Чтение онлайн

Возможно, мы никогда не узнаем, почему животные, которые раньше расставляли ноги в стороны, поставили их вертикально, но это, вероятно, было следствием пермского вымирания. Нетрудно представить, что такая способность дала архозаврам преимущество в хаосе после вымирания, когда экосистемы изо всех сил пытались оправиться от вулканического загрязнения, было невыносимо жарко, а пустующие экологические ниши только и ждали, пока их займет кто-нибудь, способный выжить в этой преисподней. Ставить ноги вертикально – один из способов, который позволил животным восстановить, а то и укрепить позиции после вулканических извержений.

Эти новые архозавры с конечностями, подведенными под туловище, не только выжили, но стали процветать. Начали они довольно скромно в разрушенном мире раннего триаса, но постепенно эволюционировали в ошеломляющее разнообразие видов. Очень рано они разделились на две основные линии, которые будут сражаться друг с другом в эволюционной «гонке вооружений» до конца триасового периода. Что примечательно, обе эти линии существуют и сегодня. Первая – псевдозухии, от которых позднее произошли крокодилы. Псевдозухий обычно называют крокодилоподобными архозаврами. Вторая, авеметатарзалии, породила птерозавров (летающих рептилий, которых часто называют птеродактилями), динозавров и, наконец, птиц, которые, как мы увидим, произошли от динозавров. Эта группа называется птицеподобными архозаврами. Следы проротодактиля из Стрычовице – одно из первых появлений архозавров в палеонтологической летописи, следы прапрапрабабушки всего этого зверинца.

К какой именно группе архозавров относился проротодактиль? Ответ дают характерные признаки следов. Отпечаток оставляют только пальцы, а не плюсневые кости, образующие свод стопы. Три центральных пальца сгруппированы очень близко друг к другу, два других редуцированы до едва заметных обрубков, а задний конец спрямленный и острый. Все это может показаться мелочами, и во многом так оно и есть. Но как врач может диагностировать болезнь по симптомам, так и я могу распознать по этим признакам динозавров и их ближайших родственников. Вот уникальные признаки строения скелета стопы динозавра: «пальцехождение», при котором с землей соприкасаются только пальцы; очень узкая стопа, в которой соединены плюсневые кости и пальцы; до нелепости атрофированные наружные пальцы; шарнирный сустав между пальцами ног и плюсневыми костями, который характеризует лодыжку динозавров и птиц, способную двигаться только взад-вперед, безо всякой возможности скручивания.

Следы проротодактиля были оставлены птицеподобным архозавром, близким родственником динозавров. Говоря по-научному, это делает проротодактиля динозавроморфом. К ним относятся сами динозавры и горстка их ближайших родственников – те несколько веточек на древе жизни чуть ниже динозавров. После появления вертикально ходящих архозавров происхождение динозавроморфов стало следующим крупным эволюционным событием. Они не только гордо стояли на прямых конечностях, у них также были длинные хвосты и сильные мышцы ног, что позволяло им двигаться быстрее и эффективнее других архозавров.

Будучи одним из первых динозавроморфов, проротодактиль – это что-то вроде динозавровой версии Люси, знаменитой окаменелости из Африки, которая принадлежит человекоподобному существу, но не совсем Homo sapiens. Точно так же как Люси похожа на нас, проротодактиль выглядел и вел себя как динозавр, но все договорились не считать его настоящим динозавром. Просто ученые давно придумали следующее определение динозавров: это группа, включающая растительноядного игуанодона, хищного мегалозавра (двух из трех первых динозавров, найденных учеными в 1820-х гг.) и всех потомков их общего предка. Поскольку проротодактиль появился не от этого общего предка, а несколько раньше, то по определению он не настоящий динозавр. Но это просто слова.

В случае проротодактиля мы видим следы, оставшиеся от животного, которое эволюционировало в динозавров. Оно было размером с домашнего кота и весило в лучшем случае 4–5 кг. Ходило на четырех конечностях, оставляя отпечатки и передних, и задних лап. Сами конечности, должно быть, были довольно длинными, судя по большим промежуткам между последовательными отпечатками одних и тех же передних и задних ног. Задние ноги, должно быть, были особенно длинными и тонкими, потому что их следы часто располагаются перед отпечатками передних лап, то есть задние лапы переступали передние. Передние лапы были маленькими и подходили для хватания, а длинные компактные ступни были идеальны для бега. Проротодактиль был долговязым на вид животным, быстрым, как гепард, но с нескладными пропорциями ленивца. Не таким ожидаешь увидеть предка тираннозавра и бронтозавра. И он был не очень-то распространен: менее 5 % всех следов в Стрычовице принадлежат проротодактилю, а значит, эти протодинозавры поначалу не были особенно многочисленными или успешными. Напротив, их намного превосходили числом мелкие рептилии, земноводные и даже другие примитивные архозавры.

Эти редкие, странные, не-совсем-настоящие-динозавры продолжали развиваться по мере того, как мир приходил в себя в раннем и среднем триасе. Так говорят польские окаменелости, идущие по порядку, как страницы романа. В таких местах, как Вюры, Паленги и Баранув, находят массу следов динозавроморфов – ротодактиля, сфингопа, парахиротерия, атрейпа, которых со временем становится все больше. Появляется все больше видов следов; они становятся крупнее и разнообразнее, у некоторых даже исчезают наружные пальцы ног. У других исчезают отпечатки передних лап – эти динозавроморфы ходили только на задних. Уже 246 млн лет назад динозавроморфы размером с волков носились на двух ногах и хватали добычу когтистыми передними лапами, действуя как уменьшенная версия тираннозавра. Они жили не только в Польше; их следы также находят во Франции, Германии и на юго-западе США, а кости обнаружены в Восточной Африке, Аргентине и Бразилии. Большинство из них ели мясо, но некоторые стали вегетарианцами. Они стремительно двигались и росли, имели быстрый метаболизм и были активными, подвижными животными по сравнению с сонными амфибиями и рептилиями вокруг.

Однажды кто-то из этих примитивных динозавроморфов превратился в настоящего динозавра. Это изменение было радикальным только по названию. Граница между нединозаврами и динозаврами – нечеткая и искусственная, это просто результат договоренности ученых. Так же как ничего принципиально не меняется, когда вы проезжаете границу между Иллинойсом и Индианой, не было никакого эволюционного скачка: просто один динозавроморф размером с собаку превратился в другого динозавроморфа размером с собаку и оказался как раз над разделительной линией на генеалогическом древе, которая обозначает динозавров. Этот переход включал в себя появление лишь нескольких новых признаков в строении скелета: длинный рубец на костях передней конечности, к которому крепились мышцы, перемещающие кисти внутрь и наружу; выступы на шейных позвонках для крепления более сильных мышц и связок и открытый, окошкообразный тазобедренный сустав. Изменения незначительные, и, честно говоря, их точную причину мы не знаем, но зато мы знаем, что переход от динозавроморфов к динозаврам не был крупным эволюционным скачком. Гораздо важнее было появление самих динозавроморфов – подвижных, сильных и быстрорастущих.

Первые настоящие динозавры возникли от 230–240 млн лет назад. Точнее сказать сложно из-за двух проблем (моей головной боли), которые все еще ждут, пока их решат. Во-первых, самые первые динозавры настолько похожи на своих динозавроморфных кузенов, что трудно отличить даже их скелеты друг от друга, не говоря уже о следах. Например, загадочный ньясазавр, известный по фрагменту передней конечности и нескольким позвонкам, найденным в отложениях Танзании возрастом примерно 240 млн лет, может быть самым старым динозавром в мире. А может, это просто еще один динозавроморф не с той стороны генеалогического раздела. То же можно сказать и о некоторых польских отпечатках, особенно о крупных, оставленных животными, ходящими на задних лапах. Возможно, какие-то из них были оставлены самыми настоящими динозаврами. У нас просто нет хорошего способа разделить следы самых ранних динозавров и их ближайших нединозавровых родственников – настолько похоже строение их лап. Но возможно, это не так уж и важно, ведь происхождение настоящих динозавров гораздо менее значимо, чем появление динозавроморфов.

Во-вторых, другая, гораздо более вопиющая проблема: многие костеносные триасовые породы, особенно из раннего и среднего триаса, очень плохо датируются. Лучший способ определить возраст пород – это так называемое радиометрическое датирование, при котором мы сравниваем соотношение двух разных типов элементов в скале, например калия и аргона. Суть вот в чем. Когда жидкий камень охлаждается и затвердевает, образуются минералы. Они состоят из определенных элементов, в том числе калия. Один изотоп калия (калий-40) нестабилен, и в процессе так называемого радиоактивного распада он превращается в аргон-40 и испускает небольшое количество излучения, из-за которого потрескивает ваш счетчик Гейгера. Как только камень твердеет, неустойчивый калий внутри начинает превращаться в аргон. При этом накапливающийся аргон оказывается заперт внутри минерала, где можно измерить его количество. Из лабораторных опытов мы знаем скорость, с которой калий-40 превращается в аргон-40. Зная эту скорость, мы можем взять камень, измерить процентное соотношение двух изотопов и рассчитать, сколько камню лет.

Радиометрическое датирование произвело революцию в геологии в середине XX в. У истоков этого метода стоял англичанин по имени Артур Холмс, который когда-то занимал кабинет через несколько дверей от моего в Эдинбургском университете. Сегодняшние лаборатории, например New Mexico Tech и Центр исследований окружающей среды шотландского Университета в Глазго, – это высокотехнологичные ультрасовременные объекты, где ученые в белых халатах работают с приборами стоимостью во много миллионов долларов и размером больше моей старой квартирки на Манхэттене, чтобы определить возраст микроскопических кристаллов породы. Метод настолько совершенный, что камни возрастом в сотни миллионов лет могут быть точно привязаны к небольшому промежутку времени всего в несколько десятков или сотен тысяч лет, а независимые лаборатории регулярно получают одни и те же результаты, даже когда вслепую тестируют образцы из одних и тех же пород. Хорошие ученые так проверяют свою работу, чтобы убедиться в работоспособности методики, и многочисленные проверки показали надежность радиометрического датирования.