Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные
Шрифт:
И получается, что первыми «китами» среди позвоночных стали костные рыбы, но особой группы – пахикормные (Pachycormiformes, от греч. ????? – «толстый» и ???µ?? – «весло»), населявшие раннеюрские – позднемеловые моря (180–66 млн лет назад). Они тоже сначала превратились в крупных активных хищников 2–3-метровой длины, но затем им пришлось перевоплощаться в «китов» (рис. 7.1). Получилась самая большая костная рыба за всю историю этой группы – лидсихт загадочный (Leedsichthys problematicus). Хотя остатки рыбы найдены в Англии, ее имя к известному городу Лидс отношения не имеет.
Назвали ископаемое в честь первооткрывателя – палеонтолога-любителя и джентльмена-фермера (дворянина, занимающегося сельским хозяйством) Альфреда Николсона Лидса. В 1887 г. он обнаружил необычные окаменелости в оксфордской глине возрастом около 165 млн лет (среднеюрская эпоха) в графстве Кембридж. Глина разрабатывалась для изготовления кирпича и черепицы, но в ямы спускались и коллекционеры в поисках окаменелостей. Чтобы аккуратно, косточка за косточкой их извлечь, в ход
Рис. 7.1. Скелет пахикорма (Pachycormus) с серповидными грудными плавниками (невральные дуги окостенели, тела позвонков – нет, и поэтому на их месте образовалось продольное зияние), вид сбоку; длина 0,4 м; раннеюрская эпоха (182–175 млн лет); земля Баден-Вюртемберг, Германия (Зенкенбергский музей, Франкфурт-на-Майне)
Название рыбе придумал Артур Смит Вудворд из того самого музея, куда попала коллекция Лидсов. Даже опытного палеоихтиолога весьма озадачили полутораметровые жаберные дуги (с частыми тычинками) и плавниковые лучи, кроме которых почти ничего, принадлежавшего той же рыбе, найдено не было. К сожалению, вне научных кругов имя сэра Смит Вудворда в основном известно благодаря пилтдаунской афере – фрагментам черепа «самого первого англичанина» [9] (так сказано в посмертной книге ученого). Они оказались сфабрикованы из подпиленных и окрашенных останков средневековых людей, челюсти и зуба современного орангутана. Из причастных к «открытию» светил того времени – коллекционера Чарльза Доусона, иезуита-эволюциониста Пьера Тейяра де Шардена, писателя Артура Конан Дойла, антрополога Элиота Смита, самого Смита Вудворда и других – в авторстве можно было подозревать каждого. Если же использовать метод дедукции, разработанный Конан Дойлом, то большинство улик указывает на Чарльза Доусона. Он имел доступ к богатейшим коллекциям Британского музея, создал более 30 других фальшивок и за несколько лет до «открытия» обещал всем великую находку…
9
Woodward A. S. The Earliest Englishman. – London: Watts & Co., 1948.
Рис. 7.2. Реконструкция хвостовой лопасти лидсихта (Leedsichthys problematicus), состоящей из множества плавниковых лучей, вид сбоку; высота 2,75 м; среднеюрская эпоха (165 млн лет); графство Кембридж, Англия (Музей естественной истории, Лондон)
Вклад Смита Вудворда в науку все равно перевешивает его чрезмерно смелые суждения о человеке из Пилтдауна. Только научных статей и книг он опубликовал более 650 (на всякий случай: о компьютерах и принтерах тогда никто и не мечтал). В основном, конечно, он писал об ископаемых рыбах и бесчелюстных всех геологических возрастов и со всего мира: от России и Эстонии до Бразилии и Аргентины (везде побывал лично), а также Ливана (где при его участии был открыт верхнемеловой лагерштетт Хаджула). Но всерьез Смит Вудворд интересовался и плейстоценовыми сайгаками с реки Темзы, и меловыми птерозаврами Бразилии (одна из первых работ о лагерштетте Крато), и происхождением ихтиозавров, и зарождением жизни на Земле, и много еще чем.
Лидсихта он отнес к костным ганоидам и прикинул длину рыбы: примерно 9 м. Другие исследователи того времени не исключали, что это вообще стегозавр. (Отдельные фрагменты принимали за остатки ихтиозавров, птеродактилей, змей, гигантских водорослей или древесных стволов, поскольку на срезе огромные кости с гаверсовыми каналами напоминали спил древесины с сосудистой системой.) Динозавровую природу остатков опроверг «ветеран костяных войн» Отниел Чарльз Марш, но прихватил часть имевшегося материала за океан – в Йельский университет. Хотя костей рыбы в последующие годы прибавилось, в основном стараниями Лидса, почти все они уходили в частные руки и расплывались по всему свету. Лишь в начале этого века палеонтологи решили наконец добыть ископаемые остатки лидсихта, чтобы понять, как он устроен. Для этого они при поддержке десятков добровольцев (и одного экскаватора) снесли 20-метровый борт глиняной ямы недалеко от города Питерборо – в тех же местах, где задолго до них разыскивал окаменелости Лидс. На столь титаническое усилие и последующую расчистку найденных остатков на участке площадью 72 м2 ушло 443 дня. В итоге удалось извлечь 2300 костей от 8-метрового скелета, в том числе оба практически целых грудных плавника неимоверной длины – 1,36 м каждый.
Грандиозная во всех смыслах находка позволила установить, что лидсихт и вправду был первым «усатым китом» среди позвоночных, т. е. плавающим гигантом-фильтратором. Понятно, что для передвижения ему требовался мощный и широкий серповидный хвостовой плавник. Лопасти состояли из множества длинных, плотно уложенных плавниковых лучей, усиленных по передней кромке фулькрами, и в препарированном виде напоминали фигурную бамбуковую занавеску. А вот серповидные грудные плавники такой же конструкции из-за их размеров животному повернуть было сложно, и они служили единым несущим крылом. Уцелела у экземпляра из Питерборо и часть спинного плавника – подобного тому, что имелся у всех более мелких и потому лучше сохранившихся пахикормных родственников. Двигалась рыба медленно и плавно.
Процеживание больших объемов воды при отсутствии китового уса – роговых (кератиновых) выростов нёба – осуществлялось жабрами. Поэтому жаберные дуги и были по переднему краю покрыты, словно частоколом, жаберными тычинками – длинными костяными выростами, на которые обратил внимание Смит Вудворд. Изначальное предназначение этих подвижных элементов – предохранять нежные жаберные лепестки от повреждений. Но, как мы видим, у некоторых рыб жаберные тычинки стали важной частью цедильного аппарата. У лидсихта они превышали в длину 10 см, и каждая несла продольный желобок, вдоль которого протягивалась пара зубчатых гребней. Вся эта конструкция служила мелкоячеистым ситом, очень похожим на то, которым пользуется гигантская акула. Судя по длине поджаберных и рожковидно-жаберных (спинных и брюшных) костяных члеников жаберной дуги, ширина глотки с цедильным аппаратом достигала 1,1 м, а высота – 1,5 м.
Зубов в пасти за ненадобностью не было. Округлая голова немного походила на черепашью. Широко разевать рот помогала укрупненная лопатовидная гиомандибула, сочлененная со слуховой областью черепа. Выдвижение этого широкого и длинного рычага вперед заставляло нижнюю челюсть уходить далеко вниз, а рот и глотка при этом широко распахивались. Обильная пища переваривалась в кишечнике со спиральным клапаном (он, правда, тоже виден лишь у некоторых мелких пахикормных). Глотать мелкую пищу было, кроме того, безопаснее. Случалось, что у хищных предшественников лидсихта – почти метровых пахикормов (Pachycormus) – добыча буквально вставала поперек пищевода, что приводило к смертельному исходу. Так произошло с одной из рыбин, схватившей аммонита с 10-сантиметровой ребристой известковой раковиной: пищеварительный сок лишь чуть-чуть растворил ее внешний слой.
По своему положению пахикормные, наряду с аспидоринховыми, были еще одной ранней группой рыб, близкой к костистым. Однако они избрали путь развития, в ходе которого сначала получились крупные хищники. Уже в начале своей эволюции пахикормные, подобно многим другим рыбам, приобрели облегченный скелет, в чем уподобились акулам и скатам (у которых скелет хрящевой), но не костистым рыбам.
У большинства костистых минерализованная костная ткань, конечно, имеется, но она бесклеточная. Хотя такая кость лишена остеоцитов, она не потеряла возможности перестраиваться по мере необходимости, но при этом, сократившись в объеме, обрела большую прочность (рис. 7.3). Поскольку в ней есть множество коллагеновых волокон, кость не теряет упругости. В итоге тонкие, но по-прежнему прочные кости облегчили вес скелета, чем настоящие костистые рыбы (Euteleostei) и воспользовались. Появившись в позднемеловую эпоху, они быстро обогнали всех прочих рыб и в разнообразии, и в количестве (ныне их насчитывается более 18 000 видов). Единственное, чего лишились эти рыбы, – возможности мобилизовать из костей дополнительные кальций или фосфат. Впрочем, как только минеральная добавка понадобилась в повышенном объеме, остеоциты вернулись у рыб, обладающих активным обменом веществ. И клеточная кость возникла заново у таких «теплокровных», как тунцы и солнечные рыбы, или опахи, а также у проходных форм, например лососевых.
Рис. 7.3. Скелет древних представителей широко распространенных ныне костистых рыб – сельдеобразных (Knightia eocaena, на переднем плане) и окунеобразных («Priscarara» liops); длина найтии 10 см; эоценовая эпоха (50 млн лет); Грин-Ривер, шт. Вайоминг, США (EU)
Исчезновение костного скелета для больших рыб, в отличие от крупноразмерных наземных позвоночных, нуждающихся в прочной опоре, не проблема: водная толща поддерживает тело на плаву. А что рыбам и другим водным позвоночным еще нужно? Однако чем меньше масса тела, особо весомую часть которого составляет именно тяжелый скелет, тем ниже энергетические затраты на ускорение и торможение в водной среде. От этого зависит маневренность – исключительно важная физическая характеристика больших подвижных фильтраторов и хищников. Кроме того, отпадает необходимость направлять на формирование минерального скелета существенную долю энергозатрат, которые тоже росту не способствуют.