Конечно, Гексли был прав. Птицы произошли от динозавров в Юрский период от 150 до 160 млн лет назад. На самом деле, как говорит палеонтолог Стивен Брусатте из Эдинбургского университета: «Мы не нашли четкого разграничения между „динозаврами“ и „птицами“. Динозавры превратились в птиц не за один день; преобразования начались очень рано, и птичье тело формировалось постепенно, по частям на протяжении более чем ста миллионов лет непрерывной эволюции».
Также в птицах есть многое от рептилий: такие же глаза-бусинки и резкие отрывистые движения; у малайского калао (птицы-носорога) такие же крылья, как у птеродактилей[12]; такая же манера у странствующего дрозда неподвижно замирать в настороженной готовности, улавливая внешне звуки, как это часто делают ящерицы, причем с таким же отсутствующим и ничего не выражающим взглядом. Посмотрите на большую голубую цаплю, которая своими медленными, тяжелыми взмахами крыльев, змеиным изгибом изящной шеи и хриплым клекотом напоминает динозавра. Но у нас не умещается в голове, что крошечные молниеносные синицы тоже произошли от гигантских чудовищ, некогда бродивших по нашей планете[13].
ОТДАЛЕННЫЙ УГОЛОК земли на северо-востоке Китая может рассказать нам историю этого потрясающего превращения. Во время раннего мелового периода этот регион под названием Жэхэ, расположенный в современных китайских провинциях Ляонин, Хэбэй и Внутренняя Монголия, покрылся толстым слоем вулканического пепла, в результате чего там образовались богатейшие залежи окаменелостей.
Двадцать лет назад я посетила одно из мест раскопок возле крохотной деревеньки Сихетун в провинции Ляонин. Местные жители совсем недавно разворошили слоистые формации, и всюду валялись окаменелые останки древних рыб, пресноводных ракообразных и личинок мух, отпечатанные на тонких, хрупких пластинах алевролита. Я приехала, чтобы задокументировать открытие, сделанное одним местным фермером и археологом-любителем годом ранее. Раскапывая скальную породу, он наткнулся на окаменелые останки маленького существа в классической позе смерти, с запрокинутой назад головой и торчащим вверх жестким хвостом. Оно напоминало небольшую двуногую ящерицу высотой около 30 см. Необычным было то, что вдоль ее спины шла густая грива из волосоподобных нитей.
Это существо, названное «китайским пернатым драконом», относится к динозаврам-тероподам из рода Sinosauropterix и представляет собой ключевое звено между птицами и динозаврами. (Тероподы, что означает «звероногие», были разнообразной группой двуногих динозавров, варьировавших в размерах от гигантских ящеров, таких как Tirannosaurus rex и Deinonychus, до крошечных троодонтидов высотой около 30 см.) Приехавший вместе со мной фотограф работал по десять часов в день, пытаясь запечатлеть на пленке едва заметные нитчатые прожилки — «протоперья», отпечатанные на камне в районе хвоста динозавра.
Раньше перья считались уникальной особенностью современного птичьего царства. Но окаменелости из Жэхэ опровергли эту точку зрения. В последние два десятилетия в формациях Жэхэ было найдено множество ископаемых останков динозавров возрастом 120–130 млн лет с перьями всех видов — от рудиментарных щетинок и пуха до полноценных маховых перьев. Известно, что распространенная в те времена группа пернатых динозавров, известных как эуманирапторы, один из представителей которой — Velociraptor — прославился в фильме «Парк Юрского периода», испытывала различные режимы полета, такие как перепрыгивание с дерева на дерево, парашютирование, планирование и передвижение по типу «прыжок-полет», и видимо, так и появились птицы.
Динозавры породили современных цапель и синичек благодаря неумолимому процессу устойчивой миниатюризации — подобно тому, как уменьшалась Алиса, попавшая в Страну чудес. Более 200 млн лет назад динозавры начали быстро диверсифицироваться в размерах, заполняя новые экологические ниши. Но из всех эволюционных линий динозавров только одна — линия предков современных птиц — продолжила интенсивно изменяться. На протяжении 50 млн лет эти тероподы устойчиво уменьшались в размерах, сократив массу тела со 163 кг до менее чем одного килограмма. Практически все уменьшилось в пропорциональном отношении. Миниатюрное и легкое тело позволяло этим тероподам осваивать новые пищевые ниши и спасаться от хищников, забираясь на деревья, планируя, совершая большие прыжки, а затем и улетая. Новые адаптивные особенности развивались у них значительно быстрее, чем у других динозавров. Небольшой размер, эволюционная гибкость и, разумеется, новые особенности (эффективная теплоизоляция благодаря развитому оперению, способность летать и кормиться на дальних расстояниях) позволили птичьим предкам пережить катастрофические события, приведшие к гибели множество других видов динозавров, и впоследствии помогли стать одной из наиболее успешных групп наземных позвоночных на планете.
Но как насчет мозга? Он уменьшился так же сильно, как тело?
Вовсе нет. Динозавры, от которых произошли птицы, развили так называемый увеличенный мозг еще до того, как научились летать. Увеличение коснулось прежде всего зрительного центра, управлявшего более крупными глазами и более острым зрением, необходимыми для того, чтобы избежать столкновений при прыжках с дерева на дерево, а также областей мозга, отвечающих за обработку звуковой информации и двигательную координацию. Протоптичий мозг эволюционировал, чтобы справиться с чрезвычайно высоким уровнем неврологических и мышечно-координационных требований. Другими словами, птичий мозг, как и перья, появился еще до того, как сформировались сами птицы.
Но как можно сохранить большой мозг, если все остальные части вашего тела стремительно уменьшаются? Птицам удалось добиться этого тем же способом, что и нам: сохранив детскую голову и лицо. Этот эволюционный процесс называется педоморфозом (буквально «формированием по детскому типу») и заключается в сохранении детских черт во взрослом возрасте.
Недавно международная группа ученых сравнила черепа птиц, тероподов и представителей отряда крокодиловых и обнаружила, что у большинства динозавров и крокодилов форма черепа значительно меняется в процессе созревания[14]. «У нептицеподобных динозавров морды и зубастые челюсти вырастали в размерах существенно больше, чем мозг, — объясняет Архат Абжанов из Гарвардского университета, участвовавший в этом исследовании. — Наиболее наглядно это проявляется на примере зауроподов и стегозавров с крохотным мозгом относительно их огромных тел». В отличие от этого как у примитивных, так и у современных птиц при взрослении череп сохраняет свою ювенильную форму, оставляя место для больших глаз и увеличенного мозга. «Когда мы смотрим на птиц, — говорит Абжанов, — фактически мы видим детенышей динозавров».
Удивительно, но мы, люди, пошли таким же эволюционным путем. Мы — своего рода Питеры Пэны: у нас большая голова, плоское лицо, маленькая челюсть и неравномерный волосяной покров, как у детенышей приматов. Педоморфоз стал одним из факторов, позволивших нам, как и птицам, стать обладателями крупного мозга.
НО НЕ ВСЕ ПТИЦЫ могут похвастаться сравнительно большим мозгом. Как и в любой группе животных, среди них есть свои умники и тупицы. Напомним, что у американской вороны и куропатки с одинаковой массой тела мозг весит соответственно 7–10 г и всего 1,9 г. У мелких птиц, таких как большой пестрый дятел и перепел, эти цифры составляют 2,7 г и 0,73 г.
Размеры мозга связаны в том числе с репродуктивной стратегией. 20 % выводковых видов птиц, чьи птенцы вылупляются с открытыми глазами и способны через один-два дня покинуть гнездо, рождаются с более крупным мозгом, чем птенцовые птицы. У последних птенцы рождаются голыми, слепыми и беспомощными и остаются в гнезде, пока не достигнут фактически размеров своих родителей и полностью не оперятся. Птенцы выводковых птиц, таких как кулики, сразу готовы к самостоятельной жизни. При вылуплении они уже обладают довольно большим мозгом, благодаря чему уже в возрасте нескольких дней могут бегать на короткие дистанции и добывать насекомых, однако в дальнейшем их мозг увеличивается очень мало, так что в итоге уступает в размерах мозгу птенцовых птиц.
То же самое верно и для гнездовых паразитов, таких как кукушки, черноголовые утки и медоуказчики, которые откладывают яйца в чужие гнезда и таким образом избавляют себя от необходимости заботиться о потомстве. Их птенцы также вылупляются с относительно большим мозгом, так что им «хватает ума» выбросить хозяйских детенышей из гнезда (кукушки) или убить их (медоуказчики), а также рано покидают гнездо с мозгами, достаточно развитыми для самостоятельной жизни, — но впоследствии значительного роста не происходит.
Почему же природа наделила гнездовых паразитов маленькими мозгами? Луи Лефевр называет две возможные причины. Возможно, дело в том, что только на раннем этапе их птенцам нужно опередить в развитии птенцов хозяйского вида, поэтому в ходе эволюции они развили более мелкий мозг. Или это является следствием того, что гнездовые паразиты освободили этот орган от всех функций, связанных с воспитанием потомства. «Мы, люди, прекрасно знаем, сколько требуется сил, чтобы вырастить и воспитать ребенка, — говорит Лефевр. — Только представьте, сколько мозгового потенциала на перерабатывание информации у нас бы высвободилось, если бы мы подкидывали своих детей шимпанзе».
80 % птенцовых видов птиц, таких как синицы, гаички, вóроны, ворóны, сойки и многие другие, рождаются совершенно беспомощными, с маленьким мозгом, но после рождения он значительно вырастает (как и у людей) — отчасти благодаря родительской заботе.
Другими словами, тот, кто дольше сидит в гнезде, в итоге становится более «мозговитым», чем его скороспелые сородичи[15]