Оглядимся вокруг. Светит яркое солнце, правильно? Бьюсь об заклад, что вокруг густой тропический лес. Кто в этом лесу живет? Вероятно, другие динозавры. Кто летает в небе? Птеродактиль. Кто плавает в море? Ихтиозавр. Я не знаю пределов вашей фантазии, но для большинства людей мир динозавров – это вещь в себе. Период в истории планеты, населенный исключительно крупными ящерами. Этот период известен каждому школьнику под названием юрского. И каждому же школьнику известно, чем юрский период заканчивается: вымиранием динозавров, за которым следует появление человека.
Этот образ – сплав научной реконструкции, голливудского монстра и детского мультфильма. В нем масса неточного и неоднозначного. Например, хвост у бегущего тираннозавра не свисал вниз, а торчал параллельно земле или даже вверх1, 2. Кожа у большинства динозавров была не голой, а покрытой пухом или перьями3, 4. Ихтиозавры и птеродактили – не динозавры5. Юрский период – только средний из трех периодов настоящего «века ящеров», мезозойской эры6. Но главное, чего не хватает усредненному культурному образу эпохи динозавров, – это нас.
Человек – млекопитающее. Млекопитающие – это вовсе не потомки динозавров. На эволюционном древе не провести прямой линии от велоцираптора к человеку. Но от кого-то же мы произошли, и этот кто-то должен был существовать до динозавров и каким-то образом пережить все их царствование, чтобы потом, после их вымирания, произвести на свет нас. Раз мы в итоге оказались сильнее динозавров в гонке за выживание, что помешало нам появиться до того, как они вообще возникли?
В прошлой главе мы обсудили истоки нашей наземной родословной. Она восходит к рыбам, которые в девонский период палеозойской эры («девон – рыбы вон») вылезли на сушу и стали наполовину сухопутными амфибиями. Через миллионы лет среди амфибий появились амниоты – благодаря своему водонепроницаемому яйцу первые по-настоящему наземные позвоночные. Все это случилось задолго до появления динозавров. Вокруг летали гигантские стрекозы. Воздух был наполнен кислородом.
В этой главе древо позвоночных будет продолжать ветвиться, порождая новые группы в пределах групп в пределах групп – так уж устроена эволюция. Чтобы за этими группами было проще уследить, нужна хорошая аналогия.
Так вот, допустим, что наземные позвоночные – это династия Рюриковичей. Не удивляйтесь, сейчас все станет понятно.
Рыба с мускулистыми плавниками, впервые заползшая на берег в поисках добычи или переправы, была этаким Рюриком, основателем династии наземных позвоночных. Через миллионы лет один из ее земноводных потомков – подобно Владимиру Великому, принявшему византийскую веру, – изобрел полностью наземное амниотическое яйцо.
Наш последний общий с динозаврами предок в учебнике истории шел бы следующим, так что назовем его Ярославом Мудрым. Как именно выглядели эти наши предки, неизвестно, но скорее всего, как жабоящерицы. Поскольку Ярослав Мудрый был амниотом, то есть полностью сухопутным позвоночным, это уже была точно не лягушка и не жаба. Но его ближайшие известные родственники среди амфибий были небольшими насекомоядными животными наподобие ящериц, так что и прародитель амниот, наверное, выглядел похоже7.
Пермский период, последний в палеозое, – это как последний сезон почти любого драматического телесериала: ясно, что будет плохо, неясно только, как именно. Идиллия райского сада со стрекозами начинает рушиться уже в последних сериях предыдущего сезона – каменноугольного периода.
В каменноугольный период, он же карбон, суша в районе экватора была покрыта непрерывным поясом теплых, влажных джунглей. Там преобладали насекомые, а среди позвоночных основной группой были амфибии, хорошо приспособленные к жизни в лужах и болотах. Но к концу карбона климат стал меняться, становясь более сухим, что привело к коллапсу этого тропического леса. Бескрайние джунгли распались на мелкие леса, разделенные малопригодными для жизни проплешинами. Некогда единая империя суши раздробилась на мелкие княжества, каждое из которых боролось за собственное выживание в условиях меняющейся среды8, 9.
В этот момент, когда в конце карбона непрерывный влажный лес раздробился на мелкие и более сухие, настал час амниот. Сначала Владимира Великого, а за ним Ярослава Мудрого. Со своей способностью переносить сухие условия амниоты к концу палеозоя вытесняют амфибий, привязанных к воде. Те уже никогда не достигнут былых размеров и разнообразия.
И вот главная причина, по которой я ввожу эту аналогию с Рюриковичами. Внуки настоящего Ярослава Мудрого, как известно знатокам отечественной истории, разделились на два вечно воюющих между собой клана: Мономашичей и Ольговичей. Точно так же и потомки «жабоящериц», царивших в карбоновом лесу, к концу палеозоя разделились на два клана.
Эти кланы, зародившиеся еще в палеозойскую эру, существуют и по сей день. Как мы увидим, их противостояние, продолжающееся сотни миллионов лет, во многом определило возникновение и предков человека. Мы, люди, как и все прочие млекопитающие, принадлежим к первому из двух кланов. К нему же относятся древнейшие из крупных ящеров. Динозавры, возникшие позже, а также современные птицы и рептилии (ящерицы, черепахи, крокодилы) относятся ко второму клану.
Первый клан, к которому принадлежим мы, носит название синапсид (Synapsida). Второй – зауропсид (Sauropsida). Синапсиды – это Мономашичи, а зауропсиды – Ольговичи. Изначальное первенство среди двух этих ветвей в карбоновый период, последний в палеозое, однозначно захватывают синапсиды, то есть Мономашичи.
Поскольку о древних позвоночных мы знаем почти исключительно по костям, вся их классификация основана на дырках в черепе, форме таза и тому подобных отличительных признаках. Называются они тоже зачастую по этим костяным различиям. Вплоть до Ярослава Мудрого у позвоночных были тяжелые черепа, покрывающие голову сплошной броней. Среди амниот приобретают популярность более легкие, замысловатой формы черепа с отверстиями и дугами10.
Первыми с дырявым черепом начинают экспериментировать синапсиды, тем самым отделяя себя от сестринской группы зауропсид. Возможно, в этом и есть причина доминирующего положения синапсид среди амниот на протяжении карбонового периода. Слово «synapsida» обозначает наличие в черепе этих животных скуловой дуги – костной структуры, обрамляющей дырку позади глаза. Изначально эта дуга была просто следствием появления отверстия, но у человека оно давно исчезло, а вот дуга сохранилась, хоть и хитро изогнулась. Вы можете нащупать ее у себя в скуле над нижней челюстью (проще всего это сделать, найдя изображение человеческого черепа в интернете).
С одной стороны, дырка в черепе, изобретенная родоначальником синапсид (Мономахом), облегчила нашим предкам их тяжелый череп, составляющий львиную долю массы скелета, и, следовательно, позволила быстрее двигаться. С другой стороны, к образовавшейся дуге стало удобно прикреплять жевательные мышцы, что, как нетрудно догадаться, помогло синапсидам жевать11.
Не будет преувеличением сказать, что мы, синапсиды, постигли жевание во всех его проявлениях.
Синапсидам принадлежит честь в очередной раз (вслед за ранними эукариотами и медузоподобными животными) изобрести хищничество11, 12. На этот раз имеется в виду способность наземного животного питаться другим животным такого же, а иногда и большего размера – сравните, например, размеры волка и буйвола. Вплоть до этого момента позвоночные царили над насекомыми благодаря своим исполинским габаритам. Теперь же размер перестал быть гарантией безопасности: зубастые гиганты дорастили челюсти до того, что замахнулись друг на друга.
Зубастым синапсидам карбонового периода приписывают еще одну, менее брутальную, но не менее важную заслугу. Среди них впервые в родословной позвоночных появилась травоядность13.
Как это ни странно, с физиологической точки зрения травоядность – непростое предприятие14. Казалось бы, что может быть более присуще животным, чем поедание растений? Зеленое царство – это самый крупный запас съедобной энергии в мире. Ешь не хочу. Но далеко не всю энергию, имеющуюся в теле растения, может из него извлечь тело животного. Попробуйте-ка съесть полено.
Принципиальное ограничение, затрудняющее для нас, животных, переваривание растений, заключается в отсутствии ферментов, способных расщеплять целлюлозу. Это главный компонент их клеточной стенки и химическая основа большинства растительных волокон, включая волокна бумаги и так называемую клетчатку (строго говоря, это вообще все растительное, что мы не можем переварить). В полене, правда, есть еще лигнин – совсем уж непробиваемый органический полимер, склеивающий волокна целлюлозы в прочную структуру, напоминающую железобетон. Но целлюлозы и ее производных значительно больше по массе15.
Фермент для переваривания целлюлозы – целлюлаза – встречается у бактерий. Почти все известные травоядные выживают за счет наличия у них этих бактериальных симбионтов, расщепляющих за них растения. То есть питаются они, строго говоря, не растениями, а продуктами брожения этих растений у себя в желудке, что не очень эффективно: существенная часть продуктов брожения улетучивается в виде газов.
КСТАТИ
У жвачных, современных экспертов в травоядном деле, все устроено еще более странно. Коровы питаются даже не просто бактериальным супом, а инфузориями, сложными мохнатыми одноклеточными, населяющими рубец, отдел коровьего желудка. Эти инфузории, как это ни смешно, тоже не умеют переваривать целлюлозу и пользуются для питания все теми же бактериальными симбионтами, которых носят внутри своей клетки. Такое многократное превращение энергии означает многократные же потери энергии, что гораздо менее эффективно, чем если бы у коровы просто была собственная целлюлаза.