Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих - Эльза Панчироли

возможным параметрам. Используя методы, которыми гордился бы Дж. Г. Симпсон, Грэм Слейтер исследовал скорость и характер изменений массы тела млекопитающих на протяжении мезозоя и кайнозоя в целом6. Мы знаем, что маленький размер не показатель успеха, но он указывает на то, насколько морфологически животные отличаются друг от друга. Изменение размера представляет собой изменение фенотипа, то есть наблюдаемых характеристик организма. Составив график изменения фенотипа в группах млекопитающих, Слейтер сравнил свои данные с различными закономерностями эволюционных сценариев.

Есть несколько сценариев, или моделей, по которым могла развиваться эволюция млекопитающих за последние 200 миллионов лет. Первый такой сценарий – это броуновское движение, которое в основе своем хаотичное. Если бы это было оно, построенные данные были бы разбросаны по всему графику, без какой-либо явной тенденции или закономерности. Мы бы узрели такой сценарий, если бы ничто не мешало млекопитающим изменять размер своего тела.

Второй сценарий предполагает, что млекопитающие все время двигались вперед. Будь их развитие таким направленным, данные показали бы четкую тенденцию, начиная с мелких триасовых форм, неуклонно меняющих диапазон размеров своего тела – по крайней мере, в некоторых группах – по довольно четкой схеме.

Третий сценарий называется процессом Орнштейна – Уленбека [131]. Если бы млекопитающие эволюционировали по этой схеме, то полученные на графике данные немного изменялись бы, не сильно отклоняясь от «оптимума». Другими словами, млекопитающие были бы ограничены пределами определенных размеров.

Слейтер отметил, что млекопитающие мезозоя в целом следовали модели Орнштейна – Уленбека. Однако после K-Pg сценарий внезапно меняется на броуновское движение. Такое внезапное изменение лучше всего объясняется освобождением после мел-палеогенового вымирания. Другими словами, млекопитающие были ограничены, но затем прошли через процесс, называемый адаптивной радиацией [132], который начался 66 миллионов лет назад. Это исследование предоставило количественные данные в поддержку давно устоявшейся парадигмы: млекопитающие были ограничены во времена динозавров, и их исчезновение, за исключением птиц, в начале палеогена вызвало постепенные изменения, позволившие им диверсифицироваться в незанятые ниши.

Довольно интригующее открытие. Хотя это исследование подтвердило общую картину эволюции размеров млекопитающих, оно не установило причину ограничения в мезозое. Хотя, казалось бы, что еще могло стоять у нас на пути, как не подлые динозавры?

Мне всегда казалось, что история с подавлением млекопитающих как-то уж слишком упрощена. Первые трещины в этом клише появились с осознанием того, что млекопитающие не прятались от динозавров в темноте, они приспособились к ней с такой легкостью, что это повлияло на их мозг и органы чувств. Они стали разнообразнее таким образом, который нелегко уловить с помощью анализа массы тела. Совсем недавнее открытие изменило представление о том, чем занимались первые млекопитающие в своих юрских экосистемах. С неуклонным увеличением количества окаменелостей со всего мира – например, репеномамов и планирующих харамиидов, – мы пересмотрели наш взгяд на ограничения, которые, как нам казалось, накладывает размер их тела, и признали их важное место в экосистемах мезозоя. Вся история была переписана заново. Группы млекопитающих многократно диверсифицировались, не переставая экспериментировать на протяжении всей эры динозавров7. Вера в то, что динозавры держали их в узде, значительно пошатнулась.

Недавно мы с коллегами еще раз взглянули на эволюционные закономерности млекопитающих, начиная с триасового периода. Мы сместили фокус внимания с мел-палеогеновой границы и вместо этого рассмотрели эволюционные ограничения, с которыми они столкнулись в мезозое. Осознавая их разнообразие, мы выделили в нашем анализе три группы: маммалиаформы (такие как морганукодон и докодонты); первые «истинные» млекопитающие (такие как многобугорчатые и гобиконодонты); а затем терии или современные млекопитающие. Мы сравнили, насколько сильно менялся фенотип каждой группы на протяжении мезозоя. Результаты оказались, мягко говоря, интересными.

Мы выяснили, что на протяжении большей части мезозоя наиболее разнообразными были маммалиаформы и ранние ветви млекопитающих, а вовсе не терии. Эти группы еще долго занимали новые ниши в меловом периоде. Терии, с другой стороны, почти ничего не делали до К-Т вымирания, слоняясь где-то за кулисами на второстепенных ролях. Так что не динозавры держали наших предков в узде, а их братья и сестры-млекопитающие [133]. Вымирание конкурирующих групп сыграло, по крайней мере, равную роль в появлении современных млекопитающих, не будем во всем винить одних только рептилий.

Как мы уже не раз видели, размер тела важен. Среди синапсидов пермского периода были первые мегатравоядные и гигантские хищники, ознаменовавшие первую «эру млекопитающих» более 250 миллионов лет назад. Но, хотя они и добрались до триаса, рептилии быстрее всего сдвинулись с мертвой точки после пермского вымирания и выросли до гигантских размеров в мезозое.

Возможно, они были хороши в своей громадности, но следует отметить, что большинство динозавров были никудышными в маленькости. Наш взгляд постоянно прикован к гигантам, и до недавнего времени мы по-настоящему не осознавали, что есть и другая сторона медали. В ходе исследования, проведенного в 2017 году8, ученые изучили изменения в размерах динозавров и пришли к выводу, что после достижения больших размеров большинство их групп колебалось около оптимума. Это процесс Орнштейна – Уленбека, где значения никогда не отклоняются далеко от определенного диапазона. Для динозавров этот оптимум оставался относительно высоким.

Однако в ходе эволюции динозавров время от времени происходили резкие сдвиги. Это привело к появлению нескольких очень крупных групп и нескольких более мелких. Наиболее важные и радикальные изменения затронули теропод, особенно предков птиц. Только птичья ветвь приблизилась к той миниатюрности, которой заведовали млекопитающие. Физиологические изменения способствовали появлению покровов на теле (перьев), повышению и поддержанию температуры тела, а также повышению уровня активности. Напоминает эволюцию млекопитающих, правда? Природа двинулась в другом направлении, но в конечном итоге пришла в то же место.

Считается, что такое сочетание признаков помогло птицам и млекопитающим пережить ядерную зиму массового вымирания. Обе группы к тому же заботятся о своих детенышах больше, чем большинство других четвероногих, давая следующему поколению поддержку. Вероятно, свою роль сыграла и среда обитания: млекопитающие, которые вели полуводный образ жизни или прятались в норах смогли избежать наихудших последствий. Нельзя назвать совпадением то, что береговые и околоводные птицы тоже справились с вымиранием. Если верить немногочисленным посткраниям млекопитающих самого начала палеогена, многие умели неплохо копать. Копание спасает жизни и современным млекопитающим: например, кенгуровые прыгуны (Dipodomys), живущие рядом с полигонами для испытания ядерных бомб в Неваде, Соединенные Штаты, преспокойно себе живут на периферии разрушений благодаря своим сложным норам и тайникам с едой [134].

Насекомоядность – тоже хороший способ выживания. Она обычно сочетается с небольшим телосложением, поэтому птицы и млекопитающие меньшего размера снова в плюсе.

Можно назвать много причин, по которым одни выжили