Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты - Дональд Протеро

Открытия Мэри Эннинг отворили дверь в мир удивительной группы животных—ихтиозавров. В начале XIX века динозавры были известны лишь по фрагментам зубов и челюстей и, следовательно, оставались малоизучены, пока в 1880-е годы не нашли их полные скелеты (см. главу 17). Зато найденные окаменелости ихтиозавра часто были полными или почти полными. Поэтому натуралисты быстро удостоверились, что эти животные действительно были рептилиями, хотя формой тела сильно напоминали китов или дельфинов благодаря так называемой конвергентной эволюции. Большинство ихтиозавров имели длинную узкую заострённую морду и множество острых конических зубов, которыми ловили плавающую добычу. У многих имелись большие глаза — видимо, чтобы лучше видеть в мутной воде; причём у некоторых видов глаза были защищены оболочкой из мелких костей, окружавших глазное яблоко и зрачок, так называемым склеротическим кольцом. На костях ихтиозавров, живших в конце юрского периода, есть следы кессонной болезни. Это свидетельствует о том, что животные могли нырять на большую глубину и часто страдали из-за необходимости надолго задерживать дыхание; при этом, когда они поднимались к поверхности воды, их кровь насыщалась пузырьками азота.

Голова ихтиозавра плавно переходила в туловище, как у многих водных животных, приобретающих обтекаемую форму тела из-за постоянного плавания. По последним оценкам, ихтиозавр мог плавать со скоростью 2 км/ч — чуть медленнее самых быстрых современных дельфинов и китов. На дельфинообразном теле ихтиозавра был спинной плавник (аналогичные плавники есть у дельфинов и рыб), который имел хрящевую, а не костную основу, и заметен только у экземпляров, у которых сохранились мягкие ткани. Передние конечности ихтиозавра превратились в ласты, состоявшие из десятков мелких костных дисков, сформировавшихся в результате «умножения» и «деления» костей пальцев на множество крошечных фрагментов. Задние конечности ихтиозавра превратились в гораздо более миниатюрные плавники (у китов и дельфинов они полностью утрачены), которые, вероятно, не слишком помогали для разгона при плавании. Задняя часть тела переходила в «рыбий» хвост с плавниками, ориентированными в вертикальной плоскости, то есть ихтиозавр плавал, двигая хвостом из стороны в сторону (как делает большинство костистых рыб).

Последние задние позвонки резко изгибались книзу в виде «завитка», поддерживавшего нижний хвостовой плавник; верхний хвостовой плавник поддерживался не костью, а хрящом. На заре изучения ихтиозавра учёные ломали голову над тем, зачем понадобился такой «завиток» хвостовых позвонков, и полагали, что это может быть механический дефект, возникающий, например, из-за усыхания и скукоживания сухожилий. Однако Ричард Оуэн верно заключил, что это остаток двухлопастного хвостового плавника. Его догадка подтвердилась в конце XIX века, когда в Германии обнаружили удивительное местонахождение Хольцмаден. На здешних окаменелостях сохранились тёмные отпечатки мягких тканей. Таким образом, палеонтологи впервые смогли оценить, для чего служила верхняя половина хвостового плавника у ихтиозавра, а также рассмотреть контуры спинного плавника (не имеет костной поддержки и, следовательно, обычно не видим).

Нам многое известно о палеобиологии ихтиозавра, поскольку имеются многочисленные и хорошо сохранившиеся, полностью сочленённые скелеты, порой с очертаниями мягких тканей и даже с содержимым желудка. Считается, что большинство ихтиозавров кормились как дельфины или киты: быстро ловили длинной зубастой пастью плавающую добычу (кальмаров, белемнитов, аммонитов, рыбу и т. п.). Это подтверждает и содержимое их желудков. У некоторых ранних ихтиозавров были затупленные размалывающие зубы для поедания моллюсков, другие имели беззубые «клювы» и, как считается, всасывали свою пищу (сегодня так питаются многие рыбы). Подтверждается, что крупные особи ели более мелких ихтиозавров. Многие хищники нападали на ихтиозавров, оставляя отметины на их мордах и костях. У некоторых ихтиозавров была короткая нижняя челюсть, а верхняя превращалась в длинный бивень, позволявший животному нападать на косяки рыбы (так делают меч-рыба и рыба-парусник).

С самого начала учёные спорили, как полностью водное животное могло выходить на сушу, особенно для откладывания яиц (подобно морским черепахам)? Учитывая, что плавники ихтиозавра были слишком малы, чтобы с их помощью животное могло вылезти на берег и ползти по песку. Затем в Хольцмадене были найдены окаменелости, запечатлевшие выход детёныша хвостом вперёд из полости, которая могла представлять собой родовые пути самки. Эти находки подтвердили давнюю догадку учёных: ихтиозавры были живородящими, размножались внутриутробным оплодотворением и никогда не откладывали яиц (точно так же беременные китихи и дельфинихи проводят всю жизнь в море, вынашивая детёнышей до их первого вздоха).

Короче говоря, ихтиозавр — удивительный пример конвергентной эволюции с дельфином. Строение его тела напоминало дельфинье, но эта была рептилия, а не млекопитающее, причём обладавшая некоторыми фундаментальными отличиями. Откуда взялись такие специализированные существа?

Как и в случае с плезиозаврами (см. главу 15), мы располагаем превосходной серией ископаемых переходных звеньев, демонстрирующих происхождение ихтиозавра (рис. 14.5). Первым идёт нанчаньгозавр, живший в раннем триасе на территории Китая. У него было типичное рептильное тело, хотя уже имелась удлинённая морда, как у ихтиозавров. Когда это животное впервые описали, палеонтологи не были уверены, к какой группе его отнести, поскольку он обладал многочисленными примитивными рептильными признаками, но по форме черепа близок ихтиозаврам.

Рис. 14.5. Происхождение ихтиозавра от более примитивных рептилий на протяжении триасового периода (© Ryosuke Motani)

Затем идёт утатсузавр, живший в раннем триасе на территории Японии. У него было обтекаемое торпедообразное тело, как у ихтиозавра, но передние и задние конечности примитивные, ещё не превратились в плавники. Длинная «ихтиозавровая» морда, но без нижнего завитка на хвостовом плавнике, а лишь плавный изгиб, позволяющий предположить, что в верхней части хвостового плавника имелись небольшие лопасти. Следующее звено — чаухозавр, живший в начале триаса на территории Китая. Череп у него был как у настоящего ихтиозавра, с коротким носом, простыми зубами и большими глазами. Но его крепкие лапы только начинали приобретать первые признаки типичных ихтиозавровых ласт, а на хвосте появился едва заметный завиток, поддерживающий верхнюю лопасть хвостового плавника.

Ещё более специализированным был миксозавр, обитавший в среднем триасе на территории Германии и в других местах (см. рис. 14.5). Это классическое переходное звено на полпути между развитыми ихтиозаврами и их более примитивными предками. Его тело во всём напоминало дельфинье; он имел длинную морду, большие глаза и спинной плавник, как большинство ихтиозавров. Передние и задние конечности — уже настоящие плавники, но количество пальцев на них не увеличилось. Хвост ещё более заметно загнут книзу, чем у чаухозавра, а в верхней части хвостового плавника осталась совсем небольшая лопасть. Калифорнозавр, живший в позднем триасе, специализирован ещё заметнее, у него сильнее видоизменились передние плавники и появляются первые признаки редукции задних плавников, а также ещё выразительнее становится изгиб хвоста книзу. Вероятно, на хвостовом плавнике у него была верхняя лопасть, хотя об этом сложно судить, поскольку нет хорошо сохранившихся экземпляров животного.