Морские львы и котики
Шрифт:
С черепом и проще и сложнее: его легче мерить и рисовать, легче найти стандартную проекцию, но труднее представить события в объеме. Используя рисунки, полученные с помощью простейшего рисовального аппарата, пяти стандартных проекций каждого черепа (сбоку, сверху, снизу, спереди и сзади), после выравнивания их лишь по одному промеру — расстоянию между передним краем межчелюстных костей и задним краем затылочных мыщелков (кондилобазальная длина черепа) — можно как сравнивать двух особей простым наложением контуров, так и получать составные портреты выборок. При этом возникает опасность внесения множественных искажений в реальную картину за счет неточной взаимной ориентации черепа и рисовального аппарата, неточностей рисования и операций с рисунками. Но поскольку все эти помехи могут только увеличить несходство сравниваемых объектов, а никак не сходство, выявляемая рисунками малая изменчивость (а разброс между контурами черепов взрослых самок северного морского кота не превышает 10 % кондилобазальной длины) говорит о несущественности вносимых исследователем искажений. Те же соображения позволяют считать вполне сравнимыми рисунки стандартных проекций черепов, полученные разными авторами.
Другая проблема связана с оценкой наблюдаемых при наложении рисунков сходств и различий. Имеет ли смысл сравнивать одного секача с одним щенком того же вида или одного взрослого южноамериканского льва с одним взрослым новозеландским? В то же время мало кто сомневается, что из единичного по своей природе палеонтологического материала можно извлечь довольно много интересных сведений, а значительную долю отличий зайца от волка можно найти, имея в руках лишь по одному представителю каждой из этих систематических единиц (таксонов), т. е. дело не столько в количестве взятых в работу особей, сколько в четкой формулировке вопроса. Единственный представитель возрастной, половой или таксономической группы с неизбежностью несет, кроме индивидуальных, групповые особенности данного возраста, пола, таксона.
Соответственно, совпадение контуров черепа у единственного представителя группы А и у единственного представителя группы Б показывает отсутствие различий групп по этому признаку, а несовпадение — по величине равно или больше различий между групповыми характеристиками, и увеличение выборки может лишь сократить этот разрыв, а не увеличить его, т. е. и единичный материал годится для этого метода (рис. 8 и 9).
И еще одна проблема графического представления материала — противоречие между необходимостью обеспечить наиболее полное сопоставление увеличением числа совмещаемых на одном листе контуров и необходимостью облегчить читателю восприятие уменьшением, упрощением и фрагментацией совмещаемого на одном листе материала. Фантазируя, можно представить себе нечто вроде детского конструктора, где материал для составных портретов дан на прозрачных многочисленных листах и читатель сам комбинирует их, проверяя, опровергая или дополняя авторские выводы.
Посмотрим теперь на разные варианты составных портретов звериных черепов, начиная с тех, которые дает индивидуальная изменчивость, и постепенно расширяя круг рассматриваемого материала.
Сложив десяток взрослых самок, мы, помимо изображений десяти отдельных черепов, выравненных по длине, получаем изображения двух суммарных поверхностей (внутренней и внешней), за пределы которых не выходит ни один из реальных черепов этого десятка и которые строятся из кусков реальных особей, как образ идеального жениха в мечтах гоголевской Агафьи Тихоновны. Наружный из этих пределов дает не реализуемый никем из выборки максимально огрубленный, робустный, вариант черепа, внутренний — максимально изящный (грацильный) и тоже нереализуемый. Расстояние между ними, заключающее десяток новорожденных щенков северного морского кота, колеблется в пределах 5—10 % кондилобазальной [12] длины, а для десятка взрослых самок и десятка секачей того же вида оно еще уже — 5–7 % (рис. 10). Если вспомнить о помехах, вносимых несовершенствами метода, то жесткость рамок, в которых заключена изменчивость пропорций черепа для разных возрастных и половых групп (по крайней мере, этого вида ушастых тюленей), оказывается удивительно высокой.
12
Принятое в зоологии одно из стандартных измерений черепа млекопитающего.
Рис. 8. Выравненные по длине черепа северного морского кота (сплошная линия), моржа (прерывистая линия) и нерпы (пунктир) позволяют легко увидеть локализацию сходств и отличий в пропорциях этих трех форм
Сверху — вид сбоку, внизу — вид снизу (отмечено положение клыков, последней пары щечных зубов, заднего края твердого неба и слуховых барабанов)
Естествен вопрос о том, насколько полно десять особей представляют несколько сотен тысяч членов своей возрастно-половой группы. Простейшая проба — определение разброса одной высотной (высота орбиты), одной широтной (скуловая ширина черепа) и одной долготной (длина зубного ряда) характеристик по их относительным величинам (ведь все черепа выравнены по кондилобазальной длине). У десяти щенков и десяти секачей она показывает одинаковые в обеих группах коэффициенты изменчивости, чуть большие для высоты орбиты (8 %) и чуть меньшие для двух других промеров (5 %). И этот тест выявляет большую кучность в распределении вариантов и соответственно малую вероятность существенного расширения лимитов при увеличении выборки, т. е. десяток вполне представителен для своей группы.
Рис. 9. Еще три выравненных по длине черепа (сплошная линия — морской кот, прерывистая линия — молодой ленивец, пунктир — медведь)
Сходство непохожих друг на друга тюленя и ленивца, было бы еще больше, если бы удалось достать для сравнения череп взрослого ленивца, но это сходство касается только пропорций, а не деталей строения
Хорошо бы, конечно, смоделировать поведение всего контура, но без сложного математического аппарата не обойтись. А пока известно, что каждая особь из трех десятков разного пола и возраста контуром своего черепа обязательно касается обоих пределов выборки — грацильного и робустного, участвуя в их построении. Это позволяет, имея двойной контур — ограничитель, вычленить простым наложением на него каждого из объектов те части реального черепа данной особи, которые идут в грацильную и те, что идут в робустную модель. В результате проявляется мозаичность обеих ограничительных поверхностей (сзади видны четыре участка, спереди — еще четыре, сбоку — тринадцать, снизу — тоже тринадцать, а сверху — четырнадцать участков) (рис. 11). В первом приближении эту мозаичность можно рассматривать как результат расчленения единой конструкции черепа пятью плоскостями, перпендикулярными продольной оси. Вычлененные таким образом шесть крупных двусторонне симметричных блоков дробятся и дальше по высоте черепа, особенно легко это заметить у самого переднего блока, но удобнее остановиться для начала только на расчленении вдоль продольной оси.
Рис. 10. Совмещение составных портретов трех однородных выборок для одного вида ушастых тюленей — Callorhinus ursinus
Толстые линии без штриховки между ними ограничивают 10 черепов месячных щенков, тонкие линии со штриховкой влево — 10 черепов взрослых самок, тонкие линии со штриховкой вправо ограничивают 10 черепов секачей. В местах, где отличия полов отсутствуют, получается крестообразная штриховка. Череп показан во всех пяти проекциях: вид сбоку — с указанием положения орбиты, вид спереди — с указанием положения носового отверстия и клыков; вид снизу — с указанием последней пары щечных зубов, края неба и положения слуховых барабанов; вид сзади — с указанием положения затылочного отверстия и верхнего края затылочных мыщелков; вид сверху — с указанием положения заднего края носовых костей. Во всех проекциях зигзагообразными линиями показаны ориентировочные границы отдельностей — блоков, локализующих индивидуальные и межгрупповые отличия в пропорциях
При таком раскладе в рамках изучения индивидуальной изменчивости (речь идет только о графическом изучении) намечаются три направления.
Поблочная характеристика показывает соотношение сил, действующих по каждой из трех осей, давая в итоге сжатие, растяжение или смещение. На смещение указывают изменения относительного положения таких маркеров, как край орбиты, последний щечный зуб, слуховая капсула, задний край носовых костей или край общего контура данной проекции. Хотя события в соседних блоках несомненно сопряжены, у каждой особи обычно чередуются робустные и грацильные блоки. Как уже говорилось, сразу все шесть не могут выйти ни на один из пределов.
Выделение особей в пределах выборки сходных по пропорциям черепа, что легко достигается наложением изображений, показывает объединение в пары шести из десятка щенков, то же и для сводной группы взрослых самок и молодых самцов, в то время как индивидуальный вариант каждого из десятка взрослых самцов-секачей уникален.
Попытки оценить степень изменчивости относительного местоположения одних и тех же маркеров у разных особей выявляют локальные зоны повышенной изменчивости: у щенков — задняя часть свода мозговой полости, у самок — местоположение переднего края глазницы и заднего края твердого неба, у секачей, как у щенков, — задняя часть свода мозговой полости, но уже с участием затылочных гребней черепа.
Другие члены семейства как будто не противоречат полученному на одном из видов. Секачи калифорнийского морского льва показывают единообразие, вполне сравнимое с таковым у морского кота, при наибольшем размахе изменчивости пропорций в тех же областях черепа (затылочные гребни и местоположение слуховых капсул).
Рис. 11. Три формы проявлении метамерности в строении черепа млекопитающих
A — четыре проекции схематизированного черепа ушастого тюленя (слева — вид сбоку, посредине — вид спереди, справа — половина вида сверху и половина вида снизу) с указанием (зигзагообразными линиями) мест пересечения индивидуальных контуров друг с другом при наложении, что обозначает границы блоков независимых изменений. Б — три проекции черепа молодого морского кота с еще не заросшими межкостными швами, что позволяет соотнести топографию межкостных швов (сплошные линии) с топографией полученных первым способом границ блоков независимой изменчивости (зигзагообразные линии). В — эмбриональная метамерия головы млекопитающего (из работы Б. С. Матвеева, 1923) с указанием положения глазного бокала (г. б.), мозгового пузыря (м. п.), слухового пузырька (с. п.) и пронумерованных метамеров, позволяющих соотнести детали эмбриональных и взрослых конструкций