Палеонтология антрополога. Том 3. Кайнозой

Существует универсальный принцип для прояснения любого вопроса: надо идти к истокам. Так и с нашим происхождением – все самые главные наши качества были заложены у самых первых предков. А среди приматоморфов первыми были плезиадаписовые Plesiadapiformes, а среди них – пургаториусы Purgatorius.

Purgatorius

Пургаториусы – поистине Великие Предки! Их крошечные челюстюшечки и зубёшечки найдены в отложениях начала палеогена Северной Америки. К сожалению, до сих пор непонятно, кто был их предками в конце мела. И, как ни странно, дело не в недостатке данных, а в избытке: среди великого изобилия позднемеловых млекопитающих есть много очень похожих линий, но их детальное родство пока выявляется с большим трудом – слишком они похожи друг на друга и одновременно отличаются от своих предков. Очевидно, на границе эр эволюция дала основательный рывок, который ещё предстоит описать. Не исключено к тому же, что предков наших предков стоит искать не в североамериканских фаунах, а в европейских или азиатских, а те на границе мела и палеогена изучены пока ещё недостаточно.

Кроме пургаториусов, есть и иные претенденты на звание Великого Предка – загадочные адаписорикулиды Adapisoriculidae. Этих существ относили и к приматам, и к сумчатым, и к насекомоядным, и, что закономерно, выделяли как группу «неясного родства». Их зубы сильно отличаются от зубов плезиадапиформ – широкой стилярной полкой, как у опоссумовых, и отсутствием гипокона, как у опоссумовых и шерстокрылов, тогда как плечевые и бедренные кости, напротив, схожи с плезиадапиформовыми, а кости предплюсны – и с плезиадапиформовыми, и с шерстокрыловыми. Как и большинство ранних млекопитающих, адаписорикулиды были насекомо-фруктоядными, хотя отличие их диеты от ближайших конкурентов пока неведомо.

Парадоксально, но адаписорикулиды известны по довольно полным материалам, превосходящим данные по пургаториусам, но просто хуже изучены.

Если адаписорикулиды не были нашими прямыми предками, то они представляют отличный пример конвергенции – сходства, возникающего в разных группах в силу одинакового образа жизни. В то время как в Северной Америке и Восточной Азии эволюционировали приматоморфы, в Индии, Северной Африке и Западной Европе – адаписорикулиды. В чём они проигрывали – непонятно. А может, это именно их потомки читают нынче эти строки, а пургаториусы – просто чересчур разрекламированные самозванцы?..

Зато пургаториусы известны достаточно хорошо. Ни одного целого скелета пургаториусов пока не найдено, но обилие челюстей, зубов, пяточных и таранных костей позволяет в первом приближении прикинуть их облик. Мы знаем, что это были малюсенькие зверушки – что-то около бурозубки или мыши размером, а внешним видом, вероятно, средние между землеройкой и тупайей. Судя по зубам, пургаториусы были всеядными, причём разные виды немножко отличались. Например, P. janisae и P. mckeeveri принципиально похожи друг на друга, но, как обычно, весь интерес в деталях. У первого зверька моляры сравнительно низкие и короткие, с острыми бугорками и гребнями, а у второго – выше и длиннее, но с более уплощёнными бугорками и более округлыми гребнями. Это говорит о том, что P. janisae был более насекомоядным, тогда как P. mckeeveri мог, кроме насекомых, лопать и фрукты, и что попало.

Ясно, что в фауне с пургаториусами есть и другие зверушки. И вот сравнение диеты разных позднемеловых и раннепалеоценовых млекопитающих рисует чудесную картину.

В конце мела, на излёте динозавровой эпохи главными североамериканскими фруктоядами были сумчатые Glasbius twitchelli. Не исключено, что эти недоопоссумы не давали развиться нашим предкам. Но метеорит упал не зря: экологические ниши подосвободились, и пургаториусы стали всеядными. Показательно, что уже некоторые даже самые ранние приматы стремительно уходили в пищевые специализации: вдвое более крупный Ursolestes perpetior стал совсем насекомоядным, тогда как Paromomys farrandi и Pandemonium dis полюбили фрукты. Purgatorius mckeeveri оказывается самым универсалом, занимая на палеодиетологических графиках практически строго среднее положение. Вместе с тем, иные тогдашние звери – сумчатые и предки современных копытных и хищных – были гораздо более выраженными насекомоядами.

Судя по костям ножек, только пургаториусы среди первых кайнозойских зверей наловчились здорово лазить по деревьям, что определило всю нашу дальнейшую судьбу.

Таранные и пяточные кости пургаториусов, как и положено костям Великих Предков, сочетают очень примитивный план строения с мелкими прогрессивными деталями, намекающими на грядущий триумф. Таранные кости укороченными и расширенными пропорциями максимально схожи с костями кондиляртры Protungulatum и отличаются от вытянутой формы шерстокрылов, тупай и полуобезьян. Вместе с тем форма и степень слияния суставных поверхностей таранной кости пургаториуса уже куда как продвинутая и как раз больше похожа на приматоморфную.

Аналогично на пяточной кости: у пургаториуса она очень широкая в передней части, как у кондиляртр, тогда как в продвинутой версии приматов суживается. А вот суставные поверхности пургаториусовой пятки скорее приматные. Увеличение суставных фасеток и слияние отдельных маленьких фасеток в общие большие отражает увеличение подвижности стопы. Судя по всему, возросли возможности поворота ножки, что особенно актуально при древолазании и прыгании по веточкам.

Забавно, что у нас общая форма таранной кости из-за спуска на землю и потери прыгательных способностей вторично вернулась к точно тем же пропорциям, что были присущи предкам копытных и пургаториусам десятки миллионов лет назад! Не смотрите на тупайю свысока: её таранная кость прогрессивнее, чем у Вас!

Всеядность вкупе с древесностью дали нам подвижность, цепкие ручки, преобладание зрения, безопасность жизни, K-стратегию размножения с минимумом детёнышей и максимумом выживания, обучаемость, сообразительность, социальность и в итоге стали залогом разумности!

Чрезвычайно показательно соотношение разных видов в последовательных фаунах. В конце мела известен всего один зуб пургаториуса, причём есть сомнения – не затесался ли он в этот слой из более поздних?

Через 25–80 тысяч лет после окончания мезозоя – начала кайнозоя никаких приматоподобных существ в Монтане совсем не видать, причём фауны-то довольно богатые. Либо пургаториусы просто ещё не возникли, либо позднемеловая катастрофа лишила местность всех деревьев, либо пургаториусы пришли сюда позже из других мест.

А вот спустя ещё каких-то несчастных двадцать-пятьдесят тысяч лет ситуация резко меняется.

На севере Монтаны, на склонах Кордильер, стояло одинокое ранчо… Впрочем, нет, это другая песня, у нас не про гусей, а про пургаториусов. Так вот, на севере Монтаны, в довольно-таки безрадостной местности, палеонтологи накопали некоторое количество окаменелостей. Отложения этой пустоши весьма любопытны тем, что сформировались 66 миллионов лет назад, в конце эпохи пуэркия, то есть самого начала кайнозоя, всего через 105–139 тысяч лет после окончания мезозоя, то бишь вымирания динозавров. И вот же радость – тут нашлись зубы как минимум двух видов древнейших приматов из группы плезиадапиформ – Purgatorius janisae и P. mckeeveri.

250–328 тысяч лет опосля падения метеорита плезиадапиформы представлены как минимум тремя видами пургаториусов, но они малочисленны и представляют меньше пяти процентов от всех индивидов млекопитающих.

А вот 584–691 тысячу лет спустя границы эр к пургаториусам добавляется как минимум ещё один их родственник – Pandemonium dis (кстати, отличное родовое название!). Хотя приматы по-прежнему отстают по видовому разнообразию от прочих зверей, но самое важное – с этого момента приматы надёжно обгоняют предков копытных в численности, составляя четверть от всех индивидов млекопитающих.

855–1148 тысяч лет после вымирания динозавров число видов приматов вырастает совсем незначительно, безнадёжно отставая от копытных, зато один только примат Paromomys farrandi представляет 56 % от всех индивидов, при том, что все копытные составляют меньше 12 %!

И лишь спустя миллион с лишним лет после начала нашей эры копытные достигают 29 % от числа индивидов.

Понятно, что среди плезиадаписовых быстро пошла адаптивная радиация, то есть взрывное увеличение разнообразия. Каких только версий не появилось!

Одни – Plesiadapidae – выросли в размерах и расселились от Европы и Северной Америки до Пакистана и Китая. Образцовый Plesiadapis tricuspidens был довольно тяжеловесным белкоподобным зверем весом от двух до пяти килограмм. Между прочим, это были самые большие и одновременно самые многочисленные звери в своих фаунах! Во французском местонахождении Мена сохранились отпечатки двух тушек, благодаря чему мы знаем, что у Plesiadapis insignis были пушистые хвостики. В питании плезиадаписы сделали ставку на растительноядность, от ранних форм к поздним в рационе увеличивалась доля фруктов и, особенно, листьев. Подобно многим другим растительноядным зверям, зубная система плезиадаписов специализировалась: резцы превратились в грызущие долота, клыки, а иногда и вторые резцы исчезали, моляры же стали жевательными. Впрочем, резцы так и не обрели способности к постоянному росту и самозатачиванию, как у грызунов, отчего, вероятно, плезиадаписы в итоге и проиграли эволюционную гонку. Да и коротенькие лапки с когтями были приспособлены больше для неторопливого лазания, чем для прыгания, а с повлением новых, более бодрых древесных хищников, такой способ передвижения оказался проигрышным.

Saxonellidae и Carpolestidae имели похожее строение зубов, но гораздо более мелкие размеры – с мышь или крысу. В развитие специализации карполестиды обрели высокие премоляры с пильчатым краем, которым резали волокнистые плоды, орехи и стебли. В отличие от плезиадапид, на большом пальце ноги карполестиды уже имели настоящий ноготь – это было прогрессивно, но, впрочем, не спасло их от вымирания.

Paromomyidae стали фруктоядами, отчего их нижние резцы удлинялись и истончались, а моляры становились всё более квадратными и уплощёнными. По некоторым признакам паромомииды были похожи на шерстокрылов, хотя планирующих способностей не обрели.

Иные группы пошли по пути миниатюризации. Picrodontidae стали питаться не только фруктами, но и пыльцой и древесным соком; например, у Zanycteris череп резко сужен спереди, как у современных мышиных лемуров Cheirogaleinae и хоботноголовых кускусов Tarsipedidae, сосущих нектар через трубочку своих челюстей. Micromomyidae уменьшились – или не выросли – до 20–30 г, при таких размерах им не оставалось ничего, как ловить насекомых в древесной листве.

Как обычно, наши прямые Великие Предки избежали всех соблазнов и остались максимально генерализованными. Palaechthonidae – Palaechton и Plesiolestes – выглядели крайне невзрачно и даже примитивно: усреднённые пропорции, маленькие глазницы, самые банальные зубы без увеличений и уменьшений, редукций и гипертрофий. Палехтон имел неплохое обоняние и питался в основном насекомыми. Из него или кого-то очень похожего, разве что чуть более древесного, и появились мы.

В конце палеоцена могли возникнуть уже и настоящие приматы, а не какие-то недоделанные приматоморфы. Один из претендентов – китайский Petrolemur brevirostre, известный, впрочем, по одному обломку верхней челюсти. Разные палеонтологи определяли его и как полуобезьяну или представителя Adapidae, и как анагалида Anagalida, и как парнокопытное Artiodactyla, и как хищного родственника копытных из семейства Oxyclaenidae. Из этого разброса мнений понятно, что кандидат он тот ещё. Но не беда, ведь есть ещё китайский же Decoredon anhuiensis, даже ещё более древний, среднепалеоценовый, зато представленный и верхней, и нижней челюстями и куда как более прогрессивный, так что его порой относят уже к омомисовым обезьянам. Правда, некоторые антропологи всё же сомневаются в его приматности, а кое-кто определял его как кондиляртра, так что и тут сомнения остаются. Такая уж беда с примитивными тварями – все они на одно лицо!

Мораль этих процессов проста: приматы были одними из самых первых плацентарных млекопитающих. Они появились где-то на самой границе мезозоя и кайнозоя, то ли чуть раньше, то ли совсем чуть позже; показательно, что даже в самом раннем достоверном изводе есть уже как минимум два вида, что предполагает какую-то предшествующую эволюцию, которую ещё предстоит прояснить. С самого начала приматы заняли специфическую нишу всеядных древолазов, и этим была предопределена наша дальнейшая эволюция. Несмотря на небольшое и медленно росшее разнообразие и вроде бы медленные темпы размножения, приматы быстро стали едва ли не доминирующей по численности особей группой: с самого начала мы стремились захватить планету – и нам таки это удалось!

Оставалось совсем ничего – слезть обратно на землю и стать людьми. И за этим дело не стало, но – уже в другие эпохи.

Граница палеоцена и эоцена вроде бы не была такой уж ужасной. Температуры плавно росли, планета зарастала. Собственно, так бы всё плавно и развивалось, да вот 56 миллионов лет назад не то земля-матушка выделила CO2 больше нужного, не то красно солнышко пыхнуло от души, не то земная ось содрогнулась, да так, что температуры разово подпрыгнули на несколько градусов, а затем упали обратно. Ясно, что такие выкрутасы не могли совсем не сказаться на планктоне, по которому, собственно, и проводится граница эпох. Но изменения были не такими уж и существенными, а во многих разрезах провести внятную границу вообще не удаётся.

Первые десять миллионов лет после позднемеловой катастрофы планета приходила в себя. В мире невзрачных карликов гигантами были разве что черепахи, змеи, крокодилы да некоторые птицы. Масса серых однообразных млекопитающих стремительно занимала освободившиеся экологические ниши, землеройкоподобные зверьки на глазах превращались в мелких и крупных копытных, всеядных и хищников, меняли свои челюсти, зубы и конечности. К концу эпохи возникла уже примерно половина современных отрядов, которые соревновались с массой странных альтернативных версий.

Наши предки на общем фоне выглядели вполне достойно: начав с весьма скромного старта, они быстро набрали разгон и к следующей эпохе подошли во всей готовности. Невзгоды в виде хищников и конкурентов не могли остановить нашего прогресса, а лишь подстёгивали его. Благо, климат способствовал нашему триумфу.

Альтернативы

Как минимум во второй половине мела отличные шансы на захват планеты имели птицы. Динозавры становились всё больше, а самих их становилось всё меньше. Экологические ниши мелких и среднеразмерных наземных существ освобождались. Судя по обилию видов и появлению даже нелетающих форм, птицы неплохо продвигались к занятию доминирующего положения. Но у них были свои проблемы. Большинство из них связано с полётом.

В частности, активный полёт требует максимального облечения веса и мощнейшего обмена веществ. С таким сочетанием очень трудно иметь крупный затратный мозг. Конечно, врановые и попугаи показывают чудеса интеллекта, а в решении отдельных задач превосходят даже многих людей (попробуйте на досуге решить задачки по добыванию вкусняшек из ящиков, предлагаемые птичкам в экспериментах), но ограничения на размер и работу мозга у них слишком жёсткие. С тяжёлой головой слишком далеко не улетишь. Конечно, большой мозг можно нарастить, потеряв способность к полёту, но и тут незадача: нелетающие птицы всегда возникали в каких-то очень специфических условиях. Либо это происходило в полной безопасности на островах, как с дронтами, моа и эпиорнисами, но тогда не было стимула для прокачки интеллекта, состояние которого у додо вошло в поговорку. Либо птицы становились бескрылыми в пограничных экологических нишах типа побережий – гесперорнисы, пингвины и бескрылые гагарки, – но и тут развить разумность проблематично, слишком узкие задачи ставит специфическая среда. Наконец, можно перестать летать и в обычной среде, но придётся стать либо быстрым или скрытным, как патагоптериксы и цесарки, либо большим и способным запинать любого обидчика, как страусы. Но, если никакой враг не страшен, то зачем быть умным?

Очень подвела птиц специализация крыльев: свободные пальцы исчезли, а кинетизм черепа с подвижным надклювьем, каким бы совершенным он ни был, не мог компенсировать отсутствие ручек. Орудийная деятельность птицам не то чтобы совсем заказана – галапагосские вьюрки и новокаледонские вороны пытаются как могут, – но ограничена до предела.

Есть и более специфические проблемы. Суперобмен веществ – это круто, но требует особого двойного дыхания с хитрым строением лёгких и воздушных мешков. У птиц перед вылуплением лёгкие приходят в готовность очень долго: до трёх суток они подсушиваются, амниотическая жидкость всасывается в кровь, в это время эмбрион сначала дышит из воздушной камеры яйца, а потом ещё сутки – наружным воздухом через дырочку в скорлупе. Живорождение с таким дыханием невозможно. Да и беременная птица, долго носящая развивающийся крупный плод в себе, вряд ли смогла бы летать. А запаса питательных веществ в яйце намного не хватает. Одно дело – ограниченный желток в яйце, а совсем другое – несколько месяцев бесперебойного питания через плаценту от мамы, да ещё с гарантированным отведением всего плохого (у мамы, конечно, будет токсикоз, но она большая, справится как-нибудь).

Кроме прочего, птичкам надо очень быстро взрослеть, чтобы начать летать и либо избегать опасностей, либо направляться в тёплые края. От силы пара-другая месяцев – вот и всё детство. А с такими темпами, да с таким мозгом многому не научишься. Вот и приходится всё поведение записывать в виде рефлексов и инстинктов. А это – антитеза разумности, каковая по определению – нелинейность, нестандартность реакций с учётом предыдущего опыта. Конечно, большинство млекопитающих тоже растут очень быстро, и наши предки в некоторые моменты были не таким уж исключением, но у нас, по крайней мере, есть потенциальная возможность растянуть детство и процесс обучения подольше; некоторым удаётся оставаться детёнышами и десятилетиями. Век живи – век учись!

Имеются у птиц и биохимические сложности. Как известно, над хвостом у них есть копчиковая сальная железа, выделяющая смазку. Большинство людей думает, что птички «чистят» себя, на самом деле они клювом мажут на пёрышки сало. Сало же это не простое, а с двойным назначением. Во-первых, оно делает кератин перьев более эластичным. Во-вторых, из него облучением солнечным ультрафиолетом получается витамин D. Вообще-то, витамин должен бы вырабатываться прямо в коже, да вот беда – она практически полностью закрыта перьями. Вот и приходится птицам сначала обмазываться салом, а потом собирать его, прогоркшее, обратно клювом. Понятно, что делать это в больших количествах сложно и затратно, а без витамина D грозит не только рахит, но и проблемы с работой нервной системы.

В общем, птички – это прикольно, но бесперспективно. Первобытные тинаму и куры упустили свой шанс на господство. Впрочем, если считать виды и численность, может быть, не так уж у них всё и запущено. Ведь мы, в конце концов, живём на планете птиц…

Оазис кайнозоя, мечта туриста, последняя передышка планеты перед наступающим ледниковым ужасом. Эпоха благословенного сада, полного сочной зелени и фруктов. Время цветущих Гренландии и Антарктиды, тропических Сибири и Европы.

Но это и переломный момент, когда планета окончательно свернула в пучину замерзания, остыв к концу втрое.

Время, когда планету населяли весьма колоритные существа – уже далеко не такие невзрачные, как в палеоцене, но и далеко не похожие на современных. Пора самых дерзких эволюционных экспериментов, появления причудливых тварей, лишь бледное подобие которых осталось нам в наследство.

Эпоха, когда нашим предкам ещё мало что грозило в их древесном раю, но и этап, когда проблемы и опасности начали настигать их с пугающим ускорением, заставляя эволюционировать.

Первая треть эпохи ознаменовалась продолжением потепления и достижением эоценового климатического оптимума, когда температуры оказались в среднем на 14 °C теплее нынешних! Только в кембрии и девоне было так же здорово, да ещё временами, но недолго. Правда, примерно с пятидесяти миллионов лет назад началось похолодание, по большому счёту продолжающееся до самого недавнего времени. Но мороз для эоцена – благодать для наших реалий. Для сравнения, разница между самым холодным климатом конца эоцена и современным такая же, как между самыми суровыми пиками оледенения плейстоцена и современностью. Другими словами, глядя из ледникового периода, мы живём в межледниковье, а глядя из эоцена – в ледниковом периоде.

Особенно приятно, что повышение температуры было, конечно, не строго пропорциональным относительно современных значений в каждом конкретном регионе, то есть если в Гренландии росли тропические леса, это не значит, что на экваторе на солнце плавился металл. Тепло достаточно равномерно разносилось по всей планете, и везде царил мягкий субтропический климат. Огромные площади поросли тропическими лесами, но в это же время развиваются также травяные степи и саванны, первые образцы коих покрывают среднеэоценовые просторы Южной Америки, а также пустыни – в той же Южной Америке и по северо-восточному краю Африки, в будущей Аравии. Парадоксально, но в эоцене же мы встречаем и первые холодолюбивые леса в горах.

География эоцена всё ещё выглядит экзотично, хотя, конечно, уже несколько приблизилась к современной. Все материки и большие острова немножко сдвинулись на север, особенно это видно для Индии, которая к концу эпохи почти уже доплыла до Азии.