Ископаемые ящеры

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 237↑

01.04.2003 Хронометраж

46:17

Стенограмма эфира

Можно ли назвать современных ящериц потомками динозавров, некогда населявших нашу Землю? Что в них общего и чем они принципиально отличаются? Можно ли с биологической точки зрения считать ящерами птеродактилей и каковы генетические связи ящеров и птиц? О том, почему погибли динозавры, летающих драконах и чудовище озера Несс — палеонтологи Владимир Алифанов и Алексей Лопатин.

Участники:

Алифанов Владимир Рудольфович — кандидат биологических наук, сотрудник Института и музея Палеонтологии РАН

Лопатин Алексей Владимирович — кандидат геолого-минералогических наук, сотрудник Института и музея Палеонтологии РАН

Обзор темы

Нет сомнений, что созданное силой эволюции разнообразие древних существ богаче людских фантазий. В этом убеждает палеонтология, которая почти 200 лет пытается воссоздать историю жизни на Земле. Среди невероятного числа групп вымерших организмов, открытых палеонтологами, наибольшей известностью пользуются динозавры. Этим названием, составленным из двух древнегреческих слов («ужасный, странный» и «ящерица»), знаменитый английский ученый Р. Оуэн в 1841 г. обозначил животных, которых он, поясняя свои взгляды, называл толстокожими вторичного периода. К толстокожим в те времена относили крупных и массивнотелых бегемотов, слонов и носорогов, а вторичным периодом считали мезозойскую эру.

В начале 50-х годов XIX в. в Лондоне Оуэн и скульптор У. Хоукинс оформили выставку фигур доисторических животных в натуральную величину. Гвоздем экспозиции стали динозавры. Чтобы подчеркнуть их гигантизм, внутри одного огромного ящера был устроен обед на 20 персон. С тех пор научный и общественный интерес к динозаврам постоянно расширялся и достиг небывалого размаха в последние десятилетия. Страшные рептилии стали излюбленными героями книг и фильмов, изображения ящеров воплощены в детских игрушках, тиражированы в виде сувениров, мелькают в рекламе товаров. По миру путешествуют просветительские выставки со скелетами или движущимися фигурами динозавров. Не только любители, но и профессионалы не устают удивляться причудливости внешнего облика и ломают голову над тайной исчезновения мезозойских ящеров 65–60 млн лет назад.

Раньше, чем где-либо, остатками этих рептилий интересовались в Китае. Там более трех тысячелетий назад находки окаменелых динозавровых зубов использовали как доказательство существования мифических Драконов. Начиная с III в. н. э., в письменных источниках указывалось местоположение районов с дракононосными породами. Секрет этого прост: в китайской медицине тех времен из ископаемых костей готовили лекарства. В соседней Монголии наблюдательные араты (скотоводы) также с глубокой древности знали об останках гигантских существ, которые иногда в большом количестве выветриваются или вымываются из осадочных пород в южных районах страны. В религиозных монгольских сказаниях их называют «лууны яс» — священные кости Небесных драконов. В Европе также практически всюду существуют предания о страшных драконах, которых побеждают герои, а рассказы о чудовищах, живущих в озерах Британии и Ирландии записаны не только в средневековых хрониках этих народов, но бытуют и в наше время. Может быть, отчасти на появление подобных мифов повлияли останки гигантских ящеров, которые могли находить люди прошлых столетий.

Сведения об останках динозавров в Европе впервые появились в книге профессора Оксфордского университета Р. Плотта «Естественная история Оксфордшира», вышедшей в 1677 г. В ней описывалась и изображалась случайно найденная в одном из карьеров часть окаменевшей бедренной кости. Огромные размеры находки заставили автора вспомнить о слонах, которых в начале нашей эры могли завезти в Англию римские легионеры. Однако основной стала версия о принадлежности кости титану — гигантскому человеку из допотопных времен. Такой взгляд соответствовал представлениям западноевропейских богословов, видевших в ископаемых организмах не только игру природы, но и доказательства Всемирного потопа. В связи с этим наибольшую известность получил обнаруженный в 1715 г. в Швейцарии скелет гигантской саламандры. Церковь его признавала за останки человека — свидетеля потопа (homo diluvii testis), а в простонародье называли утонувшим грешником.

Между тем еще в античности существовал естественноисторический взгляд на природу окаменелостей. В Древней Греции по раковинам ископаемых моллюсков, найденным вдали от морского берега, Ксенофан (VI–V вв. до н. э.), а позже Аристотель (IV в. до н. э.) судили об отличиях природных условий далекого прошлого от современных. Интересно, что выбитый однажды в карьере отпечаток ископаемой рыбы послужил поводом для Анаксимандра из Милета (VI–V вв. до н. э.) к весьма примечательным рассуждениям в духе представлений об органической эволюции. В частности, философ полагал, что жизнь возникла в морских водах, а предками наземных позвоночных животных были рыбы.

Судя по изображению, обсуждаемое в книге Плотта ископаемое бедро принадлежало ящеру, с которого позднее и началось научное изучение динозавров. В 1824 г. преподаватель геологии одного из оксфордских университетов У. Баклэнд доложил в собрании Королевского общества об открытии им в юрских сланцах Стоунзфилда (графство Оксфордшир) огромных зубов и фрагмента нижней челюсти ящерицы, названной в соответствии с внешними данными мегалозавром. А через год Г. Мэнтл, хирург из английского городка Льюис (Суссекс), предварительно убедив в своей правоте основателя палеонтологии позвоночных Ж. Кювье, аналогичным способом представил нового ископаемого гигантского ящера — растительноядного игуанодона. Он оказался вторым научно охарактеризованным динозавром. Мэнтла создал и первую реконструкция внешнего вида игуанодона. С именем льюисского хирурга связан еще один ящер — растительноядный гилеозавр, третий в ряду известных науке. Р. Оуэн выстроил свою научную концепцию о динозаврах на фундаменте знаний, добытых в основном Мэнтлом.

В третьей четверти XIX в. европейская палеонтология дала миру еще несколько новых динозавров. Среди них наибольшую известность получили хищный компсогнат из позднеюрских сланцев Баварии (Германия) и растительноядный гипсилофодон из раннемеловых известняков о. Уайт (Англия). В изучении этих сохранившихся в достаточно полном виде ящеров приняли участие и известные биологи-эволюционисты Э. Геккель и Т. Гексли. Каждый из них пришел к неожиданному для того времени заключению о значительном сходстве и возможном родстве динозавров и птиц. После апреля 1887 г. всему миру стала известна бельгийская деревня Берниссар. На местной угольной шахте вскрылось гигантское скопление ископаемых костей и скелетов, большая часть которых принадлежала динозаврам игуанодонам. Тщательные раскопки продолжались более 25 лет и увенчались изъятием почти 30 целых скелетов. Некоторые из них были смонтированы на подиуме в виде двуногих существ. В Западной и Центральной Европе динозавров находят до сих пор. За последние годы они обнаружены в Португалии, Испании, Италии, Румынии и Швеции, в дополнение к прежним выявлены новые находки в Англии, Германии и Франции.

В начале XIX в. мощный импульс к изучению динозавров был дан в CША. В 1820 г. один из американских научных журналов поместил статью некоего С. Элсворта Младшего о находке окаменелых костей гигантского человека в районе Коннектикут Вэли. Недавно останки «грешника» из Нового Света переопределили и стало ясно, что это — анхизавр. Задолго до того были обнаружены крупные кости в Нью-Джерси, но кому они принадлежали, можно лишь догадываться, так как находка исчезла. В том же штате окаменелости нашли снова в 1858 г. По ним Дж. Лейди описал первый довольно полный скелет позднемелового родственника игуанодона — гадрозавра. Новые данные впервые навели палеонтолога на мысль о возможности двуногой позы у динозавров, которых он сравнивал с австралийскими кенгуру.

С этого началась эпоха сенсационных палеонтологических открытий в Северной Америке. В последующие годы охоту на динозавров открыли Э. Коп и О. Марш, нередко скупавшие образцы у случайных сборщиков или нанимавшие специальные поисковые и раскопочные отряды. Стремление опередить друг друга иногда побуждало ученых к молниеносному сочинению сообщений, публиковавшихся даже в газетах. Торопливость приводила к многочисленным ошибкам, путанице и <...> взаимным обвинениям, не всегда отличавшимся корректностью. Несмотря на карнавальный оттенок некоторых эпизодов во взаимоотношениях Копа и Марша, они внесли колоссальный вклад в развитие палеонтологии. За 20 лет они описали почти 130 новых видов динозавров, что кажется неправдоподобным по современным меркам. В начале ХХ в. соотечественники и продолжатели дела Копа и Марша открыли в канадском штате Альберта крупное местонахождение древних рептилий. Это неожиданно подстегнуло местных любителей палеонтологии на собственные поиски ископаемых костей, и незначительный в целом эпизод вошел в историю палеонтологии под громким названием «динозавровая лихорадка».

В 1922 г. сотрудники Американского музея естественной истории отправились в маршрут по малоисследованным в те времена внутренним районам Китая и Монголии. Уже в первый год отряд палеонтологов проник в самый центр каменистой пустыни Гоби. Там, в красно-бурых бедлендах местонахождения Баин-Дзак, известного также под поэтичным названием Пылающие cкалы, ученые обнаружили несколько видов позднемеловых динозавров. Особо многочисленными оказались черепа и скелеты растительноядного протоцератопса. Однако наибольшей ценностью охотники за ископаемыми сочли обнаруженные ими яйца динозавров, поскольку до того времени достоверные знания о биологии размножения древних ящеров отсутствовали.

В эстафете легендарных путешествий за костями ископаемых животных заметное место занимает экспедиция Палеонтологического института АН СССР в Монголию, проведенная в 1946–1949 гг. За короткое время русские исследователи открыли множество новых динозавровых кладбищ. Особенно поразило ученых обилие и качество находок у подножия скального кряжа Алтан-Ула. Этот гигантский горный массив представляет собой часть южного отрога Гобийского Алтая и частично окаймляет северный борт обширной межгорной Нэмэгэтинской котловины. Крупный ученый и известный писатель И. Ефремов, руководивший первыми полевыми исследованиями в Гоби и описавший сопровождавшие их события в книге «Дорога ветров», назвал полюбившееся ему обнажение Могилой Дракона. Материалы ефремовской экспедиции составляют значительную часть экспозиции динозавров Палеонтологического музея, в которой почетное место занимают гигантские скелеты утконосого завролофа и хищного тарбозавра.

В середине 90-х годов экспедиция Американского музея естественной истории и Монгольской академии наук случайно натолкнулась на небольшие песчаные холмы местонахождения Уха-Толгод. В нем оказалось множество черепов и скелетов меловых млекопитающих, ящериц и динозавров, в том числе кости овираптора, застывшего на гнезде поверх кладки яиц. Подобные находки заставляют задуматься не только о сложном гнездовом поведении динозавров, но и о правоте некоторых энтузиастов, полагающих, что у динозавров были перья. Впрочем, сейчас это уже не слишком смелое предположение, а факт. За последние годы в китайской провинции Ляонинь обнаружено немало сравнительно небольших раннемеловых динозавров с отпечатками перьевого покрова на сланцевой породе. Пожалуй, это — самая громкая палеонтологическая сенсация последнего времени, которая увенчала многолетние усилия китайских, американских и канадских ученых.

Сейчас число известных видов древних ящеров приближается к 700, а их кости обнаружены на всех континентах, даже в Антарктиде. Столь обширная география обитания объясняется возникновением группы во времена существования сверхконтинента Пангеи, разделившегося на части в позднем триасе — 215 млн лет назад. Длительное существование, всесветное распространение и разнообразие жизненных форм оставляют большой простор для новых открытий этих рептилий.

Первые ящеры, разделявшиеся на две важных (для их дальнейшей эволюции) подгруппы (ящеротазовые и птицетазовые) появляются в конце так называемого Пермского периода, т. е. 270–225 млн лет назад (отметим, что из ныне существующих на Земле видов, гораздо старше — тараканы и близкие к ним виды насекомых, насчитывающие уже более 300 млн лет, а также рыбы семейства лососевых). Эти виды были относительно невелики размерами (вес — 20–25 кг, длина — 1,5–2 м). В так называемый Триасовый период (225–180 млн лет назад) появляются новые виды, гораздо большего размера (Меланозавр — 12 м, 1800 кг и др.), причем выделяются плотоядные виды. Расцветом жизни динозавров считается Юрский период (180–135 млн лет назад), когда преобладали растительноядные виды, достигавшие в длину до 30 м и весившие до 50 тонн (Брахиозавр, Бронтозавр и др.). Тогда же появляются первые птицы. Меловой период отличается большим разнообразием видов, причем начинают вновь появляться относительно небольшие рептилии, отличающиеся, как правило, новым типом поведения — агрессивность, стремительность, чему способствует и морфологические изменения — например, появление когтей (ср. Дейноних, 2,4 м, 45 кг). К меловому периоду относят и появление первых млекопитающих.

Появление первых рептилий относят к так называемому Каменноугольному периоду (270–350 млн лет назад), т. е. еще к Палеозою. Видимо, само их выделение из рыб-амфибий было вызвано изменениями в климате — потепление вызвало обмеление морей и одновременно уменьшался запас кислорода в воде, поэтому некоторые из них были вынуждены выходить на сушу (так называемые кистеперые рыбы), постепенно научились передвигаться, хотя еще долгое время размножение их могло происходить только в воде. Предположительно постепенно выделился какой-то вид амфибий, икринки которых смогли сохраниться вне влажной среды, а затем из поколения в поколение естественный отбор благоприятствовал развитию тех особей, которые откладывали яйца с более плотной оболочкой, менее нуждавшейся в водной среде. Постепенно внутри оболочки появилась система мембран, защищавших зародыш, который с этих пор завершал свое развитие внутри яйца, уже с собственным запасом влаги и питательных веществ. Новорожденный был способен сразу начать охоту за насекомыми. Так появились рептилии с более надежным, чем у рыб, позвоночником, более прямыми и подвижными конечностями и более развитым мозгом.

Находки первых рептилий (листозавра и тринаксодона) в Антарктиде подтверждают гипотезу, что в конце Палеозоя Южная Африка и Антарктида еще составляли единую часть суперконтинента. В начале Мезозоя (букв. «средняя жизнь») существовали виды рептилий, напоминающих скорее млекопитающих (особенно — в строении челюстей, зубов и нёба), которые были развиты выше, чем позднейшие мезозойские рептилии. Более того, высказывается предположение, что у них могли быть уже зачатки волосяного покрова и подкожного жирового слоя. Видимо, от них затем произошли современные виды млекопитающих. Но — прежде, чем сами они вымерли, вытесненные гигантскими ящерами.

Причины их гибели не ясны. Видимо, в конце Пермского периода климат был довольно холодным, и физиологическая система, сохраняющая в организме тепло, была несомненным преимуществом. Однако, в Триасе произошло потепление, а данные виды рептилий были не способны охлаждать кровь и тело в жаркую погоду. В результате выжили только те виды, которые отличались относительно небольшими размерами — поскольку излучающая тепло поверхность кожи у мелких животных по сравнению с объемом их тела относительно больше, чем у крупных, они эффективнее избавляются от избыточного тепла. На исходе Триаса почти все млекопитающеподобные рептилии по размеру не превосходили крысу и питались растениями или насекомыми. Их «современниками» были так называемые текодонты, не имевшие ни шерсти, ни жирового слоя, и именно их потомки расселились по Земле к началу Юрского периода. Тогда появились летающие рептилии (из них появились первые птицы) и предки современных крокодилов. Существовали и рептилии, жившие преимущественно в воде. Всех отличали гигантские размеры, и все они по не ясной до сих пор причине вымерли к концу мелового периода. Причем именно тогда, когда, кстати, суша разламывается на отдельные континенты, появляются млекопитающие — подобные современным утконосу и ехидне, они были однопроходными, кормили детенышей молоком, но еще, подобно динозаврам, откладывали яйца. Чуть позже выделилась группа сумчатых, которые были уже живородящими. Следующим этапом было появление плацентарных млекопитающих, которые не откладывали яиц и не нуждались в «сумке» для донашивания детенышей.

В Кайнозойскую эру от огромного разнообразия рептилий остаются только крокодилы, ящерицы и черепахи (происхождение, эволюция и видовая «стойкость» последних также представляет собой загадку). В то же время появляются млекопитающие — примитивные копытные и креодонты (хищники), отличающиеся еще очень небольшими размерами мозга.

В настоящее время выделяют два основных отряда динозавров — ящеротазовые с трехлучевым строением таза (как у крокодилов) и птицетазовые, с четырехлучевым тазовым поясом (как у птиц). И те, и другие передвигались на четырех конечностях, хотя соотношение передних и задних конечностей у разных видов могло существенно различаться. Например, брахиозавр имел длинные передние конечности, а бронтозавр — укороченные. Практически у всех динозавров была чешуйчатая кожа со слабо выраженной пигментацией. Установлено, что динозавры не издавали никаких звуков, что вообще характерно для рептилий (из современных ящериц, например, может издавать звуки только гаттерия, кроме того, нечто в роде писка и стона могут издавать крокодилы).

Гигантские рептилии юрского периода подразделялись также на разные подвиды в зависимости от среды обитания. Кроме наземных, существовали водные ящеры, которые морфологически отличались от рыб. Их существует несколько видов, обычно объединяемых названием ихтиозавр (букв. «рыбо-ящер»). Они были от 3 до 13 метров длиной. Вытянутыми челюстями и веретенообразным телом они напоминали современных дельфинов, а высокий вертикальный хвостовой плавник придавал им сходство с быстроплавающими пелагическими рыбами. С приобретением ласт рыбоящеры лишились возможности выходить на берег, став на путь живорождения. Об этом известно по находкам беременных самок ихтиозавров на известном в Германии местонахождении Хольцмаден. 200 млн лет назад, или в начале юрского периода, там существовал отделенный от моря отмелями залив, который из-за скопления ядовитого сероводорода в придонном слое превратился в гибельную для молодых и сильных животных ловушку. В конце юрского периода ихтиозавров коснулась тень вымирания. Однако еще с середины мезозоя в царстве морских драконов поселились завроптеригии, или крылоящеры. Основу разнообразия этих рептилий составляют плезиозавры. Они отличались коротким хвостом и четырьмя крупными конечностями-ластами, с помощью взмахов которых можно достаточно быстро продвигать обтекаемое тело в толще воды. Такое плавание называют «водный полет». Среди современных животных в воде «летают» тюлени, морские черепахи и пингвины. Характерная для некоторых плезиозавров длинная шея позволяла легко хватать добычу с ходу, а крупноголовые и короткошейные формы размерами и охотничьими повадками напоминали современных кашалотов.

Особый интерес представляют летающие ящеры, птерозавры, которые обладали крыльями с особой перепонкой. Все они, как правило, были хищниками. Размеры летающих ящеров были обычно не очень велики, кроме того, собственно летающими их можно назвать лишь условно — это был не собственно полет, но скорее планирование на относительно небольшой высоте. Птерозавры обладали также цепкими лапами с когтями, при помощи которых могли с легкостью перемещаться по веткам деревьев.

Далеко не все детали строения древних ящеров в настоящее время функционально ясны для современных палеонтологов. Так, например, стегозавр, который достигал 6 метров в длину, но высотой не превышал 3, имел вдоль стены характерный двойной ряд треугольных роговых щитов, точное назначение которых не ясно. Щитки сидели глубоко в мышцах стегозавра, прилегающих к позвоночнику, что явно давало ему возможность поднимать и опускать их. Однако — цель этого не совсем понятна, возможно — они играли роль своего рода брони и оружия.

Из последнего ясно, что с распространением и развитием на земле гигантских рептилий все большая их часть постепенно переходит к белковой пище, требовавшей одновременно и изменений в образе жизни, и строении тела. Если поедание зеленой массы, которая в тот период при теплом и влажном климате была очень обильна, не требовало ни быстроты реакции, ни особого оружия, то хищные динозавры неизбежно должны были и выглядеть, и вести себя уже иначе. Характерный пример — дейноних — ящер, размеры которого не превышали 2,5–3 м, с громными когтями, некоторые из которых были явно предназначены для разрывания толстой кожи гигантского динозавра.

Об образе жизни динозавров известно не так уж много, кроме того, совершенно ясно, что разные виды могли отличаться и разной стратегией поведения. Так, предположительно, это были в большинстве дневные животные, возможно — живущие стадами (в первую очередь, травоядные виды). Последнее утверждение противоречит данным, которые можно получить, наблюдая современных ящериц и крокодилов, однако ряд находок свидетельствует о зачатках стадного образа жизни у динозавров, что говорит о том, что у них уже возникала идея заботы о потомстве, совершенно утраченная их потомками, а точнее — дальними родственниками.

О ящерицах не часто говорят как о доживших до наших дней сверстниках мезозойских динозавров. Однако для палеонтологов, изучающих историю жизни на Земле, это давно установленный факт. Секрет эволюционного долголетия ящериц состоит в том, что им лучше всех удалось освоиться в роли мелких наземных хищников. Для этой группы рептилий всегда доступен такой обильный пищевой источник, как насекомые. Могут они съесть и себе подобного — позвоночное. Подвижная верхняя челюсть уподобляет череп ящериц механической конструкции, возможности которой можно сравнить с пинцетом или системой большого и указательного пальцев человеческой руки. С таким аппаратом можно безопасно выдержать конвульсивные рывки жертвы, а затем быстро перехватить и протолкнуть ее в глотку.

Однотонные и пестрые, планирующие и безногие, древесные и даже бегущие по воде — все это мир современных ящериц, который включает несколько тысяч видов. Его максимальное средоточение наблюдается в тропических широтах, где суточные и сезонные колебания температур незначительны. Прохлада быстро вводит небольших хладнокровных рептилий в оцепенение, делая их более доступными для хищников. Особые ценители подобного рода добычи существуют среди змей, птиц и млекопитающих. Раньше к этому кругу принадлежали и динозавры. О последнем дает представление вскрывшаяся однажды в Германии сланцевая плита, на поверхности которой сохранился полный скелет небольшого позднеюрского ящера компсогната с остатками в области желудка ископаемой ящерицы — баваризавра.

Порой в вихрях эволюции крупные и прожорливые хищники исчезали, не оставляя достойных преемников на роль «царя зверей». И тогда маленькие старожилы планеты сами превращались в сверхпожирателей. Длина крупнейшей современной ящерицы достигает 3,5 м. Именно столько достаточно, чтобы варану с острова Комодо прослыть драконом. В рационе этого гиганта значатся свиньи и даже олени. Немного больше миллиона лет назад в Австралии обитали семиметровые мегалании, которые вымерли вслед за своей главной добычей — дипротодонами, сумчатыми кроликами размером с бегемота. Однако рекорда среди ящериц достигли ископаемые мозазавры. Эти создания пережили расцвет во второй половине мезозойской эры или во времена царствования динозавров тираннозавров. Крупнейшие мозазавры не уступали размерами признанным гигантам, достигая иногда 15 м в длину. Вот только встретиться с тираннозаврами они не могли, поскольку, в отличие от всех своих ближних и дальних наземных сородичей, являлись водными обитателями.

Первый мозазавр был найден в Голландии в 1780 г. В 1824 и 1825 годах сообщалось об обнаружении изолированных костей еще двух крупных «ящериц» в Англии. Однако через полтора десятка лет всемирно знаменитый ученый Ричард Оуэн отнес их к наземным динозаврам. В течение второй половины XIX века палеонтологам удалось извлечь на поверхность остатки множества причудливых водных, наземных и летающих рептилий. В потоке сообщений пришло также известие об открытии полных скелетов мозазавров в американском штате Канзас.

Первым к изучению этих находок приступил профессор Эдвард Коп. Он сразу обратил внимание на недоразвитие конечностей мозазавров, которых немного поспешно представил в качестве родственников змей. Позднее американский палеонтолог изменил свою точку зрения и отнес ископаемую группу к самостоятельному отряду рептилий. Но и в этом случае ученый остался в одиночестве перед лицом многоопытных оппонентов. Например, Ричард Оуэн считал мозазавров водными ящерицами, сравнивая их с ластоногими в отряде хищных млекопитающих, а Отниел Марш, постоянный и недружелюбный критик Копа, доказывал их тесное родство с современными варанами.

Несогласие в мире «светил» палеонтологии возбудило активный интерес к изучению мозазавров. В результате удалось установить множество новых фактов об их разнообразии, образе жизни и характере распространения. В вопросе ближайшего родства ископаемой группы большинство специалистов до сих пор придерживаются представлений Марша. Но вот в наши дни, когда жар первых споров, казалось бы, давно остыл, появились научные сообщения, где утвердившаяся гипотеза ставится под сомнение.

Мезозой длился 180 млн лет. За этот колоссальный промежуток времени сдвигались со своего места материки, возникали и разрушались горы, разливались и отступали моря. Теплый и ровный климат на протяжении большей части мезозоя способствовал небывалому расцвету разных групп пресмыкающихся, среди которых хозяевами мезозойских континентов стали различные по размерам, внешнему облику и образу жизни динозавры. На рубеже триасового и юрского периодов начинается эпоха наступления морей на выположенные участки континентов. Вскоре над затопленной сушей закружили, расправив свои плавники-крылья, водные ящеры. Многоликость мира этих хищных существ определялась изобилием добычи — рыбы и головоногих моллюсков, неограниченно плодившихся в теплых водах континентальных морей. Однако, практически все виды плавающих рептилий постепенно вымерли, кроме мозазавра, который к середине мелового периода расселился почти во всех водоемах.

Весь облик мозазавров говорит о том, что это были хорошо приспособленные к водному образу жизни существа. Укороченные конечности видоизменились в плавники и использовались только в качестве рулей. Длинный и уплощенный с боков хвост походил на гребную лопасть и являлся основным двигателем в воде. Ростр на вытянутой голове у некоторых видов указывает на достижение мозазаврами высоких скоростей. Крупные и обычно загнутые назад острые зубы мозазавров обладали значительной прочностью. Она обеспечивалась развитием слоя толстой эмали на верхней части и значительными отложениями зубного цемента в основании зубов. Вероятно, мозазаврам приходилось нападать не только на живую добычу, но также подбирать выносимые реками и смываемые с берегов приливами трупы животных. Нередко пищей морским ящерицам служила рыба. Попутный для ускользающей жертвы ток воды, возникающий под давлением закрывающихся челюстей, частично нейтрализовался узостью черепа мозазавров. Подвижность в средней части ветвей нижней челюсти обеспечивала амортизацию рывков крупной и сильной добычи. Среди современных ящериц сходная особенность установлена у варанов.

Палеонтологам давно известны спиралевидные раковины меловых головоногих моллюсков аммонитов со следами мозазавровых челюстей. Не исключено, что их оставил глобиденс, отличающийся от остальных луковицеобразной формой верхушек зубов. Так же выглядят зубы у некоторых современных ящериц, использующих в своем рационе раковинных моллюсков. Но более всего совпадений имеют детали зубной системы ископаемого глобиденса и современной драцены из южно-американского семейства тейид. Этих современных ящериц иногда называют американскими варанами.

Найденный в Маастрихте мозазавр Хоффмана и его североамериканский родственник клидаст относятся к наиболее архаичной группе, которая освоила только самые мелководные участки побережий. В линии длиннохвостого платекарпа возникла возможность охотиться далеко от берега. В погоне за добычей подобные ему представители могли глубоко нырять, о чем можно догадаться по отвердевшим барабанным перепонкам. Самыми крупными среди мозазавров считаются хайнозавр и тилозавр. Эти формы не опасались выходить на океанические просторы.

Мозазавры, которых к настоящему времени насчитывают около 30 видов, открыты на всех континентах, кроме Антарктиды. Суммируя эти данные, можно сделать вывод о достижении морскими ящерицами пика разнообразия 80–70 млн лет назад в маастрихте и в предшествующем ему кампане, когда площади континентальных морей максимально расширились. Однако первые мозазавры появились еще в поздней юре, или примерно 150 млн лет назад, в прибрежных водах европейских морей.

В России первая находка мозазавра указана в 1872 году. В 1901 году председатель тогдашнего палеонтологического общества России Н. Н. Яковлев описал из кампанских отложений юга европейской части России фрагмент скелета гигантской ящерицы, назвав ее «доллозавр». Этим были отмечены заслуги известного бельгийского палеонтолога Луи Долло, посвятившего мозазаврам ряд ставших классическими работ. В России остатки морских ящериц встречаются чаще всего в отложениях мела Поволжья. Обычно это отдельные позвонки, челюсти или зубы.

В конце позднемеловой эпохи произошло всеобщее снижение биологического разнообразия, затронувшее разные группы растений и животных. Множество выдвинутых по этому поводу объяснений сводится к двум главным направлениям. В рамках одного из них обсуждается возможность связи между исчезновением тех или иных организмов с действием конкретных катастрофических факторов. Сейчас, например, популярна гипотеза о падении на Землю огромного астероида диаметром 10 км, взрыв которого при ударе о поверхность планеты вызвал глобальное запыление атмосферы и кратковременное похолодание, сказавшееся на вымирании разных (но почему-то далеко не всех) биологических видов. Гипотезы другого типа подчеркивают силу воздействия на органический мир малозаметных и постепенных причин некатастрофического характера. Палеонтологам давно известно, что история жизни на Земле не имеет размеренного характера, а представляет собой процесс перехода в состояние расцвета одних биологических форм или групп и упадка для других. Горообразовательные процессы, оледенения, дрейф континентов, колебания уровня мирового океана и изменения средней температуры океанической воды — некоторые наиболее важные факторы, которые по отдельности или вместе сказывались на изменении климата планеты. Последние проявлялись в виде чередования холодных и теплых или сухих и влажных эпох, что непременно оказывало влияние на изменения в составах фаун и флор.

С биологической точки зрения проблема вымирания мозазавров не представляется неразрешимой. Распространение хищников всегда зависит от наличия конкурентов и обилия добычи. Известно, что в конце мелового периода в морских бассейнах сокращается разнообразие и биомасса головоногих моллюсков. Одновременно широкое распространение получают подвижные и маневренные костистые рыбы, которые в подавляющем большинстве населяют современные реки, озера и моря. Для мозазавров новая добыча могла оказаться слишком неудобной.

Интересное наблюдение сделал в конце XIX века известный американский палеонтолог Сэмюэл Уиллистон. Он заметил, что ископаемые находки морских ящериц не содержат костей молодых животных. Это навело ученого на мысль о возможности обитания молоди мозазавров в каких-то особенных условиях. Например, в период размножения самки мозазавров вполне могли заходить в эстуарии и дельты рек для откладки яиц на песчаных пляжах. Юные мозазавры какое-то время проводили в речной воде, спасаясь от акул, и только с возрастом выплывали в открытое море. Весьма вероятно, что к концу мелового периода стали сокращаться площади пригодных для откладки песчаных пляжей. Между тем к концу мезозоя в береговых зонах развивают активность эвзухии — крокодилы современного облика, а также птицы и млекопитающие. Истребляя яйца и молодь мозазавров, представители этих групп несомненно оказали влияние на процесс вымирания морских ящериц.

Спустя миллионы лет закрепиться в роли верховных правителей морских просторов имели шанс змеи, несколько групп которых в первой половине кайнозоя ринулись осваивать роль водных хищников. Однако резкое похолодание в середине кайнозоя не позволило реализоваться им в качестве еще одной династии. А эстафету крупных морских животных подхватили китообразные и ластоногие. В отличие от рептилий, эти группы млекопитающих обладают способностью выдерживать температурные колебания воды, благодаря чему их нередко можно увидеть в богатых пищей приполярных морях.

В настоящее время существует «предание», что отдельные виды ископаемых рептилий каким-то чудесным образом сумели сохраниться и существуют в отдельных районах в наши дни. В первую очередь следует назвать, конечно, знаменитое чудовище озера Несс в Шотландии. Косвенным «подтверждением» реальности этого существа может послужить тот факт, что упоминания о подобных существах, живущих в озерах Шотландии и Ирландии часто встречаются и в средневековых источниках — хрониках и житиях святых. Однако, это «подтверждение» может интерпретироваться и, напротив, как аргумент против реальности чудовища из Лох-Несс: это означает лишь то, что легенды о нем существовали очень давно и сумели «дожить до наших дней». Источником для возникновения подобных преданий, которые встречаются и среди жителей прибрежных районов возле о. Байкал, и в Китае, в Японии и др., скорее всего послужили найденные там еще в давние времена кости динозавров, явно поразивших воображение древних людей.

Кроме «динозавров», среди легендарных животных можно назвать и огромных змей — например, огромного червя Олгой-хорхой, о котором бытуют предания в Монголии. Говорят, что он имеет более полутора метров в длину, способен очень быстро закапываться в песок и смертельно поражать человека, находящегося на расстоянии от него.

Проблема возможного (а точнее — невозможного!) сохранения древних рептилий не отделима от проблемы причины их вымирания. Она не решена до сих пор, но очевидно, что ответ на этот давний вопрос следует искать в климатических изменениях. Во всяком случае — эта причина универсальна, и поэтому никаких «исключений из правил» в данном случае быть не может!

Вопрос «Почему вымерли динозавры» должен быть поставлен (и решен) значительно шире — а почему время от времени на Земле почти полностью вымирают те или иные виды, причем, как правило, виды, отличающиеся значительными размерами особей. Гораздо позже, если мы вспомним, аналогичная судьба постигла мамонтов и гигантских лошадей Северной Америки, причем теория «катастрофы» в данном случае оказывается гораздо менее правдоподобной.

Определение причины (и датировки) вымирания мамонтов важно не только с биологической, но и с геологической точки зрения, так как обычно причину вымирания мамонтов видят в изменениях климатических условий (окончание последнего оледенения). Одновременно параллельной причиной называют усиление охоты на мамонтов человека позднего палеолита. Безусловно, эти факторы имели большое значение, но, возможно, не решающее. Вопрос об исчезновении мамонтов можно рассматривать, учитывая и другие обстоятельства. Надо принимать во внимание, что мамонты являются одной из последних ветвей отряда Proboscidea, появление которого фиксируется в конце эоцена или начале олигоцена. Расцвет отряда хоботных приходится на миоцен-плиоценовое время. Только в группе мастодонтов насчитывается более 300 видов. Что касается собственно семейства Elephantidae, то его развитие происходило в плиоцене и плейстоцене. Два современных вида слонов (и мамонты в том числе) являются по сути последними представителями огромной группы вымерших животных. Таким образом, мамонты обязаны своим исчезновением не только человеку, а прежде всего — завершающему этапу развития отряда Proboscidea. Нельзя также категорически утверждать, что мамонтовая фауна вымерла. Правильнее говорить, что мамонтовый комплекс распался. Часть животных откочевала в северные области (северные олени, овцебыки, песцы и др.), другая часть отошла к югу (сайгаки и др.). Оставшиеся виды (лоси, бурые медведи, лошади и др.) вошли в современный комплекс (существенно лесостепной и лесной), сформировавшийся в полосе прежней перигляциальной зоны. Однако, это лишь один из возможных подходов к данной проблеме.

«Геологический» подход к проблеме действительно отчасти соприкасается с так называемой теорией катастроф, которые, предположительно, могли иметь место на ранних этапах формирования земной флоры и фауны. Изучение причин одной из наиболее поздних глобальных природных катастроф на рубеже плейстоцена и голоцена не представляется сейчас полноценным без всестороннего исследования вымерших фаун этого периода. В их числе и широко распространенная плейстоценовая «мамонтовая фауна» севера Евразии и Америки. За последнее десятилетие устоявшиеся гипотезы вымирания мамонтов и других гигантов плейстоцена были поставлены под сомнение. Одной из таких гипотез была «ландшафтная», по которой вымирание произошло из-за смены тундро-степей на современную тундру. Накопление палинологических данных свидетельствует об отсутствии на переходе от плейстоцена к голоцену сплошной тундро-степи с твердыми почвами и степной растительностью. Тундровые ландшафты были широко распространены в конце плейстоцена и их господство не было основной причиной вымирания мамонтовой фауны. Сенсационное открытие в 1993 году голоценовых мамонтов острова Врангеля разрушило стройную теорию их катастрофического вымирания на рубеже плейстоцена и голоцена около 10 000 лет тому назад. Здесь мамонты сохранились на 6000 лет позже рокового рубежа и вымерли скорее всего в результате инбридинга в небольшой по численности популяции. Полученные за последние годы радиоуглеродные датировки остатков плейстоценовых лошадей, овцебыков и бизонов убедительно доказывают, что эти виды сохранялись на севере Сибири также на 4–6 тысяч лет позднее границы плейстоцена и голоцена. Роль человека в вымирании мамонтов и других млекопитающих плейстоцена была слишком переоценена, гипотеза о гибели мамонтов от рук людей не выдержала испытание временем. Несмотря на многочисленные экспедиции археологов на север Сибири, никаких следов многочисленных людских племен в начале голоцена здесь не найдено. По-прежнему большое внимание ученых различных специальностей привлекает возможность изучения замороженных организмов и тканей из вечной мерзлоты Сибири. Реализация таких проектов позволит подойти несколько ближе к решению проблемы морфологических и функциональных адаптаций крупных млекопитающих к тяжелейшим условиям сильных холодов и многомесячной полярной ночи. Молекулярные исследования замороженных мышц и кожи мамонтов показали полную бесперспективность поисков сохранившихся целых клеток, которые могли бы быть использованы в генной инженерии. Тысячелетнее вымерзание тканей разрушает клеточные мембраны за счет увеличения объёма жидкости внутри клетки, ДНК представлено короткими фрагментами, по которым с трудом удалось восстановить только один ген у мамонтов.

Несколько лет назад была предложена гипотеза вымирания мамонтовой фауны от эпизоотий, вызванных неведомыми вирусами. В ближайшие годы следует ожидать определенный бум в этой области, связанный в первую очередь с возможностью изучения неразмороженных тканей вымерших зверей. Однако, если предположительно такую же теорию перенести на много тысяч лет назад и попытаться объяснить «неведомым вирусом» гибель динозавров, станет очевидна ее несостоятельность, поскольку к началу вымирания они обитали на практически никак друг с другом не сообщающихся территориях.

Крупные млекопитающие распределены очень неравномерно по поверхности континентов. Это связано, в основном, не с нынешними климатическими и иными условиями, а с опустошительными вымираниями крупных (средний вес самки 40 кг и выше) наземных зверей в конце плейстоцена? начале голоцена (50–5 тыс. л. н.), в наименьшей мере затронувших Африку, в наибольшей — Америку и Австралию. Если раньше в кайнозое (последние 63–65 млн лет) крупные звери обычно вымирали с более-менее равноценной экологической заменой (т. е. одни формы сменялись другими, экологически близкими, но более совершенными) то эти вымирания происходили без подобной замены; их называют некомпенсированными. Для их объяснения предложено много глобальных, региональных и местных, общих (для всех или многих видов того или иного региона) и частных (для отдельных видов) моделей. Эти модели то дополняют, то исключают друг друга. Закономерным этапом разработки проблемы должна стать выработка синтетической концепции, в которую органически впишутся верные мысли предшествовавших моделей, а их противоречия будут устранены.

Библиография

Алифанов В. Р. Древнейший геккон из нижнего мела Монголии//Палеонтол. журн. 1989. № 1.

Алифанов В. Р. Макроцефалозавры и ранние этапы эволюции ящериц Центральной Азии. М., 2000.

Алифанов В. Р. Загадка происхождения черепах//Природа. 2001. № 8.

Биологический энциклопедический словарь/Под ред. М. С. Гилярова. М., 1986.

Величко А. А. Природный процесс в плейстоцене. М., 1973.

Иорданский Н. Н. Макроэволюция: Системная теория. М., 1994.

Иорданский Н. Н. Эволюция жизни. М., 2001.

Карр А. Рептилии. М., 1975.

Кэролл Р. Палеонтология и эволюция позвоночных. М., 1992.

Несов Л. А. Динозавры Северной Евразии: Новые данные о составе комплексов, экологии и палеобиогеографии. СПб., 1995.

Основы палеонтологии: земноводные, пресмыкающиеся и птицы/Под ред. А. К. Рождественского, Л. П. Татаринова. М., 1964.

Современная палеонтология: методы, направления, проблемы, практическое приложение. М., 1988. Т. 1,2.

Татаринов Л. П. Очерки по теории эволюции: Сер. «Академические чтения». М., 1987.

Тема № 237

Эфир 01.04.2003

Хронометраж 46:17

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz