.) Со временем я заметил нечто странное в окаменелостях усатых и зубатых китов: ни один из них не был столь же огромен, как хотя бы их средние потомки сегодня.
Я не проверял это предположение. В то время я был поглощен задачей восстановления размера тела кита на основе неполных данных. Но я знал, что что-то здесь неладно. В местонахождении Вади-аль-Хитан в Египте — пожалуй, лучшем месте для изучения жизни китов конца миоцена — главным гигантом был базилозавр. Однако с небольшой головой, короткой грудной клеткой и длинным хвостом длиной он был с современного горбача (то есть среднеразмерного усатого кита длиной около 15 м), а весил, вероятно, в пять-шесть раз меньше. Крупнейшие киты, найденные на холме Шарктус-Хилл в Калифорнии, были еще короче, не более 9 м в длину. Хотя у этих миоценовых китов пропорции были вполне современными, ни один не достигал размера современного горбача. Судя по миллионам осколков костей в местонахождении Шарктус-Хилл, ни один из этих ископаемых китов даже отдаленно не приближался к габаритам современных синих китов.
Я не знал, какие выводы можно сделать из этого общего наблюдения, и раз за разом откладывал этот вопрос, занимаясь более насущными делами. Но вопрос всегда всплывал. Спустя годы, в Смитсоновском институте я натолкнулся на постдока, который наконец смог помочь мне найти ответ. Сейчас профессор Грэм Слэйтер специализируется на анализе эволюционных тенденций в ископаемой летописи. Используя мой рабочий файл с измерениями черепа, мы отметили размеры всех современных и вымерших китов на их генеалогическом древе. Мы рассматривали только усатых китов (и, соответственно, не учитывали зубатых, которые используют в охоте эхолокацию). Наконец-то у нас появилась эволюционная карта того, как менялся размер китов за последние 30 или около того миллионов лет.
Наш анализ показал, что очень большой размер тела появлялся несколько раз у различных линий усатых китов. Чрезвычайный гигантизм у китов — длина тела более 18 м или вес более 90 т — возникал на разных ветвях генеалогического древа у не связанных друг с другом видов[167]. Например, синие киты и финвалы — самые длинные, причем современные киты вторые по длине, — на самом деле не очень тесно связаны друг с другом. Как и с гладкими и гренландскими китами, крупнейшие из которых тоже могут сдвинуть стрелку весов к 100 т. Когда выдающийся признак возникает несколько раз на отдаленно связанных ветвях эволюционного древа, это верный знак того, что происходит что-то интересное.
Наша эволюционная картография подтвердила еще один факт, который я представлял себе в общих чертах: по сравнению с геологическим прошлым сегодня в мире нет очень маленьких усатых китов. Многие ископаемые усатые киты, подробно описанные Ремингтоном Келлоггом, в том числе найденные на Шарктус-Хилл, были очень мелкими. У некоторых черепа были такими маленькими, что их можно было удержать в руках. Общая длина этих китов-фильтраторов была примерно с автомобиль — почти такая же, как у загадочного карликового гладкого кита, самого мелкого усатого кита современности. В последние 15 млн лет или около того киты такого размера попадались в окаменелостях довольно часто; наш анализ показал, что они вымерли совсем недавно, некоторые — всего несколько миллионов лет назад[168].
Киты прошлого были очень разнообразными, даже если судить только по размерам[169]. Сегодня мы живем в эпоху гигантов, в одно время с самыми большими из когда-либо существовавших китов, среди которых есть самые большие живые существа в истории жизни на Земле. В летописи окаменелостей нет никого размером с современного синего кита, финвала или другого кита-фильтратора. Тогда на первый план выходят вопросы: что запустило эти изменения? Связано ли это с самими китами или с миром вокруг них? И что мешает китам стать еще больше?
Логично предположить, что ответы будут как-то связаны с китовым усом. В конце концов, усатые — крупнейшие из китов, и у них есть уникальный анатомический аппарат, который выделяет их из всех других млекопитающих, живых или вымерших. Загляните в пасть киту, и вы сразу узнаете, к какой из двух основных групп он принадлежит: если с его нёба свисают ряды пластин, словно сделанных из пластика, это усатый кит. Если нет — зубатый. У всех зубатых китов есть эхолокация, и, несмотря на их название, у некоторых видов нет зубов, так как им на самом деле не нужно жевать или измельчать пищу, прежде чем заглотить или всосать ее[170].
Китовый ус — это мягкая, гибкая структура, состоящая из кератина, как ногти, копыта и волосы[171]. Ус вырастает из нёба вскоре после рождения кита в виде ряда сотен пластин, которые образуют структуру, похожую на сито. Эти треугольные пластины заключены в ложе из плоти, они пронизаны кровеносными сосудами и нервами и растут слоями, как наши ногти и волосы. Со временем китовый ус от трения о пищу изнашивается по краям; отдельные волокна растопыриваются, как недоваренные спагетти, и переплетаются с волокнами соседних пластин, образуя обращенную внутрь рта сетку. Когда усатый кит закрывает рот, полный воды с рыбой, крилем или другим зоопланктоном, эта сетка китового уса задерживает добычу внутри.
Когда же появился китовый ус и связано ли его появление с гигантизмом китов? Оказывается, у первых усатых китов не было китового уса, зато когда-то у них были зубы[172]. В пользу этого утверждения говорят три основных доказательства[173]. Во-первых, у плода современного усатого кита есть зубные «почки» — первичные кусочки эмали и дентина, которые поглощаются организмом еще до рождения. Сам ус растет из гребней на поверхности нёба в течение первого года жизни, но генетический механизм для создания зубов — пережиток глубокого прошлого усатых китов, такой же как крошечные задние конечности базилозавра, — запускается еще в утробе.
Во-вторых, усатые киты имеют общее происхождение с зубатыми: две главные ветви генеалогического древа китов разошлись около 35 млн лет назад, примерно во время окончательного исчезновения базилозавра. Первые усатые киты едва ли походили на синего кита, пожалуй, больше на сильно укороченную версию базилозавра с крошечными пилообразными зубами. Пропорции их тела напоминали не угря, а скорее афалину. Но мы знаем, что эти первые зубатые представители линии, которая в конечном итоге породила китов-фильтраторов, более тесно связаны с синими китами, чем с любым дельфином, потому что у них есть общие признаки, в том числе уникальные — похожие на береговую гальку ушные кости.
В-третьих, несмотря на то что ус относится к мягким тканям, иногда он обнаруживается среди окаменелостей. Его сохранение, возможно, связано с уникальной химической средой на морском дне. Есть данные о находках ископаемого китового уса в породах Калифорнии и Перу, хотя их возраст не превышает 15 млн лет — примерно в два раза меньше, чем у самых старых усатых китов.
Сделаем важную оговорку о том, как мы определяем группы китов, когда говорим об усатых китах: поскольку у самых ранних усатых китов не было уса как такового, описывать этих вымерших предшественников с использованием привычного названия становится сложно. Помогает научная номенклатура — mysticetes вместо «усатых китов», odontocetes вместо «зубатых». В какой-то момент у отдельных ветвей, ведущих к нынешним усатым и зубатым китам, появились соответственно фильтрация и эхолокация. Но мы не знаем точно, когда, как и сколько раз это происходило. Взять птиц и динозавров: когда ученые обнаружили динозавров с перьями, стало ясно, что наличие перьев необязательно указывает на птицу. Так что приходится определять организмы отдельно от признаков, которые их диагностируют[174].
Некоторые ученые предположили, что у ранних усатых китов были и усы, и зубы — зубы снаружи, ус внутри, — но ископаемый первичный ус не нашли ни у одного из видов, от которых можно было бы это ожидать. Другие предположили, что у первых усатых китов появилось промежуточное решение, но ориентированное не снаружи внутрь, как в первом варианте, а спереди назад: передние зубы все еще на месте, а позади них примитивный гребень уса[175]. Еще один возможный переходный вариант, когда нет ни зубов, ни уса, — просто беззубый, заглатывающий воду ранний усатый кит. Большинство этих сценариев основаны на фрагментарных окаменелостях, в них не сохранились самые важные в данном случае мягкие ткани; к тому же никто еще не объяснил, как питался бы кит с зубами снаружи и усом внутри. Из-за отсутствия большего количества окаменелостей с остатками первых пластин китового уса все, что нам остается, — это проверять имеющиеся гипотезы с помощью биомеханических или компьютерных моделей. Пока ученые не найдут способ записывать видео в пасти современных китов-фильтраторов — логистическое препятствие, которое, видимо, нельзя преодолеть, — нам следовало бы получше узнать, как устроена фильтрация у нынешних усатых китов, и только потом переходить к умозаключениям о том, как она могла работать у их ископаемых родственников.
Все хранящиеся в Смитсоновском институте черепа и челюстные кости первых усатых китов из одной геологической эпохи можно разложить на одном длинном столе. Черепа многих из них относятся к периоду, называемому олигоценом, — от 30 до 20 млн лет назад. У них большие глазницы и плоские, похожие на клюв морды с гнездами для зубов. У некоторых до сих пор есть зубы, что заставляет задуматься, как же они питались. Шоколадные и кофейные тона кости контрастируют с серой массой песчаника и сланца, в которую они включены. Эта порода может быть такой твердой, что на извлечение костей уходят годы кропотливой работы с использованием пневматического долота, ванн с кислотой и острых зубоврачебных инструментов.