Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих - Эльза Панчироли

Он учился на акушера в Университете Глазго, где из-за его трудного, замкнутого характера у него часто бывали проблемы с преподавателями. Окончив учебу лучшим в своей группе, Брум работал в родильном доме Глазго, но его манили путешествия. Сначала он побывал в Соединенных Штатах, а затем переехал в Австралию, где собирал растения и животных и где он увидел своего первого утконоса. Все больше увлекаясь сумчатыми и однопроходными, он изучал опоссумов, тех самых существ, чьи кости, как считалось, нашли в юрских породах Стоунсфилда в Англии. Заинтригованный тем, что австралийские животные могут рассказать о происхождении млекопитающих, Брум начал скрупулезный сбор и изучение образцов, чтобы понять анатомию и эволюцию животных.

В 1896 году Брум решил эмигрировать в Южную Африку, чтобы продолжить свои поиски происхождения млекопитающих. Он ознакомился с окаменелостями Кару, хранящимися в Музее естествознания в Лондоне. Первым их описал сварливый Ричард Оуэн, который совсем недавно умер. Он и его современник в Соединенных Штатах Эдвард Дринкер Коуп уже поняли, что терапсиды были ключом к пониманию происхождения млекопитающих. Брум знал, что если он хочет раскрыть их происхождение, то должен поближе познакомиться с их окаменелостями.

Оуэн и Брум переписывались перед его смертью, и старик был о Роберте высокого мнения. Ему пересылали образцы, описанные Оуэном, из Южной Африки в поисках экспертного заключения, которое он с готовностью дал, после чего окаменелости отдали «на хранение» в Британский музей естествознания (ныне Музей естествознания в Лондоне).

Но в 1880-х годах другой авторитетный палеонтолог взял на себя изучение образцов Кару. Гарри Говир Сили не просто изучал их, он даже отправился на южную оконечность Африки, где совершил турне в глубь страны и сделал немало новых открытий со своими белыми южноафриканскими коллегами. Обычно найденные окаменелости потом вывозились из страны их происхождения. В частности, Сили собирал и описывал терапсидов пермского возраста и парейазавров, но он также описал существ триасового периода, положивших начало ветви первых родственников млекопитающих – цинодонтов.

Пока Брум строил свои планы, изучение южноафриканских окаменелостей привело к выводу, что млекопитающие, вероятно, произошли от терапсид [74]. Но какая группа или группы были их предками, оставалось загадкой, которую Брум намеревался разгадать.

Сили не горел желанием помогать Бруму в его южном предприятии. За кулисами он строил козни, чтобы помешать этому шотландскому выскочке посягнуть на его открытия. Он попросил своих южноафриканских знакомых позаботиться о том, чтобы все окаменелости тут же отправляли в Лондон и никому больше не показывали.

Брум с женой Мэри прибыли в Кейптаун на пароходе в 1897 году. Где он узнал, что музей, по просьбе Сили, не желает предоставлять ему доступ к своим коллекциям. У него не было никаких связей, и ему приходилось браться за любую медицинскую работу, какую только предлагали. Наконец ему предложили должность в Порт-Элизабет, приморском городке на Восточном мысе. Брум снова погрузился в естественные науки, и ему даже разрешили ознакомиться с окаменелостями Кару в городском музее – первыми, которые он увидел в стране их происхождения. Но основная работа мешала его исследованиям в Порт-Элизабет, и вскоре Брумы отправились в глубь страны, чтобы посвятить больше времени раскопкам.

При поддержке друзей Брум решил разрушить монополию Сили на окаменелости Южной Африки. Он проводил каждую свободную минуту, прочесывая донги и собирая новые окаменелости, которые он и его коллеги могли исследовать без помех. Он завел дружбу с белыми южноафриканскими коллекционерами, которых возмущало пренебрежительное отношение британских ученых, часто принимающих как должное драгоценные образцы энтузиастов-любителей. Брум, однако, ценил их тяжелую работу и сам работал с ними бок о бок.

В 1903 году Брум занял должность профессора зоологии и геологии в колледже Виктории в Стелленбоше. Он сильно отличался от прочих преподавателей, отказываясь обращаться со студентами «как с большими школьниками»3, проводить переклички или гонять их перед экзаменами. Он поощрял их думать самостоятельно, увлекая их живыми лекциями, которые часто отклонялись от темы и уходили в политику и религию. Из-за своей упрямости, уверенности в себе и неумения проделывать политические маневры Брум недолго продержался в Стелленбоше, и он изо всех сил пытался найти научные должности, на которые, по его мнению, имел право. В конце концов он уехал в шахтерский городок Спрингс, недалеко от современного Йоханнесбурга.

Наконец Брум мог сосредоточиться на изучении окаменелостей Кару и свободно описывать интересующие его образцы. Он все так же игнорировал чужой авторитет в поисках нового материала, но надеялся, что его научный вклад оценят. Брум развязал целую войну за окаменелости между музеями Южной Африки, Великобритании и Соединенных Штатов, распределяя свои коллекции по таким учреждениям, как Витватерсрандский университет и Американский музей естественной истории, где он завязал тесное сотрудничество и дружбу с Генри Фэрфилдом Осборном.

Исследования Брума о происхождении млекопитающих отличались тем, что его интерес выходил за рамки простого описания. Он хотел разобраться в семейных отношениях и задавал непростые анатомические вопросы, сосредоточив внимание на характерных чертах скелета, которые мы до сих пор используем для различения групп животных. Мы уже встречались с некоторыми этими чертами в предыдущих главах: синапоморфиями, такими как расположение определенных костей или развитие зубов. Они помогали понять взаимоотношения между ранними синапсидами, терапсидами и цинодонтами, и теперь они используются в форме анализа, называемой филогенетикой.

Простыми словами, филогенетика – это изучение эволюционных взаимосвязей. Теперь она проводится статистически, с использованием компьютерных алгоритмов для составления наиболее вероятного генеалогического древа. В компьютерных программах используются как последовательности ДНК, так и особенности скелета. Хотя филогенетика не дает конкретные ответы, она выявляет наиболее вероятные гипотезы, основанные на статистической вероятности.

Конечно, при работе с окаменелостями скелет обычно единственный источник информации. Палеонтологи отмечают особенности скелета и присваивают им «баллы»: например, ставят 0, если какой-либо признак отсутствует, или 1, если он есть. Помимо наличия и отсутствия, к этим показателям добавляется сложность объектов, которые могут иметь несколько «состояний». Так, например, зуб может иметь один заостренный выступ (0 баллов), два выступа (1 балл) или три выступа (2 балла). Все баллы помещаются в большую таблицу, называемую матрицей символов, и, используя ее, филогенетический анализ выявляет, как животные связаны друг с другом.

Сегодня построение генеалогических древ с помощью филогенетики требует программирования и большого количества математики, но в его основе лежат понятия, известные уже 250 лет. Близкородственные животные имеют больше общих черт, чем дальнеродственные, и по сходствам черт можно составить генеалогическое древо. Хотя за последние 80 лет наше представление о сходстве усложнилось, отточилось и дополнилось, сама суть таких взаимосвязей была хорошо известна Роберту Бруму и его современникам.