Стив Брусатти - Время динозавров. Новая история древних ящеров

По сравнению с президентским люксом Марка в башне Американского музея естественной истории офис Сюй в Институте палеонтологии и палеоантропологии в Пекине выглядит по-спартански. Но здесь хранятся одни из самых удивительных окаменелостей в мире. Помимо динозавров, которых Сюй находит сам, ему регулярно присылают кости, собранные фермерами, строителями и другими людьми со всего Китая. Среди них много новых пернатых динозавров из Ляонина. Всякий раз по приезде, когда я подхожу к дверям Сюй, я волнуюсь, как ребенок у входа в магазин игрушек.

Окаменелости, которые я видел в офисе Сюй, рассказывают историю развития перьев. С точки зрения того, как появились птицы и их уникальные способности, например полет, никакая особенность птичьей биологии, никакая часть птичьего тела не сравнится с перьями. Перья — это естественный «швейцарский нож», многофункциональный инструмент, позволяющий привлекать брачных партнеров, отпугивать соперников, задерживать тепло у поверхности тела, согревать яйца и птенцов и, конечно же, летать. На самом деле у них так много применений, что раньше было трудно понять, для чего они появились и как трансформировались в аэродинамические профили, но сегодня окаменелости Ляонина проливают свет на эту загадку.

Перья не появились внезапно, когда на сцену вышли первые птицы; они появились у их прапредков-динозавров. Возможно, оперенным был даже общий предок всех динозавров. Мы не знаем точно, потому что не можем изучать этого предка напрямую, но это вывод, основанный на наблюдении: ведь так много мелких хорошо сохранившихся динозавров из Ляонина найдены с каким-то видом покровов — и множество хищников вроде синозавроптерикса, и компактные растительноядные пситтакозавры. Эти различные динозавры либо отрастили перья независимо, что маловероятно, либо унаследовали их от общего предка. Но эти древнейшие перья сильно отличались от перьев современных птиц.

Тело синозавроптерикса и большинства других динозавров Ляонина покрывал пух, состоявший из тысяч нитевидных протоперьев. Эти динозавры, разумеется, не летали — их перья были слишком просты, да и крыльев у них не было. Так что изначально перья должны были появиться с какой-то другой целью, возможно чтобы эти маленькие динозавры размером с шиншиллу могли согреться или спрятаться от врагов.

Для большинства динозавров — подавляющего большинства из тех, кого я изучал в кабинете Сюй и в других китайских музеях, — покров ограничивался щетинками и пухом. Тем не менее у одной подгруппы — тех самых манирапторов с вилочкой и лебединой шеей — нитевидные перья удлинились и стали ветвиться, сначала в простые пучки, а затем в более упорядоченную систему бородок, отходящих от центрального стержня. Так появилось перо (или, строго говоря, контурное перо). Уложенные слоями, как черепица, на передних лапах, сложные перья сформировали крылья. У многих теропод, особенно Paraves, были крылья различных форм и размеров. У некоторых, например у дромеозаврида микрораптора — одного из первых пернатых динозавров, которых описал Сюй, — крыльями были и передние, и задние лапы, нечто неслыханное для нынешних птиц.

Крылья, конечно, необходимы для полета. Это аэродинамические профили, которые обеспечивают подъем и тягу. Поэтому издавна считалось, что крылья должны были появиться специально для полета и манирапторы превратили примитивный дино-пух в слои контурных перьев специально, так как они перестраивали тела в самолеты. Это объяснение интуитивно, но, видимо, неверно.

В 2008 г. группа канадских ученых исследовала бесплодные земли на юге Альберты, область, богатую окаменелостями тираннозавров, цератопсов, утконосых и других последних позднемеловых динозавров Северной Америки. Руководила ими вежливая, уравновешенная исследовательница Дарла Зеленицки, мировой эксперт по размножению и яйцам динозавров. Ее команда нашла скелет орнитомимозавра размером с коня — изящного, всеядного страусоподобного теропода, чье тело окружено тонкими темными полосками, некоторые из которых, казалось, доходили до самых костей.

Дарла усмехнулась и сказала коллегам: находись мы в Ляонине, можно было бы назвать их перьями и объявить о главной находке в карьере. Но это не могли быть перья. Орнитомимозавр оказался погребен в песчаных речных отложениях, а не внезапно засыпан вулканическим извержением, как в Ляонине. И потом, до сих пор в Северной Америке не находили пернатых динозавров.

Шутка перестала быть шуткой через год, когда Дарла и ее команда, в которую также входил ее муж Франсуа Террьен, специалист по экологии динозавров, обнаружили почти идентичную окаменелость. Еще один орнитомимозавр, в песчанике, с ореолом из «сахарной ваты» вокруг. Происходило что-то странное, поэтому пара отправилась в хранилище Королевского Тиррелловского музея палеонтологии, где Франсуа работал куратором, чтобы проверить других орнитомимозавров в коллекции. Там оказался третий покрытый пухом скелет, который нашли еще в 1995 г. — за год до того, как Фил Карри сделал тот самый снимок первого пернатого теропода из Ляонина и показал его Джону Острому. Палеонтологи, раскопавшие альбертскую окаменелость в середине 1990-х гг., еще не знали, что перья динозавров могут сохраняться, но Дарла и Франсуа увидели: нитевидные пучки на трех орнитомимозаврах почти такие же по размеру, форме, структуре и расположению, как и перья на многих тероподах Ляонина. Это может означать только одно: они нашли первых пернатых динозавров в Северной Америке.

У орнитомимозавров Дарлы и Франсуа присутствовали не только перья. У них были и крылья. Хорошо видны черные пятна на костях рук, к которым крепились большие маховые перья, аккуратная серия точек и тире, расположенных линиями вдоль предплечий. Хотя летать этот динозавр не мог — он был слишком большой и тяжелый, его руки — слишком короткими, а крылья слишком маленькими, чтобы обеспечить достаточно большую площадь поверхности для поддержания животного в воздухе. Кроме того, у него не было огромных мышц грудной клетки, необходимых для машущего полета (у современных птиц есть массивные грудные мышцы, которые мы с удовольствием едим), а также асимметричных перьев (в которых ведущая лопасть короче и жестче, чем задняя), необходимых для движения в воздушных потоках. То же можно сказать и о многих крылатых тероподах Ляонина, в том числе о чжэньюаньлуне. Конечно, крылья у них были, но здоровенное тело, недоразвитые крылышки и слабые грудные мышцы делали их совершенно неспособными к полету.