки все того же юньнанозоона…

Неутомимый Хоу Сянь-Гуань с молодыми коллегами из Юньнаньского университета и двумя блестящими специалистами по древним хордовым – Ричардом Элдриджем и Марком Парнеллом из Лейстерского университета – обследовали еще несколько каменных блоков с многочисленными отпечатками этого ископаемого. Подводя итоги истории его изучения, они пришли к выводу, что все выводы пока что преждевременны. У юньнанозоона были плотные структуры, сравнимые с жаберными дугами (первая пара этих дуг и казалась подозрительными «аортами»), и округлые жаберные щели, открывающиеся между ними, – все как у вторичноротых. Дуги находились в самом теле, а прежнее впечатление о наружных жабрах сложилось при изучении остатков, которые частично распались, прежде чем мягкие ткани заместились минералами. Сегментированной оказалось почти вся верхняя часть туловища, к тому же весьма объемная. Но винтообразный кишечник и странные шаровидные парные объекты в брюшной полости (вероятно, гонады – органы размножения) по-прежнему не позволяли сопоставлять юньнанозоона с кем бы то ни было вообще (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Отпечаток юньнанозоона (Yunnanozoon lividus), длина 4 см; вид сбоку: в передней части – жаберные дуги с двойным рядом лепестков каждая (слева), гонады (снизу по центру) и поперечные мускульные блоки (в верхней части); раннекембрийская эпоха (518 млн лет); Чэнцзян, пров. Юньнань, Китай (Фанчень Чжао, НИГПАН)

Учитывая «разночтения», более достойным кандидатом в предки всех хордовых стала представляться открытая еще в начале прошлого века пикайя (Pikaia gracilens) из не менее знаменитого среднекембрийского лагерштетта – сланца Бёрджесс, возрастом около 505 млн лет (рис. 1.2). Правда, и у нее обнаружились странные парные щупики на голове и разветвленные наружные жабры, как у каких-нибудь моллюсков…