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

Но Дарвину не пришлось долго ждать. В 1861 году рабочие немецкого известнякового карьера обнаружили удивительную окаменелость. Этот известняк с мелкими гранулами был идеальным материалом для изготовления литографических плит, широко использовавшихся в типографском деле. Известняк формировался в очень мягких условиях в водной среде. Это означает, что все, что в него включалось, практически не подвергалось никакому дополнительному воздействию. В таких камнях окаменелости сохраняются почти в идеальном виде.

На той известковой плите был интересный отпечаток чего-то длинного и перистого. Оно напоминало прекрасно сформированное перо. Но оставалось загадкой, откуда в этих камнях могли взяться перья.

Известняк, содержавший этот необычный отпечаток, образовался во время юрского периода. За несколько десятков лет до этого открытия немецкий аристократ и натуралист Александр фон Гумбольдт (1769—1859) обратил внимание на особый известняк в массиве Юра на границе Франции и Швейцарии. Слой известняка простирался на много миль. Фон Гумбольдт назвал его юрским, предполагая, что его особые свойства могут отражать специфический момент в истории Земли. Вскоре после этого другие ученые обнаружили, что породы юрского периода часто содержат окаменелости – например, крупных спиралевидных существ, названных аммонитами. Похожие окаменелости были найдены по всему миру, что привело ученых к заключению: юрский период – особый геологический период в истории всей планеты, а не только особенность территории Франции и Швейцарии.

Затем в начале 1800-х годов в Англии в отложениях юрского периода были обнаружены крупные зубы и челюсти. Подобные находки появлялись повсюду. Вскоре стало ясно, что в юрский период жили не только спиралевидные моллюски, но и динозавры. Отпечаток пера демонстрировал кое-что еще. Не летали ли над головами динозавров птицы?

Одинокая окаменелость пера всех заинтриговала. Может, это перо птицы юрского периода? Или были еще какие-то неизвестные пернатые существа? Такую гипотезу тоже нельзя было исключить.

Через несколько лет после обнаружения пера один фермер расплатился за оказанную ему медицинскую помощь окаменелостью, происходившей из того же карьера, что и перо. Врач, который ее приобрел, – опытный анатом, интересовавшийся ископаемыми, – с первого взгляда понял, что перед ним не обычный кусок известняка. Содержавшуюся в нем окаменелость почти целого скелета с полыми костями, крыльями и хвостом покрывали отпечатки перьев. Представляя себе ценность находки, врач устроил аукцион между музеями и в конечном итоге получил 750 фунтов от Британского музея.

За следующие пятнадцать лет появились и другие образцы. В середине 1870-х годов фермер по имени Якоб Нимейер продал владельцу карьера одну окаменелость за стоимость коровы. Владелец карьера, зная о враче, который продал предыдущую находку в Лондон, в 1881 году предложил новую окаменелость ему же. Этот скелет обошелся Музею естественной истории в Берлине в тысячу фунтов. На сегодняшний день обнаружено семь таких образцов.

Пернатое существо, названное Archaeopteryx, представляло собой весьма занятную химеру. Оно имело покрытые перьями крылья и полые кости, как птица. Но, в отличие от известных птиц, у него были зубы хищника, плоская грудная кость и три острых когтя на концах крыльев.

Эти открытия были сделаны в самое удачное время для теории Дарвина. Когда Томас Гексли исследовал зубы, конечности и когти археоптерикса, он выявил глубокое сходство между этим существом и рептилиями. Он сравнил археоптерикса с другой находкой из юрского известняка – маленьким динозавром Compsognathus. Они были примерно одинакового размера и имели похожий скелет, за исключением перьев. Гексли заявил, что археоптерикс доказывает теорию Дарвина: это было промежуточное звено между рептилиями и птицами. Дарвин даже упомянул археоптерикса в четвертом издании книги “О происхождении видов”: “Вряд ли какая-то другая находка последнего времени лучше, чем эта, показывает, насколько мало мы еще знаем о прежних обитателях нашего мира”.

Подобные сравнения вызвали множество самых разных вопросов. Если археоптерикс доказывает родство птиц и рептилий, какие именно рептилии были предками птиц? Имелось несколько очевидных кандидатов, и у каждого были свои сторонники. Одни ученые предполагали, что длинный хвост археоптерикса и форма его черепа указывают, что предками птиц были небольшие плотоядные существа, похожие на ящериц. Другие сравнивали птиц с еще одной группой летающих рептилий юрского периода – с птерозаврами. С этой гипотезой была проблема: хотя птерозавры имели крылья и летали, кости их крыльев очень сильно отличались от птичьих. Крылья птерозавров поддерживались удлиненным четвертым пальцем, тогда как крылья птиц поддерживаются перьями и сочетанием пальцев. Наконец, третьим импонировала версия Гексли, сравнившего археоптерикса с мелкими динозаврами.

Впрочем, некоторые известные ученые на протяжении нескольких лет не соглашались с идеей происхождения птиц от динозавров, приводя разные доводы. Один исследователь заявил, что нашел роковую ошибку этой гипотезы: у птиц есть ключицы, тогда как динозавры, в отличие от других рептилий, их не имеют. Другие указывали на различия в метаболизме и образе жизни птиц и динозавров – столь значительные, что динозавры ни в коем случае не могли быть прародителями птиц. Ведь динозавры, за некоторыми исключениями, были крупными и медлительными животными, не очень похожими на мелких и чрезвычайно подвижных птиц. Многие считали, что археоптерикс был всего лишь птицей и ничего не мог рассказать о переходных формах. Дискуссии разгорались, в значительной степени из-за того же вопроса: как появились перья и все другие специфические признаки птиц, в том числе и у археоптерикса?

Представление о динозаврах как о массивных и малоподвижных существах имело долгую историю. Но такая же долгая история у отказа от этого представления, начавшегося с работ одного ученого-эклектика, который, как Бэшфорд Дин, любил носить военную форму.

Франц Нопча фон Фельшё-Сильваш (1877-1933), больше известный как барон Нопча, был человеком сильных страстей и высокого интеллекта. В 18 лет в родовом поместье в Трансильвании он обнаружил несколько костей. Самостоятельно обучившись анатомии, в 1897 году он опубликовал их научное описание, назвав костями крупного динозавра. Нопча написал 700-страничный труд по геологии Албании и десятки научных статей на многих языках. Он был австрийским шпионом и участвовал в организации албанского сопротивления против турецкого владычества. Он мечтал стать королем Албании. К сожалению, жизнь его оборвалась, когда из-за больших долгов он застрелил своего любовника, а потом покончил с собой.

После обнаружения первых древних костей на собственной земле в 1895 году Нопча собрал большую коллекцию окаменелостей и принялся изучать динозавров Трансильвании – как их кости, так и окаменевшие следы протоптанных ими дорожек на всей территории Восточной Европы. Разглядывая эти сохранившиеся в камнях тропы, он видел следы передвигавшихся по болотам живых и дышащих существ. Следы на болотах показывали, что оставившие их животные вполне могли быстро перемещаться. Животные тяжело опирались на землю, и, судя по расстоянию между отпечатками ног, они бегали. Вывод ясен: динозавры были не медленными и неповоротливыми животными вроде слонов, а быстрыми и активными хищниками. Нопча развил эту идею и дальше: поскольку бегающие динозавры должны были быть быстрыми и легкими, они вполне могли быть предками птиц. По его мнению, потребность в быстром передвижении заставила их подняться в небо, а оперенные крылья помогали протоптицам размахивать лапами, чтобы увеличивать скорость и хватать добычу.