Чтение онлайн

На протяжении своего долгого царствования на Земле — почти 180 миллионов лет — динозавры разнообразились и эволюционировали. Динозавры конца мелового периода и не узнали бы своих триасовых предков. Но как это ни покажется удивительным, почти все их главные группы сохранялись вплоть до конца мела, подтверждая предположение, что их вымирание было вызвано каким-то катастрофическим кратковременным событием, а не постепенным эволюционным изменением.

Пожалуй, самой бросающейся в глаза тенденцией в ископаемой летописи динозавров является изменение размеров тела. Как уже говорилось, самые ранние их представители были в общем мелкими животными. Большинство знакомых нам огромных тварей из музеев и «Парка юрского периода» жили в конце юрского и в меловой период. Почему началась их эволюция в сторону увеличения размеров, неизвестно, хотя выдвигалось много предположений, начиная с того, что крупные тела и длинные шеи были необходимы, чтобы легче было добираться до пищи на высоких деревьях, и до мысли, что большой размер служил лучшей защитой от хищников (или наоборот, позволял доминировать над другими). Самые большие динозавры были поистине великанами, вес которых оценивается от 80 до 100 тонн!

Большие размеры, достигнутые многими из этих животных, имеет прямое отношение к спору, были ли они теплокровными, поскольку одним из следствий большого размера тела является термальная устойчивость. Животные теряют тепло через поверхность своего тела; хорошо известное соотношение между площадью их поверхности и объемом (который тесно связан с весом) объясняет тот факт, что, например, современная ящерица игуана приходит к термическому равновесию со своей средой гораздо быстрее, чем какой-нибудь восьмидесятитонный бронтозавр после внезапного изменения температуры. По той же причине крупному животному труднее избавиться от тепла, порождаемого обменом веществ, чем мелкому. Как следствие этих рассуждений было высказано предположение, что некоторые особенности анатомии динозавров, как, например, необычные треугольные пластины на спине стегозавра, столь хорошо видные на рис. 9.5, использовались в качестве охлаждающего устройства. Это предположение не кажется столь уж притянутым за уши, поскольку детальный анализ окаменелых остатков показал, что эти костные наросты были густо пронизаны кровеносными сосудами. И все же стегозавры отнюдь не были столь огромными, как многие другие динозавры, и ничего похожего на эти странные спинные плавники не появилось в других группах динозавров, так что их истинное назначение все еще неясно.

Тем не менее имеется существенное косвенное свидетельство того, что по крайней мере некоторые динозавры могли регулировать температуру своего тела. Одним из сильнейших указаний на это является расстояние между сердцем и мозгом. Очевидно, что у многих динозавров это расстояние было велико, достигая нескольких метров, и притом голова располагалась много выше туловища. Поэтому кровяное давление, необходимое для доставки свежего кислорода к клеткам мозга — без чего они бы погибли, — должно было быть довольно высоким. Хотя мягкие части тела, содержащие кровеносную систему динозавров, не сохранились в окаменел остях, это косвенное свидетельство показывает, что они могли эффективно перекачивать кровь при низком давлении от сердца к легким, чтобы напитать ее кислородом, и при высоком давлении — от сердца к мозгу, чтобы доставить его к клеткам мозга. Короче говоря, у них должна была быть кровеносная система, похожая на систему теплокровных животных с высокой скоростью метаболизма. Тем не менее мы никогда не сможем быть уверенными в этом, поскольку — приносим наши извинения Майклу Кричтону — вряд ли кому-нибудь удастся измерить у динозавра температуру.

Но как ни удивителен был мир динозавров, их история не является единственно важной в течение мезозоя. Мы уже бегло касались звероящеров, появившихся еще до начала мезозоя. Но нашего внимания заслуживают еще три группы организмов, хотя в книге такого объема, как наша, невозможно уделить им (и многим другим, даже не упомянутым группам) то внимание, которого они заслуживают. Мы имеем в виду птиц, насекомых и цветковые растения.

ПТИЦЫ И ПЧЕЛЫ

Мы относимся к птицам, как к чему-то вполне естественному. Тем не менее никто из тех, кто наблюдал, как пеликан скользит по набегающей океанской волне или как сокол на большой скорости срывается вниз за добычей, не может не восхищаться их полетом. Но этого не было вплоть до конца юрского периода, между 140 и 150 миллионами лет назад, когда первые птицы устремились в небо. Насекомые к этому времени уже давно открыли преимущества полета; еще до появления птиц существовали летающие рептилии, но все остальные существа были либо привязаны к земле, либо жили в воде.

Первыми летающими позвоночными были рептилии, у которых один из пальцев на передних конечностях очень удлинился, играя роль опоры для кожной перепонки, служившей в качестве крыла. Это были птерозавры, что буквально означает «крылатые ящеры». Древнейшие из птерозавров появились в конце триасового периода, приблизительно за 70 миллионов лет до настоящих птиц и, по-видимому, господствовали в воздухе, пока их в конце концов не сменили птицы. Подобно динозаврам, некоторые птерозавры достигали гигантских размеров: у самого большого из открытых птерозавров размах крыльев достигал 50 футов (около 15 метров) или даже больше — больше, чем у многих самолетов! У этих летающих ящеров были большие, усеянные зубами челюсти, но тела их были небольшими и, вероятно, без мощных мускулов, необходимых для длительной работы крыльев. Они были опытными планеристами, а не мастерами полета, использующими для перемещения в воздухе силу ветра.

Птицы эволюционировали совершенно отдельно от птерозавров и достигли гораздо больших успехов в достижении господства в воздухе. Они могут служить примером общего мотива эволюции — более или менее параллельного развития различных типов структуры тела и различных функций для достижения одной цели — в данном случае для полета. Хотя ископаемая летопись, как и всегда, недостаточно полна для того, чтобы определить всю линию развитию птиц — так, как этого хотелось бы, она все же лучше представлена промежуточными звеньями, чем для многих других групп. Это произошло в результате необычайно хорошей сохранности в одном из известняковых карьеров южной Германии археоптерикса — ископаемого организма, который многие называли недостающим звеном между динозаврами и птицами. И действительно, если бы не превосходная сохранность этих остатков, их вполне можно было бы отнести к динозаврам. У них был череп и зубы рептилии, как и длинный, состоящий из позвонков хвост, но в тонкозернистом известняке, в котором были найдены эти останки, имеются тонкие отпечатки перьев и деталей строения скелета, которые ясно показывают, что археоптерикс был птицей. Все современные птицы, от огромных кондоров, парящих над Андами, до крошечного крапивника в вашем саду, ведут свое происхождение от мезозойских динозавров.

Находка археоптерикса была большой удачей для палеонтологов, поскольку остатки птиц встречаются нечасто. И тем не менее их набралось достаточно, чтобы установить, что птицы приняли первенство как мастера полета от птерозавров в течение мелового периода. Именно в это время они обрели крепкий, с полыми костями скелет, характеризующий современных птиц, позволив им стать гораздо более эффективными мастерами полета, чем были и птерозавры, и их собственные предки.

Менее бросающимися в глаза, но все же важными обитателями воздушной среде в мезозое были насекомые, которые вышли на сцену еще раньше — в палеозое. Однако насекомым пришлось плохо во время массового вымирания в конце пермского периода; к началу мезозоя их численность сильно сократилась. Впрочем, они быстро оправились; количество их видов и групп сильно увеличилось на протяжении мезозоя.

Насекомые находятся в сильной и взаимной зависимости от растений. Некоторые из них являются санитарами, питающимися остатками погибших растений, другие — вредители, истинное бедствие для некоторых типов растений. Некоторые насекомые являются симбионтами, выполняя важные функции для тех самых растений, которые служат им пищей. Мы часто ассоциируем насекомых с цветами или фруктами — черви внутри яблок, пчелы в цветах, — но в течение большей части мезозоя цветковых растений еще не было. И действительно, состоящий только из папоротников, цикадовых, гингко и хвойных ландшафт большей части мезозоя был приятно зеленым, но тем не менее однообразным. Несмотря на это, тщательное изучение ископаемых остатков показывает, что великое разнообразие способов и привычек питания у современных насекомых уже существовало еще до появления цветковых растений. Это было поразительное открытие, ибо долгое время считалось, что появление цветковых растений явилось важным стимулом в эволюции насекомых. Однако несмотря на тот факт, что между отдельными цветковыми растениями и насекомыми развились многочисленные и тесные взаимоотношения, кажется вероятным, что в целом от развития цветов больше выиграли растения, чем насекомые. Цветы привлекали насекомых, а те в свою очередь дали растениям то преимущество, что, перенося пыльцу с одного растения на другое, неминуемо оплодотворяли их.

Цветковые растения — так называемые покрытосеменные, или ангиоспермы, появились только 100 миллионов лет назад, в меловой период. Тем не менее они быстро стали господствующим типом растительной жизни на суше и остаются таковыми и по сей день. Они населяют различного типа местности от сухих пустынь до тропических дождевых лесов и встречаются от экватора и до высоких арктических широт. Не все из них имеют цветы, которые вы можете найти в специализированном цветочном магазине, но все они имеют одну ключевую особенность, обеспечивающую процесс воспроизводства растений, а именно семя с защитной оболочкой, окруженное готовым запасом питательных веществ. Цветковые растения развили невероятное богатство окрасок, запахов и видов плодов и все это — в сложных и взаимных отношениях с животным миром. Не только насекомые принимают участие в опылении цветковых растений: птицы и млекопитающие тоже распространяют и рассеивают семена, часто на большие расстояния. Без обилия и разнообразия цветковых растений мир был бы гораздо беднее, чем теперь.

МЕЗОЗОЙСКИЕ ОКЕАНЫ

Мы завершаем это краткое путешествие по мезозойской Земле небольшим комментарием о жизни в океанах. Здесь, как и на суше, тоже произошли драматические изменения. Пожалуй, одно из самых важных случилось в конце эры среди мелких организмов, населяющих самый верхний, освещенный солнцем слой океанов — планктона. Термин «планктон» имеет широкое значение, обозначая всех мелких животных и растения, которые либо пассивно плывут, либо медленно перемещаются по морям. В меловой период произошел настоящий взрыв массы планктона, который откладывал скелетики или раковинки двух типов — сложенные кремнеземом и карбонатом кальция. Карбонат кальция, как мы уже отмечали, является главной составной частью известняка, а кремнезем имеет формулу SiO2, то есть это то же, что и кварц, и является главной составной частью породы, называемой «черт» или кремнистый сланец. Этот взрыв массы планктона радикально изменил типы осадков, которые накапливались на морском дне, потому что в то время, как органические части планктона после смерти организмов разлагаются, их минерализованные скелеты часто сохраняются и опускаются на дно. Впервые за долгую историю Земли очень большие массы кремнеземных скелетов, которые впоследствии, затвердев, превратились в кремнистый сланец, начали накапливаться в отдельных областях глубоких морей. Мощные отложения ила, состоящие из крошечных остатков раковинок из выделявшегося планктоном карбоната кальция, накапливались как никогда раньше. Знаменитые меловые утесы Дувра, в юго-восточной части Англии, являются одним из примеров огромного количества такого материала, накопившегося в течение мелового периода. На Земле их известно гораздо больше. Даже само название этого периода происходит от слова «мел», а европейские названия его — от латинского слова «крета», означающего тоже «мел». По какой причине кальциевый планктон так бурно развивался во второй половине мелового периода, все еще не совсем понятно. Такие мощные толщи меловых осадков никогда впоследствии за аналогичные по длительности периоды времени не отлагались.

Высокая биологическая продуктивность океанов мелового периода создавала идеальные условия и для накопления нефти. Она образуется в условиях, когда органический материал, захваченный осадками, медленно покрывается другими осадками и подвергается воздействию увеличивающихся температур и давлений, которые превращают исходный органический материал в нефть. Те осадки, которые откладывались вдоль окраин пролива Тэтис — тропического субширотного океана, возникшего в мезозое в результате раскола Пангеи — и сохранились в мезозое, были богаты органическим материалом. Многие из современных важных нефтяных полей залегают в этих осадках — в России, на Среднем Востоке, в Мексиканском заливе и вокруг него, а также в Техасе и Луизиане. Как уже указывалось, мезозойский период закончился какой-то глобальной катастрофой, которая стерла с лица Земли большое количество видов животных и растений, включая и всех динозавров. Как именно произошло это внезапное массовое вымирание, неизвестно, но имеются веские данные в пользу предположения, что хотя бы частичной его причиной было падение на Землю какого-то крупного объекта из космоса, о чем будет говориться в следующей главе. Как это ни удивительно, но, к счастью для нас, млекопитающие, очевидно, мало пострадали от этого всемирного кризиса. Мы, потомки этих выживших тогда млекопитающих, в конце концов, может быть, и соберем достаточно данных, сохранившихся в горных породах, чтобы ответить на вопрос — почему.