Время динозавров. Новая история древних ящеров - Стив Брусатти

О таких открытиях мечтают все молодые ученые, когда остаются наедине со своими мыслями, копаясь в ящиках музейных хранилищ. Так как Стерлинг открыл животное, он дал ему название и выбрал навевающее воспоминания прозвище Effigia okeeffeae: родовое название — латинское слово, означающее «призрак», намек на «Ранчо призраков», Гост-Ранч, а видовое — дань уважения самому известному жителю ранчо. Эффигия попала на первые полосы: журналистам приглянулось это неуклюжее беззубое древнекрокодиловое существо, притворяющееся динозавром. Стивен Колберт даже посвятил часть своего шоу новому открытию и в шутку посетовал, что эффигию нужно было назвать не в честь художницы-феминистки, а в честь Эдвина Колберта (однофамильца комика). Помню, как смотрел этот эпизод на последнем году бакалавриата, когда начинал планировать аспирантуру, и был в восторге от того, какой эффект может оказать работа молодого выпускника.

Это меня вдохновило. Раньше я изучал только динозавров, но теперь понял, что эффигия и другие похожие на динозавров псевдозухии были крайне важны для понимания того, как динозавры покорили мир. Я стал читать многие классические работы по палеонтологии динозавров за авторством таких гигантов, как Роберт Бэккер и Алан Чариг, которые многословно провозглашали уникальность динозавров. Дескать, они обладали превосходной скоростью, ловкостью, метаболизмом и интеллектом и вытеснили всех остальных триасовых животных — гигантских саламандр, ранних млекопитающих-синапсид и крокодилоподобных псевдозухий. Динозавры были избранными. Сама судьба предначертала им взять верх над более слабыми видами, превзойти их и основать глобальную империю. Некоторые из этих сочинений вызывают почти религиозное чувство — и неудивительно, ведь Бэккер также выступает как экуменический христианский проповедник и славится зажигательными лекциями, похожими на миссионерские проповеди.

Динозавры, которые обставили всех противников на позднетриасовом поле битвы. Хорошая история, но меня она не убеждала. Новые открытия, похоже, переворачивали ее с ног на голову, и ряд вопросов приводил меня к псевдозухиям. Многие крокодилоподобные архозавры были точными копиями динозавров. А может быть, все было наоборот: это триасовые динозавры пытались походить на псевдозухий? Как бы то ни было, если эти две группы были так похожи, как можно утверждать, что динозавры были высшей расой? Но не только схожесть динозавров и псевдозухий стала стоп-сигналом. В позднем триасе псевдозухий было больше, чем динозавров: больше видов и большее количество самих животных в отдельных экосистемах. Зверинец из Гост-Ранч, в котором жили одновременно фитозавры, этозавры, райузухии, животные вроде эффигии и настоящие крокодилы, не был локальным явлением. Подобные разнообразные сообщества процветали по всему миру.

Но, как часто говорят ученые, когда хотят тонко подколоть друг друга, это объяснение несколько неконкретное. А можно ли численно сравнить, как развивались динозавры и псевдозухии в конце триаса? Как проверить, была ли одна группа более успешной, чем другая, как это менялось со временем?

Я погрузился в литературу по статистике, неведомой территории для тех, кто увлечен динозаврами и не очень хорошо знаком с другими областями науки.

И не без стыда осознал, что специалисты по палеонтологии беспозвоночных — наши нелюбимые сводные братья, изучающие окаменелые кораллы и моллюсков, у которых даже костей нет, — уже придумали метод 20 лет назад, а мы его проигнорировали. Он называется морфологическим разнообразием.

«Морфологическое разнообразие» звучит как причудливый термин, но по сути это просто мера разнообразия. Разнообразие можно измерять несколькими способами. Первый — посчитать число видов: можно сказать, что Южная Америка более разнообразна, чем Европа, потому что там больше видов животных. Или можно рассчитать разнообразие, исходя из числа особей: насекомые более разнообразны, чем млекопитающие, потому что в любой экосистеме насекомых больше. Морфологическое разнообразие измеряет разнообразие на основе анатомических признаков. По этой логике птицы более разнообразны, чем медузы, потому что у птиц гораздо более сложное тело со множеством разных частей, а медузы — всего лишь мешочки со слизью. Такой способ измерения разнообразия может дать лучшее представление об эволюции, потому что многие аспекты биологии животных, их поведения, диеты, роста и метаболизма завязаны на анатомии. Если вы действительно хотите знать, как меняется группа во времени или как соотносятся две группы, я бы сказал, что морфологическое разнообразие — самый надежный способ это замерить.

Подсчитать количество видов или число особей легко. Нужна только пара глаз и калькулятор. Но как измерить морфологическое разнообразие? Как преобразовать всю сложность тела животного в статистику? Я последовал путем, проторенным палеонтологами беспозвоночных. Делается это примерно так. Сначала я составил список всех триасовых динозавров и псевдозухий, так как именно этих животных я хотел сравнить. Затем я несколько месяцев изучал окаменелости этих видов и составил список из сотен признаков в строении скелета, которые у них различаются. У одних пять пальцев, у других три. Одни ходили на четырех лапах, другие на двух. У одних есть зубы, у других нет. Я закодировал эти признаки в электронной таблице нулями и единицами, как это сделал бы программист. Герреразавр ходил на двух ногах, ставим 0. Заврозух — на четырех, ставим 1. Через почти год работы у меня была база данных с 76 видами триасовых животных, для каждого из которых было выделено 470 скелетных признаков.

После того как нудный и кропотливый сбор данных завершился, пришло время математики. Следующим шагом было построить так называемую матрицу расстояний. Она представляет в численном виде, насколько каждый вид отличается от любого другого, на основе базы данных анатомических признаков. Если у двух видов совпадают все признаки, то расстояние между ними равно 0. Они идентичны. Если два других вида вовсе не имеют общих признаков, расстояние между ними равно 1. Они полностью разные. Для промежуточных случаев предположим, что у герреразавра и заврозуха 100 признаков совпадают, а 370 других отличаются. Расстояние между ними будет 0,79: 370 признаков, по которым они отличаются, делим на 470 — общее количество рассматриваемых признаков. Чтобы нагляднее представить, вспомните таблицы в дорожном атласе, на которых указано расстояние между разными городами. Чикаго находится в 300 км от Индианаполиса. Индианаполис — в 2700 км от Финикса. Финикс — в 2900 км от Чикаго. Эта таблица и есть матрица расстояний.

Вот что интересно насчет матрицы расстояний в атласе. Можно взять таблицу расстояний между городами, ввести ее в программу статистики, запустить так называемый многомерный анализ, и программа «выплюнет» график. Каждый город будет точкой на графике, и расстояние между точками будет идеально соответствовать таблице. Другими словами, график — это карта, географически точная карта со всеми городами в правильных местах и на правильном расстоянии друг от друга. А что, если ввести матрицу расстояний, которая содержит различия в скелетах триасовых динозавров и псевдозухий? Программа статистики тоже создаст график, в котором каждый вид представлен точкой, — этот график называется морфопространством. Но на самом деле это просто карта. Она наглядно показывает распространение анатомического разнообразия среди рассматриваемых животных. У близких друг к другу видов и скелеты похожи, так же как Чикаго и Индианаполис сравнительно близки географически. У двух видов в дальних углах графика анатомия сильно отличается, как большее расстояние между Чикаго и Финиксом.