Текст книги "Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих"

Глава четвертая
Первая эра млекопитающих

Все эти группы сейчас очень различаются, и мы, естественно, возвращаемся к древним временам, чтобы спросить, как каждая из них ступила на свой путь. Но тут мы сталкиваемся с историей настолько странной, что в нас пробуждается страстное желание открыть великую книгу природы, еще глубже вникнуть в ее тайны, попытаться найти объяснение…

Арабелла Бакли. Победители в гонке жизни

Меньше всего на уроках истории меня интересовали королевские особы и битвы. Почти все наши занятия вели белые мужчины средних лет, которые рассказывали нам о других белых мужчинах средних лет и войнах, в которых они участвовали. Эти войны обычно развязывались по прихоти более богатых белых мужчин, которые вместе со своими богатыми белыми женами создавали империи, вторгались друг в друга и снова рушились… только для того, чтобы их сменили новые империи, короли и люди, которых снова посылали на войну. Военная история и королевства действительно плывут в одной лодке, но акцент на славе победы – это довольно поверхностный взгляд на историю. И к тому же очень женоненавистнический и обычно рассказываемый с евроцентрической точки зрения. Что делали обычные люди? Что происходило в Австралии? Или Аргентине? Прошлое – это не просто список королей и карты их изменчивых границ.

До недавних пор историю писали обычно мужчины и о мужчинах (я обобщаю, но в основном это правда)^{1, 2}. То же самое было верно и в отношении эволюционной истории. Язык завоевания пронизывает то, как мы говорим об эволюции: животные доминируют, они короли джунглей, они правят морями/сушей/небом, а все остальные группы сидят в их тени, как вассалы. Ужасно утомительно всегда говорить о взлете и падении жизни как о череде деспотических империй.

Однако верно то, что у групп животных были взлеты и падения, когда они были самыми разнообразными и многочисленными на Земле. Мы называем девонский период «эрой рыб», потому что их было ну очень много как в море, так и в летописи окаменелостей, и они занимались чертовски интересными вещами, в то время как большинство других животных только-только появлялись где-то на задворках. Например, были «бронированные» рыбы, еще одно военизированное описание. Как и в случае с человеческой историей, наше изображение эволюции предвзято и отражает культуру тех, кто ее рассказывает (и я не исключение). Когда дело доходит до нашего восприятия «доминирующей» жизни, оно искажается тем, на чем мы фокусируемся (или что мы умалчиваем), а в некоторых случаях такой подход просто неверен.

Например, сейчас мы живем в «эру млекопитающих». Возможно, вы уже догадались, что я очень люблю млекопитающих. Однако чтобы сказать, что они – доминирующая форма жизни за последние 66 миллионов лет, надо иметь туннельное зрение. Сегодня в мире насчитывается более 5500 видов млекопитающих, по сравнению с ошеломляющими 18 000 видов птиц и более чем 35 000 видов рыб [38]38
   Согласно «Каталогу рыб Эшмейера», на 15 июня 2020 года насчитывается 35 519 видов рыб.


[Закрыть]. И это всего лишь позвоночные. Среди насекомых одних только жуков насчитывается более полутора миллионов видов. Причина, по которой наше время получило такое прозвище, заключается в том, что млекопитающие являются самыми крупными позвоночными на Земле, а мы почему-то сосредоточены на размерах – в свете мужского уклона в истории и науке, делайте с этими выводами что хотите. Они также исключительно разнообразны с точки зрения формы тела и того, как они выживают в бесчисленных средах обитания. И, честно говоря, мы просто питаем к ним слабость, к нашим мохнатым братьям и сестрам.

Но истинная «эра млекопитающих» на самом деле наступила очень давно. Возможно, вы пропустили ее, пока листали учебник по эволюции. В научно-популярном разделе книжных магазинов почти нет работ на эту тему (до сих пор). Мы склонны пропускать эту эру мимо ушей, подобно тому, как мои учителя истории переходили от каменного века прямиком к Первой мировой войне, игнорируя великие изобретения китайской цивилизации или умопомрачительное исследование островов Тихого океана меланезийцами. Мы переходим от рыб к динозаврам, небрежно перескакивая 250-миллионный промежуток в истории. Самое бо́льшее, это мимолетный намек на ошибочную «звероподобную рептилию», которая иногда случайно попадается в одном ряду с динозаврами, после чего мы окунаемся в суть эры рептилий.

Где эти недостающие миллионы лет? Чем занимались животные в промежутке между выползанием на сушу и превращением в настоящих годзилл? Позвольте мне раздвинуть листву и показать первое большое распространение позвоночных животных. Эти существа оптимизировали вегетарианство и устроили тест-драйв хищничества. Невероятное разнообразие размеров и форм синапсидов, а также адаптации, чтобы жить на суше на полную катушку, определяют этот позабытый период геологического времени как истинную первую «эру млекопитающих».

Мы неуклюже тряслись по грунтовой дороге. Машину немилосердно трясло на ухабах по направлению к морю. Мы припарковались в конце трассы, а за нами еще две машины и внедорожник. В них были представители Шотландского фонда природного наследия, а также сотрудники и волонтеры музея Элгина [39]39
   Один из старейших независимых музеев Великобритании, открывшийся в 1843 году. Его стоит посетить ради невероятной коллекции окаменелостей, а также местных исторических экспонатов.


[Закрыть]. Снаружи нас встретил типичный шотландский зимний день: солнце притворялось, что светит, а воздух был острым, как иглы, холод Северного моря забирался нам в рукава и пробирал до костей.

Я присоединилась к группе вместе с Николасом Фрейзером, хранителем отдела естественных наук Национального музея Шотландии в Эдинбурге и одним из моих научных руководителей. Фрейзер специализируется на палеонтологии триаса, периода, когда после самого разрушительного массового вымирания всех времен жизнь перезапустилась, как вышедший из строя компьютер (подробнее об этом позже). В карьерах вокруг Элгина в округе Мори, на северо-востоке Шотландии, добывались одни из первых в мире образцов пермских и триасовых животных, что принесло этому месту охраняемый статус. Фрейзера, специалиста по триасовому периоду и хранителя крупнейшего музея Шотландии, попросили приехать в Элгин, чтобы оценить необходимость дальнейшей охраны карьеров Мори.

Мы отправились по тропинке в сторону моря. По обе стороны устрашающие стены утесника скрывали вид и отпугивали случайно заблудших странников. В конце концов мы добрались до побережья, скалы под нами обрывались выступами песчаника, которые опускались в бурлящее море. Ветер был таким сильным, что перехватывало дыхание. В носу защекотало от запаха воды и водорослей. Мы почти могли различить противоположный берег залива Мори-Ферт на расстоянии более 30 миль, скрытый тяжелыми облаками. Вода была темной и неспокойной, изредка вспарываемая лодками полных надежд мореплавателей.

Когда я уже начала гадать, ради чего мы зашли так далеко и в такой мороз, мы завернули за угол, и земля разверзлась. Под нами был карьер диаметром более 100 метров. Задняя стена представляла собой неровный утес, испещренный тонкими полосками скважин, которые рабочие пробурили сверху, чтобы взорвать поверхность. Слева примостились три ржавые хижины, их края были настолько изъедены солью и временем, что, казалось, от легкого прикосновения они сложатся как карточный домик. В самом сердце карьера возвышались валуны диаметром в несколько метров. За ними лежали кучи щебня с расчищенными между ними песчаными дорожками и широкими мерцающими лужами.

Это был Клашах, действующий карьер по добыче песчаника и источник строительного материала для объектов по всей Шотландии. А также одно из крупнейших в Шотландии мест с окаменелыми следами и ископаемыми пермского периода.

С земли Клашаха содрали кожу, обнажив бледно-желтые внутренности. Песчаник возрастом 260 миллионов лет был довольно мягким – одна из причин, по которой карьер годами не использовался. Но в 1990-х, когда Музей Шотландии и Королевский музей объединили свои коллекции в здании Национального музея Шотландии в Эдинбурге, для облицовки нового здания выбрали песчаник Клашаха. Споры о необычном архитектурном проекте стали поводом для заголовков газет по всей Шотландии, но журналисты едва упомянули о том, что возобновление работ в Клашахе окончилось не просто разногласиями из-за строительных материалов. Взрывные работы и добыча полезных ископаемых в этом прибрежном карьере выявили новые следы давно вымерших животных, усеивающие окаменевшие дюны.

Сейчас ведется только мелкомасштабная добыча полезных ископаемых, в основном для производства гравия [40]40
   Немного камня Клашаха использовалось при строительстве Искупительного храма Святого Семейства (Саграда Фамилия), невероятной базилики в Барселоне, спроектированной ярким Антонио Гауди. Храм строится вот уже 135 лет, и окончание работ пока не предвидится. Камень Клашаха был выбран из-за его сходства с местным испанским камнем Монжуик.


[Закрыть]. Компания с правом аренды хотела расширить свою деятельность за счет новых участков, и мы приехали помочь им в принятии решения. В частности, выяснить, нужна ли карьеру Клашаху официальная охрана или же ископаемые следы давным-давно исчерпаны.

Карьер был пуст, когда наша группа из семи человек вошла внутрь. Наши ноги утопали в толстом слое заболоченного песка – стока от медленно разрушающегося камня. Мы добрались до больших валунов в центре «амфитеатра». Сотрудники музея Элгина объяснили, что рабочие часто откладывали валуны в сторону, потому что на них были следы. Мы лазали вокруг них в поисках чего-то нового. Мои пальцы перебирали песчинки и маленькие комочки, не больше мошки.

Дальше лежали каменные плиты размером с двуспальную кровать. Когда мы приблизились, солнце склонилось над мерцающими персиковыми поверхностями. Внезапно отпечатки пермских лап приобрели резкий рельеф. Чем-то напоминало поздний вечер на пляже во время отлива, когда собаки и бродячие береговые птицы оставляют свои следы на влажном песке. Сначала отпечатки казались не более чем чередующимися углублениями, но потом мы начали различать когти: то впивающиеся, то разъезжающиеся в стороны. Некоторые отпечатки были размером с ладонь, другие – с отпечаток большого пальца. Среди следов встречались и отпечатки пальцев ног. Даже самые загадочные знаки начали обретать смысл, когда я следовала ритму неспешной ходьбы.

Призраки пермских зверей бродили вокруг нас.

Пермский период так назвали неспроста, а в честь края России. Возле школы в городе Перми на довольно невзрачной глыбе серого камня установлен памятный знак:

Родерику Импи Мэрчисону (R.I. Murchison), шотландскому геологу, исследователю Пермского края, назвавшему последний период палеозойской эры ПЕРМСКИМ (perm)³.

Памятник геологическим подвигам Мэрчисона также украшает берег реки Чусовой, притока могучей Волги, протекающей по Пермскому краю и берущей начало в Уральских горах. На этом мемориале изображен зуб акулы геликоприон из пермского периода, который растет причудливой спиралью в ее нижней челюсти – по сравнению с такой циркулярной пилой акула в «Челюстях» все равно что ребенок с консервным ножом. Мэрчисон – один из самых известных геологов Шотландии (а на нашем счету их немало), он оставил свой отпечаток на этих далеких горах и их жителях благодаря тому, что в 1840-х годах вместе со своими приятелями занимался геологией в России. Стоит поблагодарить его за то, что он украсил этот период времени таким названием.

Земля пермского периода, длившегося 298–252 миллиона лет назад, сохранила несколько каменноугольный облик. Континенты все еще сжимались тесной кучкой, но падение уровня моря, начавшееся в предыдущую эпоху, продолжалось, обнажая огромные площади суши, которые ранее были внутренними морями. Мир полнился крайностями – наполовину вода, наполовину суша – и создавал экстремальные условия обитания. Ближе к полюсам простирались прохладные леса умеренного пояса, оставшиеся от густого зеленого мира раннего каменноугольного периода. Но они высохли и были заполнены хвойными деревьями и семенными папоротниками. Сами полюса в конечном счете освободились ото льда благодаря беспрепятственной циркуляции океана и постоянному потеплению и высыханию суши. Вдоль побережья океана Палеотетис сезонные муссоны обрушивались на ландшафт, создавая пышную и влажную среду обитания.

Отрезанные от моря огромные пространства внутреннего суперконтинента на экваторе и в средних широтах достигали обжигающих температур более 40° по Цельсию, выжигая недра Гондваны и Лавразии. Шотландия была в самом сердце Северной Пангеи. Будучи частью засушливой, продуваемой всеми ветрами пустыни, такой как Намиб или Сахара сегодня, этот регион был суровым для выживания. Тем не менее окаменелости этих древних дюн свидетельствуют о том, что жизнь не только адаптировалась, но и процветала.

Сложные экосистемы пермского периода часто упускаются из виду, когда люди рассказывают великую историю эволюции. Попросите кого угодно, не палеонтолога разумеется, рассказать вам о перми, и он нарисует пробел в 50 миллионов лет. Но то был не просто другой период времени, это была другая Земля. Животные, населявшие ее, упорно двигались по лестнице эволюции. Среди этих могучих животных были одни из первых травоядных четвероногих. Они выросли до гигантских размеров, прямо-таки пантагрюэлевских, и обзавелись рогами в качестве защиты задолго до трицератопсов. Первые быстро бегающие охотники рыскали по окрестностям, оскалив свои саблезубые пасти. Та добыча, которая не смогла вырасти, съежилась и зарылась глубоко в землю в поисках безопасности.

Может показаться трудным представить себе планету, полную динозавров, но вот пермский период рисует по-настоящему инопланетный мир. И все же он предвосхитил наш собственный. Этот ландшафт, без единого динозавра, был игровой площадкой для наших древнейших и могущественнейших предков-млекопитающих.

Ничто не кажется настолько далеким от жаркой пермской пустыни, как шотландский карьер в ноябре. Я шарила по обломкам песчаника в шерстяных слоях одежды в поисках окаменелостей. Изучение следов входит в более широкую область изучения окаменелостей, называемую ихнологией. В сферу интересов этой области входят отпечатки, норы и помет – не сами ископаемые животные, а их следы в окружающем мире. В Шотландии ихнология началась после обнаружения следов животных с позвоночником и четырьмя конечностями. Они принадлежали нашим синапсидным предкам и их современникам, которые жили в испепеляющем сердце Пангеи.

В Дамфрисе, на холмах Юго-Западной Шотландии, есть породы более древние, чем в Элгине, но относящиеся к тому же периоду времени. В начале девятнадцатого века рабочие каменоломен на участке под названием Корнкокл-Мьюир заметили множество отметин на пластах красноватого песчаника, которые они вырубали для строительного материала. Любопытные местные жители собрали несколько таких следов, а некоторые даже вставили их в стены летнего домика в качестве диковинки⁴.

К 1828 году странные отметины привлекли внимание викторианских натуралистов, включая Уильяма Бакленда. Прошло всего четыре года с тех пор, как он описал и назвал первого динозавра, мегалозавра, и упомянул его менее заметного, но не менее важного компаньона, мезозойское млекопитающее амфитерия (Amphitherium). Бакленд узнал о следах на шотландских границах после того, как получил слепки от преподобного Генри Дункана из прихода Рутвелл, шотландского священника и геолога. «Профессор [был] … полностью убежден в том, что по этой скале, когда та была в мягком состоянии, прошлись четвероногие…»⁵

Бакленд попросил преподобного Дункана прислать ему больше образцов «любой ценой». Итак, Дункан и его друг Джеймс Грирсон посетили каменоломню в Корнкокле. Грирсон описал увиденное следующим образом:

Большое количество отпечатков в непрерывной последовательности – их равноудаленность друг от друга, направление пальцев наружу, скольжение стопы по поверхности, более глубокий отпечаток носка, а не пятки… острые и четко очерченные следы трех когтей на ноге животного – эти обстоятельства немедленно привлекают внимание наблюдателя, заставляя его признать, что сему есть только одно объяснение.

Объяснение состояло в том, что четвероногие обитатели ходили по этим песчаным дюнам «до потопа».

В том же году, когда Грирсон представил свое описание, Дункан выступил с речью⁶. В отличие от краткого обзора Грирсона, Дункан красноречиво и полно описал эти необычные окаменелые следы, «варьирующиеся по размеру от заячьей лапы до копыта жеребенка». Он уделил гораздо больше внимания деталям, отметив не только размер и расстояния между отпечатками, но и их глубину и форму. Дункан использовал форму, или морфологию, отпечатков, чтобы представить поведение и пропорции тех, кто их оставил, – ранее такое никто не предпринимал. Смещенный песок указывал на то, что животные двигались вверх или вниз по крутым склонам, «осторожно опуская одну лапу вниз в поисках надежной опоры, а затем вытягивая другую таким же образом, в то время как задние лапы [двигались] попеременно…» Дункан также предположил, что более глубокие отпечатки передних лап указывают на то, что животные были более массивными в области головы и плеч.

Вид животных, оставивших эти пермские отпечатки, еще не был изучен. Общественность все еще отходила от описания первых динозавров. Саму мысль, что что-то млекопитающее – даже в самом широком смысле – населяло древнюю Землю задолго до появления человека, высказывали лишь недавно, основываясь на находке челюсти в Стоунсфилде.

Геологи знали, что породы Корнкокла принадлежат к Новому красному песчанику, названному так по контрасту с гораздо более древним Старым красным песчаником. Большинство натуралистов считали, что во времена Нового красного песчаника жили только рептилии. Поэтому эти первые следы сопоставили с отпечатками ближайших ныне живущих аналогов рептилий: крокодилов и черепах.

Так случилось, что у Бакленда было несколько черепах. Увидев отпечатки и выслушав предположения о том, кто их оставил, он решил провести несколько экспериментов. Естественно, такой эксцентрик, как Бакленд, не обошелся без выпечки.

«Во-первых, я заставил крокодила пройтись по мягкому тесту, – писал он в письме Дункану, – и снял отпечатки его ступней… [Во-вторых,] по тесту, влажному песку и мягкой глине прошлись черепахи трех разных видов…»⁷ Жена Бакленда поставляла тесто, а Бакленд – черепах. Откуда взялись крокодилы, непонятно, но поскольку Бакленд питал склонность к употреблению их в пищу, он, вероятно, мог достать и живых представителей. Результаты: отпечатки соответствовали следам черепах. Ученый заключил: «Хотя я не могу отождествить следы ни с одним из ныне живущих видов… поступь современной черепахи вполне соответствует… поэтому я полагаю, что ваши дикие черепахи эпохи красного песчаника двигались с большей активностью и скоростью… чем мои тупые вялые пленники».

Анатом Ричард Оуэн присвоил оригинальным образцам отпечатков ног Дункана родовое название Testudo (из отряда Testudina, в который входят черепахи и террапины), но позже следы были переименованы в Chelichnus, что означает «черепашьи следы» [41]41
   Начнем с того, что не существовало разделения между научными названиями животных и их следов. Позже следы стали относить к их собственному ихнороду и ихновидам, отдельно от животных, которые, как считается, их оставили.


[Закрыть].

Конечно, сходство между следами из Корнкокла и отпечатками, оставленными подопечными Бакленда на тесте, было чистой случайностью. Черепахи и им подобные появились только в триасе [42]42
   Эволюционное происхождение черепах и их место в генеалогическом древе рептилий на самом деле одна из самых больших загадок палеонтологии. Но одно можно сказать наверняка: пермских черепах не было.


[Закрыть]. В последующие десятилетия были названы другие отпечатки из Корнкокла и других пермских стоянок, включая формацию песчаника Хоупмен у Элгина. Ученые считали, что за отпечатками стоят многие различные рептилии и амфибии, но только в конце девятнадцатого и начале двадцатого века появились первые предположения, что ответственна за передвижение по влажным пескам глубокой древности совсем другая группа животных. И они куда ближе к нам, чем к рептилиям, и оставили свои неизгладимые следы не только на скалах, но и на страницах нашей эволюционной истории.

Чтобы выяснить, кто же так наследил, нужно сначала отправиться в Техас. При мыслях об этом штате у большинства всплывают в воображении образы ковбоев, крупного рогатого скота, консерватизма и великого гостеприимства. Но Техас красный не только в политическом смысле [43]43
   Красными в США называют консервативные штаты, которые голосуют за республиканцев. В противовес им выступают синие штаты, голосующие за демократов, и колеблющиеся штаты фиолетового цвета, в которых в равной степени популярны кандидаты обеих партий (прим. пер.).


[Закрыть] – скалы под техасскими ботинками окрашены в красновато-коричневый цвет богатых железом осадочных пород и заполнены ископаемым топливом и ископаемыми синапсидами.

Осадочные породы образуются из мелких частиц, таких как песок, ил, которые осаждаются слоями и со временем окаменевают. «Красные пласты» горных пород, которые составляют большую часть Техаса, а также соседних Нью-Мексико и Оклахомы, представляют одни из самых глубоких залежей пермских пород в мире: их глубина превышает 1000 метров. Отложившиеся в теплой дельте, изобилующей рыбами и амфибиями, более древние породы свидетельствуют о влажном ландшафте, лежащем к югу от экватора. Эти породы – часть совокупности слоев (известных как формации), покрывающих около 86 000 квадратных миль и 225 миллионов лет геологического времени, которые охватывают период с ордовика до поздней перми. Это одно из немногих мест на Земле, где сохранились окаменелости первых из синапсидов.

В предыдущей главе мы познакомились с первыми представителями синапсидов. Почти неотличимые от своих собратьев по линии рептилий, они ознаменовали бесперспективное начало истории. Однако с наступлением пермского периода синапсиды оставили позади свое скромное начало.

Возникли четыре основные группы:

1) маленькоголовые казеиды;

2) длинноносые офиакодонтиды;

3) эдафозавриды-вегетарианцы;

4) плотоядные сфенакодонты.

Вместе этих животных часто называют пеликозаврами – еще одно неудачное название, поскольку оно означает «гребешковый ящер» [44]44
   Название «пеликозавр» проблематично еще и потому, что первая его часть в переводе с греческого двусмысленна и означает деревянную чашу, топор или таз. Первоначально название относилось к форме седалищной кости в области таза, что было отличительным признаком группы.


[Закрыть]. Но они определенно не были рептилиями. Термин «пеликозавры» устарел, но все еще широко используется для обозначения этой группы и отличия ее от других групп синапсидов, появившихся позже в пермском периоде. Сейчас это название может показаться вам незнакомым, но, держу пари, вы точно знаете по крайней мере одного пеликозавра.

Многие авторы освещали историю двух печально известных американских ученых-палеонтологов, Эдварда Д. Коупа и Отниела Ч. Марша, и их всепоглощающую страсть к динозаврам. Но в ходе своих «костяных войн» они нашли не просто гигантских рептилий. Коуп был одним из первых белых палеонтологов, исследовавших красные пласты Техаса, и в 1878 году он описал множество ископаемых животных, в них сохранившихся⁸. Первые «открытия», сделанные европейцами, принадлежали Якобу Боллу, швейцарско-американскому натуралисту, который отправил образцы Копу, но индейцы нашли эти кости задолго до него – например, команчи уже не раз их встречали на территории современной Оклахомы⁹. Коп назвал множество новых видов ранних рептилий, родственников амфибий и даже двоякодышащих рыб. Но среди его непреходящего наследия – открытие персонажа, который один из немногих ранних синапсидов достиг славы и получил общественное признание.

Этот зверь – диметродон.

Причина, которой диметродон обязан своей известностью, в отличие от прочих пеликозавров, остается в некотором роде загадкой. Вероятно, это как-то связано с его культовой внешностью. Стоит сказать, что это «тот, что с парусом на спине», как в девяти случаях из десяти люди понимают, о ком идет речь.

У диметродона вытянутое и длинное тело, внешне «напоминающее рептилию». Его большая голова полна острых зубов, а на спине – высокий парус, покрытый кожей. Многие впервые знакомятся с ним по мультфильмам: в «Фантазии» вы можете увидеть его, развалившегося у водоема под музыку Стравинского. Как и в эпизодической роли в «Земле до начала времен», где диметродон каким-то образом перенесся более чем на 200 миллионов лет в будущее, чтобы пообщаться с птерозаврами и прогуляться рядом с группой потерянных детенышей динозавров [45]45
   Я люблю этот мультфильм, но в плане точности в нем полный бардак, не то чтобы я ожидала научной строгости от мультиков. Все изображенные в ленте животные существовали в совершенно разные времена.


[Закрыть]. Конечно, динозавров не было, когда диметродон с товарищами обустраивали свой быт на пермской земле.

Подобно плавнику, у диметродона на спине был причудливый ряд высоких костяных мачт, каждая из которых выступала из позвонков. Эти выступы называются нервными шипами, также известными как остистые отростки, и они есть у всех нас. Протяните руку и пощупайте собственный позвоночник: чувствуете бугорки? Это нервные отростки на каждом из ваших позвонков. У людей они довольно маленькие, но если взглянуть на них у других групп животных, можно заметить, что они различаются по размеру и часто различаются в разных отделах позвоночника. У травоядных животных, таких как коровы и лошади, они наиболее заметны в области плеч. У бизонов они особенно впечатляющие, образуя характерный горб позади шеи. У этих животных отростки предназначены для прикрепления мышц шеи. Если весь день опускать и поднимать голову, чтобы поесть, в итоге вы обзаведетесь мускулистыми шеей и плечами, и эти мышцы должны куда-то крепиться – остистые отростки служат как раз этому делу.

Однако назначение этих отростков у диметродона было предметом жарких споров более столетия. Их форма и расположение – короткие в плечах и бедрах, длинные в середине позвоночника – означают, что они почти наверняка не предназначены для прикрепления мышц, используемых при кормлении, или каких-либо специальных движений, отличных от обычной активности [46]46
   Ближе к телу у отростков есть отпечатки прикрепления мышц спины, но это естественно для всех позвоночных животных.


[Закрыть]. Отростки посередине могли достигать двух метров в высоту у животного, которое само вырастает более чем на четыре метра в длину, – это намного больше, чем средний трехместный диван. Зачем такому гиганту что-то столь бросающееся в глаза?

Размышляя о назначении этих удлиненных шипов еще в 1886 году, Коп писал: «Трудно представить себе их пользу. Если только животное не вело водный образ жизни и не плавало на спине, этот гребень или плавник, должно быть, мешал активным движениям»¹⁰. Он отметил те же странные выступы у других синапсидов. У некоторых, таких как эдафозавр, были не только вертикальные шипы, но и мелкие отростки, которые выступали из них горизонтально под прямым углом.

Животное, должно быть, имело необычный вид. Возможно, тогда его спинной гребень напоминал ветви кустарника и служил для сокрытия в зарослях или в лесу; или, что более вероятно, реи соединялись мембраной с нервным хребтом или мачтой, таким образом служа животному парусом, с помощью которого оно бороздило воды пермских озер¹¹.

Коп воспринял идею мачт буквально, полагая, что такой гребень больше подходит амфибиям, чем наземным существам, и сравнивая животных с кораблями в море. Использование костей позвоночника в качестве мачты с парусом, улавливающим ветер, потребовало бы, чтобы пеликозавры бороздили водные просторы боком. Разумнее предположить, что куда проще научиться плавать, как любое другое животное на планете. Теперь мы знаем, что диметродон определенно жил на суше. И «парус» не имел ничего общего ни с плаванием, ни с ловлей ветра.

Наиболее распространенное объяснение, которое вы услышите, – отростки нужны для терморегуляции. Эта идея возникла в 1940-х годах, и такие тяжеловесы, как Альфред Ромер, поддержали ее как достойную. Теория состояла в том, что диметродон и другие синапсиды были эктотермными, или холоднокровными, как нынешние рептилии. Чтобы согреться, они вставали боком к солнцу и впитывали его тепло. Острые зубы большинства синапсидов с «парусом» означали, что они были хищниками, а тепло позволяло им двигаться быстрее, чем их медлительная добыча. Если синапсидам становилось слишком жарко, они могли отойти в тень, а кровь перекачивалась в парус, быстрее охлаждая зверей.

Использование «парусов» для регулирования температуры, казалось, имело интуитивный смысл. Они даже увеличивались по мере того, как увеличивалось в размерах само животное – такую взаимосвязь с размером тела стоит ожидать, если цель паруса действительно теплообмен. Исследователи тщательно изучили позвоночники диметродона и эдафозавра и даже реконструировали путь кровеносных сосудов (сосудистую систему). В 1986 году исследователь по имени Стивен Хаак пошел еще дальше: вооружившись математикой солнечного излучения, ориентации паруса, конвективного теплообмена и метаболического тепловыделения, он точно рассчитал эффективность паруса диметродона в терморегуляции. Он пришел к выводу, что парус повышал температуру тела в течение дня на 3–6° по Цельсию: «Температура тела неуклонно повышается в интервал, начинающийся примерно через час после восхода солнца и заканчивающегося за час или два до полудня». Как раз к обеду.

Это изменение температуры оказалось куда меньшим, чем рассчитывали другие сторонники гипотезы терморегуляции. «Эффективность паруса не так впечатляет, как можно было бы надеяться», – признал Хаак в своих выводах¹². Он также выяснил, что от паруса было очень мало пользы в выделении тепла, поэтому он вряд ли помогал диметродону остыть. Эдафозавр, с другой стороны, казалось, еще меньше использовал парус для повышения температуры. Согласно более позднему исследованию¹³, те странные горизонтальные выступы эдафозавра, которые так озадачили Коупа, способствовали охлаждению, а не обогреву. Поперечные отростки создавали завихрения в проходящих воздушных потоках, обеспечивая большую площадь поверхности для прохождения воздуха и потери тепла.

Эта и подобные ей теории основывались на множестве предположений о физиологии этих животных. Примечательно, что они были эктотермными, или холоднокровными. То есть у них не было другого способа согреться, кроме как использовать окружающую среду. Современным эктотермам, например ящерицам, необходимо греться, чтобы повысить температуру тела, но из тысяч видов загорающих холоднокровных сегодня ни у одного нет какой-либо колючей структуры на спине, принимающей участие в терморегуляции. Более того, «паруса» также встречались у мелких пеликозавров, несмотря на то что физика теплообмена меняется с размером. Разновидность диметродона Dimetrodon teutonis, например, достигала высоты линейки (примерно 30 сантиметров), и при таких размерах «парус» практически никак не влиял на нагрев или охлаждение тела. Исследовав поперечное сечение шипов в микроскопических деталях, исследователь Адам Хаттенлокер и его коллеги не обнаружили свидетельств того, что какие-либо крупные кровеносные сосуды проходили через «паруса» или вокруг них. Отверстия, которые ранее рассматривались как свидетельство усиленного кровотока, скорее всего, были результатом быстрого роста, а не васкуляризации¹⁴. Для объяснения этих необычных структур требовалась другая теория.

В начале 1900-х годов было высказано предположение, что пеликозавры, возможно, отрастили длинные нервные отростки в качестве опорных структур для больших жировых горбов. Горбатые синапсиды, возможно, запасали топливо в виде жировых отложений, скопившихся вокруг их шипов. Эдафозавр, казалось, особенно подтверждал эту гипотезу, поскольку его дополнительные горизонтальные отростки могли обеспечить структуру для толстых соединительных тканей, которые удерживали жировой бугорок и сохраняли его жестким. Вплоть до 1970-х годов некоторые исследователи выступали за такую интерпретацию. В отличие от диметродона, «парус» эдафозавра не становился больше по мере увеличения размеров тела животного, что играло в пользу теории.