Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Шубин Нил

Барон Нопча в албанском национальном костюме. Как и Дин, он изучал древнюю историю эволюционных инноваций и тоже любил спортивное оружие и военное обмундирование

Когда Нопча опубликовал свои выводы в 1923 году, его постигла судьба, преследующая большинство ученых в кошмарах: на него не обратили внимания. Общепринятая на тот момент теория, которую активно поддерживал видный палеонтолог из Йельского университета О.Ч. Марш, утверждала, что динозавры были крупными и неповоротливыми, а птицы произошли от предков, которые умели выполнять планирующие

движения. По всей видимости, способность к полету возникла у лазающих по деревьям животных, которые планировали, перебираясь с ветки на ветку. И со временем такой планирующий полет эволюционировал в способность летать. Интуитивное подтверждение этой теории мы находим, наблюдая за поведением современных животных, совершающих планирующий полет, от лягушек и змей до белок и лемуров. Поскольку для приобретения способности к планирующему полету требуется меньше изобретений, чем для способности к самостоятельному полету, планирование кажется правдоподобным первым этапом на пути эволюции самостоятельного полета.

В 1960-х годах молодой сотрудник Йельского университета Джон Остром попытался понять, как жили “утконосые” динозавры (гадрозавры). Эти существа, представленные в большинстве крупных естественнонаучных музеев мира, часто имели на голове гребень и клюв характерной формы, которому они обязаны своим названием. На протяжении многих лет в музейных экспозициях их описывали как малоподвижных травоядных существ, передвигавшихся на четырех ногах, нечто вроде пресмыкающихся слонов. Но чем больше Остром разглядывал кости, тем менее правдоподобной казалась ему такая интерпретация. Прежде всего, передние конечности животного были довольно короткими. Если животное передвигалось на четырех конечностях, слабые передние и мощные задние ноги заставляли бы его наклоняться вперед неестественным для четвероногого существа образом. Более того, гребень и отростки на задних ногах свидетельствовали о наличии мощных поддерживающих мышц. Все эти наблюдения указывали на то, что “утконосые” динозавры в основном передвигались на двух ногах. Остром пошел еще дальше; он предположил, что эти животные не были похожи на неповоротливых слонов, а скорее были активными двуногими бегунами. Он называл их двуногими буйволами.

В 1960-х годах Остром исследовал просторы Вайоминга, и дебаты XIX века между Майвартом и Дарвином приобрели новый смысл. Как большинство палеонтологов, Остром вел двойное существование: благопристойного вида ученый и преподаватель в течение учебного года, лето он проводил в грязи и беспорядке экспедиционных условий. В августе 1964-го он завершал ничем не примечательный экспедиционный сезон вблизи города Бриджер в Монтане, оглядывая окрестности в поисках места работы для будущего сезона. Сползая с одного обрыва, он и его помощник внезапно остановились, увидев нечто торчащее из камней. Это могла быть рука длиной около шести дюймов. “Мы оба в безумном порыве почти скатились со склона”, – рассказывал позднее Остром, описывая этот случай. Причина безумного порыва заключалась в том, что из руки выступали огромные острые когти, подобных которым они никогда не видели.

Поскольку это был последний разведочный день, у них не было с собой никаких инструментов. Студентам-палеонтологам, которые читают эти строки, не следовало бы знать, что они сделали потом. В возбуждении нарушив главную заповедь полевых палеонтологических исследований, они начали быстро копать руками и перочинными ножами, пытаясь откопать животное. Вернувшись на следующий день с нормальными инструментами, они обнаружили ногу и несколько зубов. Это были зубы хищника – с острыми концами и зазубренным краем. Еще два года работы, и они смогли извлечь большую часть скелета.

Динозавр Острома был размером с крупную собаку, но его кости были странно легкими и полыми. Существо имело мускулистый хвост и чрезвычайно мощные задние конечности с когтями. Когти имели суставы, что означало, что ими можно было разрывать добычу. Остром окрестил это чудище Deinonychus (по-гречески “ужасный коготь”). В более поздней монографии

среди обычного сухого научного текста Остром привел описание дейнониха, назвав его “невероятно хищным, чрезвычайно ловким и очень активным” животным.

Дейноних – динозавр с “ужасными когтями”

Но дейноних был только началом. Остром и те, кто пришел после него, изменили наше представление о динозаврах и заодно продемонстрировали силу дарвиновского ответа Майварту. Они исследовали каждый бугорок, отверстие и прочие особенности костей рептилий и сравнили их с окаменелостями и с костями ныне живущих птиц. И вскоре пришли к заключению, что динозавры, особенно двуногие, имели много общего с птицами. У этих динозавров, называемых тероподами, обнаружился целый набор птичьих черт, включая полые кости и сравнительно высокую скорость развития. Вероятно, это были очень активные животные с быстрым метаболизмом.

Хотя эти динозавры во многом походили на птиц, у них не было одного важного признака – перьев. Перья считались специфическим приспособлением птиц, способствовавшим их успешной эволюции, и необходимым элементом для полета.

В 1997 году съезд Общества палеонтологии позвоночных проходил в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Многие из нас знали, что ожидается нечто неординарное. Обычно мероприятие проходит довольно спокойно: доклады и презентации, перемежающиеся коктейлями и встречами. Члены общества разбиваются на группы, как правило в соответствии с тем, каких существ они изучают. Ученые, занимающиеся млекопитающими, посещают доклады о млекопитающих, специалисты по палеонтологии рыб ходят на заседания по рыбам и т. д. Все общаются, но потом расходятся по своим научным сессиям.

Однако в 1997 году все было иначе. Изо всех углов доносилось: “Вы это видели? Неужели это правда?”

Китайские коллеги показали изображения неизвестного существа, обнаруженного крестьянами в провинции Ляонин, к северо-востоку от Пекина. У него были полые кости, когтистые передние и задние лапы и длинный хвост – все признаки дейнониха. Но это существо очень хорошо сохранилось. Оно оказалось вмурованным в камень с очень мелкими гранулами, который хорошо сохраняет отпечатки или окаменевшие фрагменты мягких тканей. Именно это всех и взволновало: было совершенно очевидно, что тело динозавра окружали перья. Не полностью сформированные перья, но пушок. Динозавр был покрыт примитивным оперением.

Остром присутствовал на симпозиуме. В то время я был молодым ученым и помню, как увидел его в перерыве: он разговаривал с одним из самых уважаемых палеонтологов. Он кричал. Эта находка подтверждала результаты его тридцатилетних неоднозначных исследований. Передавали такие его слова: “Когда я впервые увидел эти фотографии, у меня буквально ослабели ноги. Покров этого динозавра не похож ни на что, что мы когда-нибудь где-нибудь видели”. А позже он говорил: “Я и не надеялся, что на своем веку увижу что-нибудь подобное”.

Оперенные динозавры оправдали предсказания Острома и других ученых, утверждавших, что динозавры – ближайшие родственники птиц

Оперенные динозавры, которых мы увидели в Нью-Йорке в 1997 году, были первыми экземплярами из тех, что принесла приливная волна новых окаменелостей, обнаруженных в Китае. В последующие десятилетия в Китае было найдено около двенадцати видов оперенных динозавров, отражавших многообразие хищных динозавров с разным покровом. Самые примитивные имели простые трубчатые перья. Но у тех, которые ближе к археоптериксу и птицам, были настоящие перья с центральным стержнем и отходящими от него волокнами опахала. Перья не являются специфической особенностью птиц; они были практически у всех хищных динозавров.