Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные - Журавлёв Андрей Юрьевич

Латимерия донесла до нас потрясающее сочетание признаков хрящевых, лучеперых и мясистолопастных рыб, подсказывая, как выглядели их общие предки. Поскольку темпы морфологических преобразований (изменений внешности и внутреннего строения) у целакантов ниже примерно в три раза, чем у костистых рыб, и в шесть раз, чем у четвероногих позвоночных (и важные гены, кодирующие белки, тоже эволюционировали небыстро), латимерию можно считать «живым ископаемым». Этот оксюморон для обозначения подобных форм пришел на ум Чарльзу Дарвину. Однако сказать, что латимерия совсем уж застыла в своей неизменности, тоже нельзя. Даже по сравнению с ее близкой родственницей – меловой макропомой (Macropoma) кое-что стало другим. Например, объемное легкое, скрытое под сплошной скорлупой из крупных костяных пластинок, спаянных известковыми частицами, сократилось до едва заметного «аппендикса», окруженного несколькими мелкими косточками, и погрузилось под мешочек, наполненный жиром. Легкое, открывавшееся в глотку, использовалось для воздушного дыхания и нуждалось в прочной оболочке, чтобы избежать сдавливания. (Впервые необычный костяной орган у ископаемых целакантов описал первооткрыватель динозавров Гидеон Мэнтелл, и ученые долго не могли взять в толк, с чем имеют дело: то ли желудок, как думал Луи Агассис, то ли плавательный пузырь, как считал Артур Смит Вудворд.) Обновленный же орган обеспечивает нейтральную плавучесть на глубине. Плавучести способствуют и отложения жировой ткани в головной и брюшной частях тела, из-за чего даже чучела латимерии сочатся жиром. Наличие легких обычно считается признаком большой продвинутости (мы же всех меряем на свой обезьяний аршин). Однако этот орган был у древних мясистолопастных, а данные по важным генам, влияющим на его развитие, указывают, что легкими могли дышать общие предки всех костных рыб. Причем изначально этот орган был непарным, как на ранних стадиях развития у современных двоякодышащих, латимерии и многопера. Не будем забывать, что концентрация кислорода, растворенного в океане, всю первую половину палеозойской эры еще оставалась низкой, и получать его, заглатывая воздух из атмосферы, было легче. Мясистолопастные и мы, как их потомки, этот архаичный признак сохранили. А костистые нашли более совершенный способ дыхания в насытившейся кислородом водной среде, оставив на память о легких плавательный пузырь, служащий гидростатическим аппаратом. Кроме того, легкие (и плавательный пузырь) играют важную роль в восприятии звуков…

Дальше случилось с целакантами вот что. В мезозойскую эру они изобиловали и в морях, и в пресных водоемах. Хотя видов было немного, они сильно отличались друг от друга: кто носил шлем на голове, словно пластинокожая рыба, кто отрастил длиннющий мясистый спинной плавник… В полноводных северных реках Африки (там, где сейчас расстилается бескрайняя Сахара), 6-метровых рыбин охотно вкушали спинозавры. В конце мелового периода «наземные» мясистолопастные исчезли, и остались лишь глубоководные латимерии. К сожалению, о кайнозойских глубоководных отложениях мы можем судить только по материалам морского бурения. Мелкие раковины фораминифер попадаются десятками тысяч, почти незаметные раковинки кокколитофорид – миллионами. Но пробурить скважину и извлечь керн с костями целаканта – это все равно что найти в стоге сена даже не пресловутую иголку, а контактную линзу.

Мезозойские целаканты, в свою очередь, отличались от более древних. Чтобы в этом убедиться, надо копнуть или, поскольку мы имеем дело с рыбами, нырнуть еще глубже – в моря середины девонского периода (410–375 млн лет назад). В ту пору у первых целакантов, подобных шошонии (Shoshonia, названной в честь индейского племени шошонов, населявших американский Вайоминг), широкие грудные плавники несли по краю многочисленные тонкие кожные косточки – плавниковые лучи (лепидотрихии), словно у каких-нибудь лучеперых рыб. Но эти косточки, не являясь цельными, состояли из нескольких сочленений. И весь скелет плавников (конечностей) был асимметричным, как у четвероногих. Удлиненные радиалии (по сути, фаланги пальцев) упирались в концы плавниковых лучей, а их, свою очередь, подпирали коротенькие метаптеригии (кости будущего запястья). «Пальцев», конечно, на первых порах получилось многовато, тем более что к каждому метаптеригию подходила пара радиалий, но в девонском периоде в их количестве никто себя не ограничивал. Получилось, что грудной плавник, оставаясь плавательной лопастью, уже приобретал внутренние черты передней лапы.

Гены, регулирующие развитие пояса конечностей вплоть до пальцев (и запястья/щиколотки), которые отсутствуют у всех обычных рыб, как раз «уцелели» у латимерии. Правда, у нее они отвечают за полное развитие плавников и, значит, в ходе эволюции четвероногих переключились на другие детали конечностей. (Это не единственные гены, роднящие целакантов с наземными позвоночными. У них, например, найдено довольно много таких молекулярных элементов, кодирующих рецепторы феромонов и запахов, которые хорошо работают именно в воздушной среде.)

Для нас же сейчас важнее отметить, что ранне- и среднедевонские мясистолопастные рыбы еще сохраняли особенности и лучеперых, и двоякодышащих, и целакантов, но в чем-то уже уподобились первым наземным позвоночным. Двоякодышащие и предки латимерии как бы остановились на достигнутом, хотя не совсем и не насовсем (и ныне представлены горсткой видов), а лучеперые и будущие четвероноги начали стремительно завоевывать кто океан, а кто сушу (на тот момент – ее узкую прибрежную полосу). Куда эволюция завела первых, мы узнали из предыдущей части книги. А сейчас отправимся в дальний путь вместе со вторыми – шаг за шагом, пусть и шагать им, казалось бы, на первых порах было нечем.

Следует оговориться, что, хотя к современным мясистолопастным рыбам относятся двоякодышащие и кистеперые, ископаемые формы «не пожелали» подчиняться этому удобному для нас разделению на группы. Появлению настоящих четвероногих – с пальцами на лапах – предшествовала длинная череда весьма разных мясистолопастных. В порядке отдаленности родства с четвероногими (и близости к корням родословной) это: элпистостегалии (Elpistostegalia), тристихоптериды (Tristichopteridae), «остеолепидиды» (Osteolepididae), к которым принадлежит гогонас (о нем речь и пойдет ниже), ризодонтиды (Rhizodontida) и поролепиформы (Porolepiformes), включая двоякодышащих. Целаканты с латимерией оказались в самом начале этой многоуровневой развилки. Некоторые из перечисленных названий приходится брать в кавычки, поскольку ныне ученые сомневаются в единстве группы, которую данное название объединяет. Например, целаканты и прочие кистеперые оказались буквально по разные стороны от ветви двоякодышащих, поэтому кистеперые представляют собой несколько неблизкородственных ветвей, и удобное прежде понятие утратило научный смысл.

В австралийском лагерштетте Гого, уже не раз заслуженно упомянутом на страницах этой книги, есть и свой представитель «кистеперых», родовое имя которого, конечно, гогонас (Gogonasus). Изначально эта рыба описана всего по нескольким косточкам рыла, но в конце концов удалось найти целый череп и, значит, понять, как были устроены мозговая и другие полости (рис. 10.1). Скажем, по наличию заметных затылочных вырезок-углублений, где располагалось парное брызгальце, череп гогонаса резко отличается от такового латимерии. Однако он весьма похож на эту часть скелета у их родственников, более продвинутых в сторону четвероногих, – пандерихта и тиктаалика. Последние использовали пару первых жаберных щелей, сильно преобразованных и обращенных вверх, чтобы с шумом вдыхать воздух. (А их потомки, у которых эти вырезки станут ушными, – и чтобы слышать.)

Рис. 10.1. Череп мясистолопастной рыбы гогонаса (Gogonasus andrewsae), отверстие в передней части (справа) – ноздря, вид сбоку; длина 4,5 см; позднедевонская эпоха (380 млн лет); Гого, шт. Западная Австралия (Западно-Австралийский музей, Перт)