Андрей ЖуравлевПарнокопытные киты, четырехкрылые динозавры, бегающие черви…
Новая палеонтология: реальность, которая удивительнее фантазий
Москва «ЛомоносовЪ» • 2015
Начало. Дорогу— фантазмам!
Наука с не всем понятным и плохо выговариваемым названием «палеонтология» вот уже полтора века — с тех пор как изобретатель слова «динозавр» Ричард Оуэн устроил обед в каркасе игуанодона, воспроизводившем облик ящера почти в натуральную величину, — является законодательницей мод в определенного рода литературе и киноискусстве. Достаточно вспомнить такие бестселлеры как «Затерянный мир» Артура Конан Дойла, «Плутония» Владимира Афанасьевича Обручева, «Парк юрского периода» Майкла Крайтона и Стивена Спилберга…
Но динозавры, даже несмотря на свой новый, недавно установленный палеонтологами облик — в сияющем оперении, а некоторые даже с четырьмя крыльями, — не являются самыми необычными открытиями. Жили на Земле организмы гораздо интереснее, а главное — более важные для истории нашей планеты и ее нынешних обитателей, включая род человеческий, чем пернатые ящеры. И существовали они задолго до динозавров — на сотни миллионов лет раньше. Например, в кембрийском периоде (541–485 миллионов лет назад). Когда рассказываешь о них, показываешь рисунки и фотографии с изображениями этих существ, даже зоологи, хорошо знающие животных (правда, современных), приходят в недоумение и пытаются объяснить их фантазиями палеонтологов.
Как высказался один из университетских биологов по поводу вывешенной в Интернете темы моей лекции о кембрийских ископаемых: «Всегда поражал безудержный оптимизм палеонтологических реконструкций, особенно в части ранней истории многоклеточных… С одной стороны, жаль, что не удастся увидеть их своими глазами, с другой, не вполне ясно, стоило ли бы тратить время на очередной фантазм».
В этой книге будет рассказано о том, что, где и как можно увидеть в палеонтологической летописи, которая в отличие от летописей, созданных человеческими руками, никогда не грешит против истины.
Итак, дорогу — фантазмам! И немного фантазии. Совсем чуть-чуть…
1. Мумии возвращаются. Как сохраняются ископаемые глаза, мозги и перья
Бренные тела
Кто не знает Ромео и Джульетту? При упоминании имен вечно влюбленных прежде всего всплывает в памяти трагедия Уильяма Шекспира (1595 год), поселившего романтическую пару в Вероне. Предполагается, что английский драматург использовал итальянский сюжет, восходящий к «Декамерону» Джованни Боккаччо (около 1350 года). А были ли предшественники у самого Боккаччо? Говорят, что были. Только не в Италии, а в отделенном от нее почти половиной Средиземного моря королевстве Арагон, в Теруэле. Впрочем, мир и тогда уже был тесен: испанские и итальянские европейские рыцари бок о бок бились против рыцарей султанатов, эмиратов и халифатов, чья власть распространялась почти на всю Испанию в ее нынешних границах. Может быть, бродячие менестрели или сами рыцари, среди которых было немало славных поэтов, и принесли романтический рассказ на земли будущей Италии?
Глиняный (иллит и хлорит) слепок трилобита Eccaparadoxides brachyrachis (длина 3 сантиметра); Иберийские горы, Арагон, Испания; 500 миллионов лет. Университет Сарагосы
Подлинная же история случилась в 1217 году, когда бедный юноша Хуан Мартинес де Марсилья полюбил дочь богатого жителя Теруэля Педро Сегуры. Надо ли уточнять, что девушка ответила юноше взаимностью, а отец воспротивился их браку? И, простившись с возлюбленной, которая обещала ждать его пять лет, Хуан Мартинес отправился добывать славу и богатство в сражениях с маврами. Для этого в те годы далеко от Теруэля и скакать не надо было. Вернулся он, как обещал, — на коне и с полным кошельком. Только опоздал на день. Именно в тот день его возлюбленная по настоянию отца сыграла свадьбу. Пока шло застолье, отчаявшийся юноша проник в дом Сегуры. Он надеялся испросить прощальный поцелуй. И когда молодой супруг уснул, де Марсилья напомнил неверной о данном обете. Она отказала, и влюбленный умер рядом с ложем новобрачных. Испуганная молодая жена подняла мужа и поведала ему историю своей первой любви, указывая на тело Хуана Мартинеса. На другой день, когда несчастного влюбленного отпевали, девушка все же решила отправиться в церковь и вернуть юноше поцелуй, на который она не решилась при его жизни. Когда же необычный обет был свершен, она пала бездыханной у гроба. Все, кто видел это, прониклись уважением к влюбленным и решили похоронить их вместе, в одной могиле…
Оперенный динозавр Sinosauropteryx prima из «меловых Помпеи» (высота 1,2 метра); Чжэхоль, провинция Ляонин, Китай; 130–110 миллионов лет. Нанкинский музей палеонтологии
В 1553 году во время перестройки церкви Святых Козьмы и Дамиана в Теруэле вскрыли гробницу, где оказались две мумии — женская и мужская. Тогда-то и вспомнили давнюю историю, передававшуюся из уст в уста. На сходство рассказа с одним из сюжетов «Декамерона» литературоведы обратили внимание лишь в середине прошлого века. Оказалось, что в теруэльской версии гораздо больше подлинных черт поведения средневековых горожан, чем у Боккаччо. Даже имя девушки не названо, поскольку незамужних принято было величать по фамилии отца, а замужних — по фамилии мужа. Автор «Декамерона» назвал их Джироламо и Сальвестра. Если записать имена, как положено, латинскими буквами, то получается анаграмма имен влюбленных из Теруэля — Марсилья и Сегура.
Скептики, правда, утверждали, что ничего на самом деле не было, а саму историю туролесцы придумали лишь после находки мумий. Однако в кафедральном соборе Теруэля, к которому от церкви с погребением спускается улица Влюбленных, сохранился удивительный расписной деревянный потолок XIII века с изображением святых и… светских, несколько даже фривольных сценок. Вот отправляется в поход всадник со щитом, цвета которого удивительно напоминают цвета герба семьи де Марсилья, действительно проживавшей в Теруэле… Юноша обнимает девушку, нежно лаская ее грудь… Пышная свадьба с музыкантами… Постельная сцена… Вся история влюбленных. Значит, случилось все на самом деле?
Как бы то ни было, а необычные мумии заслужили лучшей участи, чем украшать интерьеры местной церкви, где они сначала стояли в уголке, прибранные кисейными юбочками, а потом лежали в открытых гробах. Пусть это и не мумии, а всего лишь — скелеты с несколькими пучками сухожилий. Лишь в самом конце прошлого столетия они обрели покой под беломраморным саркофагом с лежачими скульптурами влюбленных, нежно касающихся друг друга руками.
К северу от Теруэля, в окрестностях городка Муреро, в кембрийском разрезе палеонтологи нашли еще одну неразлучную пару — лежащие рядом мумии двух трилобитов, которые сохранились благодаря замещению их тел глинистыми минералами. Подлинное чудо: ведь этим мумиям более полумиллиарда лет. Тоже он и она.
В том, что остатки организмов могут уцелеть в горных породах миллионы и миллиарды лет, ничего удивительного нет. Конечно, смотря какие породы, какие остатки, что за организмы, как они умерли и что было дальше. По-научному этот процесс — преобразования погибших организмов в ископаемые, который сводится к минерализации скелета и замещению органики минералами, — называется фоссилизацией.
Сохранность тела зависит в первую очередь от условий захоронения. Попало оно в сухой песочек (как влюбленные в Теруэле) или накрыло его подводным оползнем (как трилобитов в Муреро) — получились нетленные мощи. Оказалось в кислой почве — и костей не осталось. Хотя в определенных условиях со скелетом долго ничего не происходит. Скелетная ткань и при жизни — уже минерал. Камень. Именно каменные, скелетные, останки представляют собой основную массу палеонтологических находок. Впрочем, палеонтологическая летопись не сводится к одним лишь окаменелостям.
Динозавры в истинном цвете
В магматических породах — исторгнутых из недр Земли высокотемпературных расплавах, остывших и застывших на ее поверхности, — что-либо искать бессмысленно.
Ордовикская моноплакофора Kirengella kultavasaensis с рисунком на раковине (диаметр 1 сантиметр); Ненецкий АО; 490 миллионов лет. Музей эволюции, Упсала (предоставлено Александром Губановым)
Однако вулканические пеплы, мгновенно убивая целые сообщества организмов, сохраняют их рельефные отпечатки в почти первозданном виде. Таковы, например, захоронения разнообразных летающих тварей, со всем своим окружением попавших под пеплопад в озерной котловине, располагавшейся 130–110 миллионов лет назад (середина мелового периода) на северо-востоке Китая. Это местонахождение — Чжэхоль — даже называют «меловыми Помпеями».
Оказалось, что у одних динозавров (Sinosauropteryx и Beipiaosaurus) шкурка была утыкана полыми извилистыми нитями (филаментами) до пяти сантиметров длиной. Они ветвились, подобно перышкам современных птиц, но не имели ни крючков, ни бородок. Другие китайские пти-цединозавры [Protoarchaeopteryx и Caudipteryx) вроде бы носили настоящие перья. Последний выглядел как недо-щипанный индюк — с длинными перьями на передних лапах и хвосте. Но все они имели симметричное опахало и, значит, не годились для полета. Разве что для прохажива-ния перед самкой и ухаживания за ней.
Гистолог Теагартен Лингам-Сольар из Университета Квазулу-Наталь и орнитолог Алан Федуккия из Университета Северной Каролины усомнились в природе филаментов: уж не остатки ли это коллагеновых волокон, прошивающих шкуру любого ящера? Филаменты динозавра синозавроптерикса действительно напоминали отпечатки волокон соединительной ткани, которые образуются, например, при фоссилизации шкуры ихтиозавра. Однако впоследствии точно такие же филаменты были найдены палеонтологом Райаном Маккелларом из Университета Альберты и его коллегами в янтарях мелового возраста. В свою очередь, различные типы оперения динозавров, включая синозавроптерикса, были изучены под руководством геохимика Роя Вогелиуса из Манчестерского университета и физика-ядерщика Уве Бергманна из Национальной ускорительной лаборатории в Стэнфорде с помощью сканирующего электронного микроскопа, рентгеноструктурного микроанализатора и различных рентгеновских спектроскопов. Это позволило не только рассмотреть микроскопические детали перьев, даже в тех образцах, где их остатки не различимы в обычном световом микроскопе и тем более невооруженным глазом, но и обнаружить в них окаменевшие клеточные наноструктуры с закономерным распределением атомов металлов. Эти наноструктуры — феомеланосомы (200–400 нанометров в диаметре) и эумеланосомы (500–900 нанометров длиной при ширине до 300–600 нанометров) — отвечали за цвет оперения. Исследования подтвердили подлинность находок и их целостность — то, что они не являются смешением скелетных остатков различных животных.