Время динозавров. Новая история древних ящеров - Стив Брусатти

Эти динозавры стали нынешними птицами.

Эволюция сделала птиц из динозавров. И, как мы видели, это происходило постепенно, по мере того как одна линия теропод приобретала характерные черты поведения сегодняшних птиц шаг за шагом, в течение десятков миллионов лет. Тираннозавр не мутировал в курицу в одночасье, переход был настолько постепенным, что динозавры и птицы смешивались друг с другом на генеалогическом древе. Велоцираптор, дейноних и чжэньюаньлун сидят на «нептичьих» ветвях генеалогического древа, но, будь они живы сегодня, мы, вероятно, считали бы их просто еще одной разновидностью птиц, не более странными, чем индейка или страус. У них были крылья и перья, они охраняли свои гнезда и заботились о птенцах, и, черт возьми, кто-то из них, возможно, даже чуть-чуть летал.

Те десятки миллионов лет, пока характерные признаки птиц один за другим появлялись у динозавров, не было долгосрочного плана, не было большой цели. Не было никакой силы, направляющей эволюцию, чтобы как можно лучше приспособить динозавров к небесам. Эволюция работает только в моменте, естественным образом отбирая признаки и поведение, которые делают животное успешным в данном конкретном месте и времени. Полет — он просто случился сам собой, когда пришло время. Возможно, даже наступило время, когда он стал неизбежен. Если эволюция создала маленького длиннорукого сообразительного охотника с перьями для обогрева и крыльями для ухаживаний, ему не потребуется много усилий, чтобы начать порхать в воздухе. И тогда, взяв за отправную точку порхающего динозавра с плохонькими способностями к полету, который пытается выжить среди конкурентов, естественный отбор может включиться и постепенно слепить из его потомков все более хороших летунов. С каждым изменением они летали бы лучше, дальше, быстрее — пока не появились птицы современного вида.

Кульминацией этого длительного преобразования стал радикальный прорыв в истории жизни. Когда эволюция наконец завершила «сборку» мелкоразмерного летающего крылатого динозавра, оказалось, что у таких животных огромный потенциал. Первые птицы стали эволюционировать как сумасшедшие, вероятно потому, что их способности открыли им доступ к новым экологическим нишам и новым невиданным возможностям. Мы видим это (относительно) внезапное изменение в летописи окаменелостей.

В ходе работы над диссертацией я объединил усилия с двумя специалистами по вычислениям, чтобы оценить, как изменились темпы эволюции при переходе от динозавров к птицам. Грэм Ллойд и Стив Вонг — палеонтологи, но я не знаю, нашли ли они хоть одну окаменелость. Ребята — первоклассные статистики, математические гении, которые наслаждаются, сидя часами за компьютерами, создавая код и запуская аналитические алгоритмы.

Мы втроем объединили усилия, чтобы разработать новый способ расчета того, как быстро или медленно животные преобразуют особенности своих скелетов с течением времени и как эта скорость меняется на разных ветвях генеалогического древа. Начали с большой новой генеалогии птиц и их ближайших родичей-теропод, которую построили я с Марком Нореллом.

Затем мы создали обширную базу данных анатомических признаков, которые различаются у этих животных: у некоторых видов, например, есть зубы, а у других — клюв. По распределению признаков на генеалогическом древе мы увидели, где одно состояние признака сменилось на другое, например, вместо зубов появились клювы и так далее. Это позволило нам подсчитать, сколько изменений произошло на каждой ветви дерева. Также по возрасту окаменелостей мы смогли выяснить, сколько времени существует каждая ветвь на дереве. Количество изменений, деленное на время, — это скорость, и таким образом можно измерить темп эволюции для каждой ветви. Затем при помощи статистических ноу-хау Грэма и Стива мы проверили, были ли в какие-то интервалы времени или у каких-то отдельных групп более высокие темпы эволюции, чем у других.

Выводы ясны как день: большинство теропод эволюционировали очень вяло, но, как только появились летающие птицы, скорость изменений резко добавила газу. Первые птицы развивались гораздо быстрее своих предков-динозавров и продолжали быстро развиваться в течение многих десятков миллионов лет. Между тем другие исследования показали: внезапное снижение размера тела и скачок в динамике развития конечностей произошли примерно в этой же точке генеалогии, так как первые птицы быстро уменьшались в размере и увеличивали длину передних конечностей и размер крыльев, чтобы летать лучше. Эволюции понадобились десятки миллионов лет, чтобы создать летающую птицу из динозавра, но теперь все происходило очень быстро, и птицы взмыли в воздух.

Совсем рядом с кабинетом Сюй Сина в Пекине находится другой, яркий и не такой официальный, но с меньшим количеством окаменелостей. Здесь работает Цзинмай О’Коннор, хотя и не постоянно. Окаменелостей мало, потому что Цзинмай изучает птиц из Ляонина, неловко летавших над головами пернатых динозавров, — большинство из них расплющены на известняковых плитах, так что их можно измерять и описывать по фотографиям на экране компьютера. А значит, она легко может работать из дома, затерянного среди последних оставшихся пекинских хутунов — традиционных кварталов с узкими улочками и одноэтажными каменными домиками, соединенными вместе. Это удобно, потому что, когда Цзинмай не занимается наукой, она часто тусуется в хутунах: танцует на рейвах или диджеит в трендовых клубах неожиданно модной столицы Китая.

Цзинмай называет себя палеонтологиней — подходящее слово, ведь ее леопардовые легинсы, пирсинг и татуировки уместны в клубе, но резко выделяются (в хорошем смысле) среди толпы бородачей в клетчатых рубашках, которых большинство в академических кругах. Уроженка Южной Калифорнии, наполовину ирландка, наполовину китаянка, Цзинмай — это фейерверк энергии. Она то отпускает едкие афоризмы, то красноречиво рассуждает о политике, музыке, искусстве или ее собственном уникальном варианте буддийской философии. Ах да, еще она эксперт номер один в мире по тем первым птицам, которые покинули Землю и взлетели над головами своих динозавровых предков.

Слева: яморнис, вид настоящих птиц, который мог летать, взмахивая большими оперенными крыльями, из Ляонина, Китай.

Справа: Цзинмай О’Коннор, ведущий мировой эксперт по древнейшим птичьим окаменелостям

Многие птицы жили уже в Эпоху динозавров. Летуны с машущим полетом, должно быть, впервые возникли более 150 млн лет назад, потому что это возраст археоптерикса, гекслиевского чудовища Франкенштейна, которое до сих пор, насколько нам известно, является древнейшей в летописи окаменелостей настоящей птицей, бесспорно способной к активному полету. Скорее всего, эволюция уже собрала маленькую крылатую, машущую почти что птицу где-то в середине юрского периода, около 170–160 млн лет назад. Это значит, птицы сосуществовали со своими предшественниками-динозаврами добрых 100 млн лет.

100 млн лет — достаточно времени, чтобы достичь большого разнообразия, особенно если учесть высокие темпы эволюции ранних птиц по сравнению с другими динозаврами. Птицы Ляонина, которых изучает Цзинмай, являются мгновенным снимком того мезозойского птичника — лучшим портретом ранней эволюции птиц. Каждую неделю перекупщики и кураторы музеев со всего Китая отправляют Цзинмай и ее пекинским коллегам фотографии новых ископаемых птиц, которых фермеры находят в полях Северо-Восточного Китая. Тысячи их были найдены за последние два десятилетия, гораздо больше, чем пернатых динозавров вроде микрораптора или чжэньюаньлуна. Вероятно, дело в том, что целые стаи первобытных птиц задохнулись от ядовитых газов в крупных вулканических извержениях и обмякшие тельца упали в озера и леса, а потом их засыпал пепел, похоронивший и пернатых динозавров.