Kitobni o'qish: «Почему жирафы не стали людьми и другие вопросы эволюции»

Shrift:

Посвящается Инге, Володе и Маше – моей любимой семье

Введение

Человек и жираф – что вообще между ними общего? Мы – двуногие и рукастые, с большой умной головой, социумом, орудиями и огнём. Жирафы – длинноногие и длинношеие, с пятнышками, грустными глазами и синим языком. Это же два совсем разных существа из совершенно разных миров! А вот и нет! Мало того, что значительную часть эволюции мы прошли бок о бок по одним и тем же лесам и саваннам, так к тому же в более отдалённом прошлом мы и жирафы – вообще одни и те же существа. Как же получилось, что, стартовав с единой позиции и приспосабливаясь к общим условиям на общих пастбищах, мы оказались столь различными? И на самом ли деле мы столь различны? Это вопросы, которые стоит разобрать подробнее.

Эволюционные судьбы предков самых разных существ переплетались и влияли друг на друга. Поэтому не странно, что, изучая жирафов, мы многое узнаём о нас самих.

Да и вообще жирафы прекрасны и уже этим достойны особого повествования. Так каков же общий, совместный путь людей и жирафов?

Мел. 145–66 млн л. н.

Климат, враги, конкуренты

Большую часть эволюции мы с жирафами были единым целым: в докембрии, палеозое и на большей части мезозоя это были первые хордовые типа ланцетника, бесчелюстные, кистепёрые рыбы, стегоцефалы, зверообразные ящеры, примитивнейшие млекопитающие.

Последний период, когда мы с жирафами были нераздельны, – меловой.

Климат мелового периода по нынешним меркам был весьма тёплым, хотя к концу постепенно холодал. Почти вся планета, включая Антарктиду, была субтропической. Великое изобилие растений, причём уже и покрытосеменных, обеспечивало кровом и пищей множество животных.

* * *

Большинство существ того времени были параллельны нашим предкам и взаимодействовали с ними минимально. Но часть была для нашего существования принципиальна.

Главными хищниками мелового периода были, конечно, тероподы Theropoda – двуногие хищные динозавры. У большинства при слове «теропод» в сознании всплывёт, брутальный тираннозавр. Но нет, огромным монстрам наши тогдашние предки были совершенно неинтересны; десятиметровый хищник, скорее всего, просто не замечал недоземлероек в несколько сантиметров длиной. Куда страшнее были мелкие тероподы, каковых, кстати, было очень много. Тому есть и прямые подтверждения в виде костей млекопитающих в желудках на отпечатках скелетов хищников. Постоянный террор – длившийся, между прочим, с конца триаса! – привёл к тому, что меловые млекопитающие в подавляющем большинстве были мелкими невзрачными зверушками, шуршавшими лесной подстилкой по ночам.

В экосистеме с зубастыми и быстрыми хищниками-тероподами лучше быть мелким и ночным. Во-первых, мелкое существо привлечёт меньше внимания. Правда, по ночам крошечное тельце будет остывать, так что хорошо бы питаться именно ночью, чтобы постоянно восполнять потери энергии. Во-вторых, не столь бодрые рептилии именно по ночам менее активны, хотя бы это и были птицеподобные динозавры. Это имело большие последствия для нашей анатомии и физиологии: плохое зрение, потеря способности различать ультрафиолет и красный цвет, усиленное обоняние. Теплокровность млекопитающих, начавшая формироваться в холодном пермском периоде, в этом деле, конечно, сильно пригодилась. Правда, если организм умеет выделять много тепла, по закону сохранения энергии он должен её где-то получать: мелкое ночное теплокровное существо почти гарантированно будет насекомоядным, ведь насекомые – это самые доступные калории, почти чистый жир. Кстати, неспроста у нас до сих пор есть ферменты, расщепляющие хитин.

Мелкому теплокровному существу нелегко быть яйцекладущим: из очень маленьких яиц может вылупиться лишь очень маленький детёныш; будучи слишком энергозатратным, он, скорее всего, погибнет. Это брукезии и черепашки могут быть махонькими и яйцекладущими, так как их детёныши холоднокровны и потребляют мало еды. Неспроста яйцекладущие млекопитающие, во-первых, никогда не были слишком мелкими и, во-вторых, всегда были крайне редкими и неуспешными. Стало быть, мелкие млекопитающие были вынуждены обрести такие плюсы, как живорождение, кормление детёнышей молоком и повышенную заботу о потомстве, вылившуюся в итоге в социальность и даже разумность. Конечно, любая проблема может быть решена разными способами: мелкие птицы типа колибри пошли иным путём, но не о них сейчас речь.

* * *

Главными конкурентами наших плацентарных предков были другие млекопитающие, в частности – многобугорчатые Multituberculata. Хорошим примером может служить, скажем, Meniscoessus robustus. Многобугорчатые цвели с середины юрского периода и продержались до конца эоцена. Великим их достижением была специализированная зубная система с увеличенными резцами, режущими премолярами и растирающими молярами; неспроста в последующем подобную адаптацию развивали самые разные звери, включая некоторых приматов. С таким универсальным набором во рту многобугорчатые успешно потребляли самые разные растения, занимая экологическую нишу современных грызунов. Точно неизвестно, как размножались многобугорчатые – откладывали яйца или рожали детёнышей (по новейшим данным это более вероятно), но изобилие видов и особей говорит само за себя.

Другими успешными млекопитающими позднего мезозоя были сумчатые Marsupialia: количество их видов в меловых фаунах больше, чем плацентарных. Сумчатые рожают настолько несформированного детёныша, что это почти эмбрион, его жизнеспособность очень невелика, зато низкое качество можно компенсировать количеством – у мелких примитивных сумчатых обычно рождается сразу много детёнышей, кто-нибудь да выживет.

Люде-жирафы на деревьях

Люде-жирафы – плацентарные мелового периода – были крайне невзрачными существами. Отличным примером может служить китайская Eomaia scansoria. Больше всего предки напоминали землеройку или тупайю: узкая низкая вытянутая головка, компактная пушистая тушка, вечно согнутые лапки, очень длинный хвост. В тот момент мы уступали прочим млекопитающим экологически, но имели грандиозный потенциал: мы уже имели плаценту и рожали более-менее развитых детёнышей. Судя по зубам и челюстям, наши меловые предки питались преимущественно насекомыми. Цепкие лапки выдают жизнь на деревьях. Одним из величайших достижений плацентарных был пяточный бугор особо эффективной формы – вырост на задней стороне пяточной кости, служащий местом крепления мышц голени и рычагом для прыгания. Бодрый бег и прыгание по веткам были залогом выживания и послужили одной из основ нашей прогрессивной эволюции.

Мел, Китай. Эомайя Eomaia scansoria спасается в ветвях гинкгового дерева от тяньюраптора Tianyuraptor ostromi.

Палеоцен. 66–56 млн л. н.

Климат, враги, конкуренты

Динозавры вымерли! Туда им и дорога! Жить стало лучше, жить стало веселее!

Климат палеоцена, как нарочно, сразу после вымирания зловредных ящеров резко потеплел. Мир опять покрылся субтропическими, а местами и вполне тропическими лесами. Резко выросло количество пальм и бобовых. Если первые были просто красивыми, вторые – чрезвычайно полезными для экосистем. Во-первых, бобовые, в отличие от большинства растений, содержат повышенный процент белков, отчего в далёком будущем именно они стали главной пищей как жирафов, так и некоторых людей. Во-вторых, что важнее и является причиной белкового изобилия, у бобовых на корнях есть клубеньки, в которых живут азотфиксирующие бактерии, умеющие захватывать азот из воздуха. А мы, между прочим, на очень немалый процент состоим из азота, в частности на нём базируется наша ДНК, вот только забирать этот ценный элемент из воздуха мы не способны. Бобовые же вступили в симбиоз с важными бактериями и тем самым невероятно обогатили почвы. В сочетании с теплом и огромной влажностью это создавало идеальные условия для растений. А в густых лесах отлично чувствовали себя как наши предки, так и их враги.

* * *

Хищники палеоцена были, правда, не слишком страшными. После вымирания теропод остались, конечно, крокодилы и хищные черепахи, но они ползали где-то далеко внизу, в воде, а наши предки прыгали по деревьям. Млекопитающие же начала палеоцена были очень маленькими. В начале эпохи предки современных хищных по-прежнему выглядели как землеройки, ловили насекомых и ничем не могли навредить нам. Конечно, эволюция шла своим чередом. Потенциальную опасность для нас могли представлять две родственные группы – мезонихии Mesonychia и кондиляртры Condylarthra («сборная группа архаических копытных и похожих на копытных зверей»). Мезонихии, например Hukoutherium ambigum, были тяжеловесными коротконогими тварями, неспособными забраться на дерево.

Кондиляртры – изменчивая и, видимо, сборная группа, рамки которой безнадёжно расползаются, отчего современные палеонтологи, хоть вынужденно и используют этот термин, стараются его закавычить. Некоторые кондиляртры, например Chriacus pelvidens, вполне были способны лазать по ветвям, но вряд ли были шибко прыткими – для этого им не хватало ни гибкости лап, ни мозгов. Судя по зубам, они были скорее всеядными, нежели хищными, но при случае запросто могли слопать зазевавшуюся мелкую зверушку. В последующем из части кондиляртр возникли копытные: они сделали ставку на быстрый бег по земле с однообразными передне-задними движениями ног, в большинстве своём забыли про мясо и окончательно перешли на растения. Впрочем, и хищные им также близкородственны: основание этой группы теряется где-то в дебрях цимолестесов и кондиляртр.

В середине палеоцена появились первые представители отряда хищных Carnivora, например Protictis simpsoni, хотя в то время они всё ещё ловили в основном насекомых и вряд ли часто покушались на наших предков.

* * *

Конкурентами предков людей и жирафов были примитивные растительноядные звери – тениодонты Taeniodonta, тиллодонты Tillodontia, пантодонты Pantodonta и прочие странные твари. Все они начинали с мелкой крысоподобности, отличным примером чего служит Onychodectes tisonensis, но быстро росли и становились чем-то вроде саблезубых тапиро-медведей. Огромные тяжёлые челюсти с толстенными зубами, мощные лапы с огромными когтями – всё служило для выкапывания и пожирания корневищ и волокнистых побегов. Правда, толстые короткие кривые лапы палеоценовых растительноядных не позволяли быстро бегать, а мизерные мозговые коробки свидетельствуют о крайне низком интеллекте, но скорость и ум были не очень-то и нужны – хищников почти нет, ресурсов полно, жизнь удалась! Существовало два отличных решения конкуренции с такими монстрами: можно было стать всеядным – насекомо-фруктоядным, либо всё же ускориться и поумнеть, чтобы быстрее добираться до ресурсов. И предки людей и жирафов реализовали обе эти возможности!

Жирафы спускаются с деревьев

Люди палеоцена – конечно, ещё не вполне люди, а первые приматоморфы. Древнейшие прямые предки приматов – североамериканские пургаториусы, например Purgatorius unio. Это были маленькие – меньше крысы – зверьки, похожие на своих мезозойских предков, землероек или тупай. Они продолжали жить на деревьях, а потому сохранили все примитивные особенности. Хорошо им было в зелёных кронах, где никто не мог их достать! Строение лапок свидетельствует, что пургаториусы были сравнительно прыгучими, а это ещё больше гарантировало безопасность: большой хищник на тонких ветвях не удержится, а маленький не страшен. Значит, можно рожать не кучу мелких детёнышей с надеждой, что хоть кого-то не съедят, а одного толстенького и румяного, которого точно никто не достанет. Можно и растить его заметно дольше, а стало быть – общение между матерью и детёнышем продлевается и становится более тесным. А это – основа социализации и, в конце концов, – разума.

Судя по зубам, пургаториусы были максимально всеядными среди всех раннепалеоценовых зверей, что имело далеко идущие последствия. В мозге весом меньше одного грамма много программ поведения не разместишь. А есть можно и нужно всё подряд: сегодня – фрукты, завтра – насекомых, послезавтра – нектар или смолу, листья или цветы. Стало быть, надо уметь перезаписывать программы, то есть учиться. Тут-то и пригодилась неплодовитость: на одного большого детёныша с самого начала приходится больше мозга, чем на двадцать мелких, длинное детство даёт возможность накапливать разнообразный жизненный опыт, а плотное общение с мамой позволяет учиться через подражание. Понятно, что у пургаториуса все эти особенности были ещё в крайне зачаточном состоянии, но надо же было с чего-то начинать!

* * *

Жирафы пошли другим путём. В палеоцене жирафы были кондиляртрами, примером коих может служить североамериканский Protungulatum donnae. Хотя на первый взгляд череп палеоценовых предков жирафов не слишком-то отличается от пургаториусового, они выбрали другую – новаторскую – жизнь. Всё чаще они слезали с ветвей и шмыгали под деревьями, где в начале палеоцена не было опасных хищников, зато было много всего вкусного. Их лапки становились всё менее гибкими, пальцы укорачивались, коготочки притуплялись. Как уже говорилось, судя по острым клыкам и премолярам, кондиляртры могли ловить какое-то мясо (скорее всего – насекомых и прочую мелочь), но, судя по уплощающимся молярам, всё больше и больше потребляли в пищу растения. Из современных животных самый похожий образ жизни ведут еноты. Они и внешне были похожи: вытянутая мордочка, короткие ножки, длинный хвост.

Получается, первое разделение людей и жирафов произошло по смелости: наши предки предпочли проверенную безопасность ветвей и остались примитивными, а прогрессивные жирафы отважились заселить новую экологическую нишу – неизведанный подлесок. При этом до конца эпохи во многом они мало отличались друг от друга, вплоть до того, что изолированные зубы не всегда можно с лёгкостью определить как приматоморфные или кондиляртровые.

Палеоцен, Северная Америка. Протунгулятум Protungulatum donnae опасливо бродит по зарослям. По ветвям скачут ловкие пургаториусы Purgatorius unio.