Дональд Протеро - Отпечатки жизни 25 шагов эволюции и вся история планеты

Поскольку подробное описание ихтиостеги, подготовленное Ярвиком, было опубликовано лишь в 1996 году, первые реконструкции этих ископаемых, выполненные ещё Сёве-Сёдербергом, оставались единственными хорошо документированными материалами по этим ихтиофибиям с 1920-х вплоть до 1980-х годов. Таким образом, ихтиостега стала архетипическим ископаемым переходным звеном между эустеноптероном и древними амфибиями (см. рис. 10.1). Как и амфибии, ихтиостега имела четыре лапы с пальцами, а не лопастевидные плавники, как её предки. Однако её передние конечности были недостаточно сильны, чтобы много ходить, и новейшие исследования показывают: она могла передвигаться, вероятно, лишь короткими «перебежками», волоча за собой задние конечности, больше напоминавшие плавники. Передние и в особенности задние конечности ихтиостеги были гораздо лучше приспособлены для движения в воде, где животное отталкивалось ими подобно современным тритонам и саламандрам. Ихтиостега обладала крепкими рёбрами с гребнями, которые, вероятно, помогали ей удерживать над водой грудную клетку с лёгкими. Однако они не обеспечивали рёберного дыхания, характерного для большинства земноводных. Другой «земноводной» чертой ихтиостеги была её длинная плоская морда с глазами, направленными вверх, а также короткая черепная коробка. Эустеноптерон обладал более «рыбьим» цилиндрическим черепом, короткой мордой и длинной черепной коробкой. Его глаза смотрели в стороны по бокам головы; ещё у него были большие жаберные крышки. Однако, если не считать конечностей, плечевых и бедренных костей, ихтиостега во всём напоминала рыбу. У неё имелся большой хвостовой плавник и многие «рыбьи» признаки черепа, большие жаберные крышки, слуховой аппарат, приспособленный к воде, и боковая линия (каналы на морде, с помощью которых животное отслеживало движение и направление течений в воде).

В 1980-е годы основным центром исследований ихтиофибий была уже не Швеция, а Кембриджский университет, где сбором новых окаменелостей и повторением работы представителей стокгольмской школы занимались Дженни Клэк, Пер Альберг, Майкл Коутс и др. Вот как рассказывает об этом Клэк:

В 1985-м я стала задумываться об экспедиции в Восточную Гренландию, на это меня подвигнул мой муж Роб. Тем временем я познакомилась с Питером Френдом с геологического факультета, расположенного в Кембридже через дорогу от нас. Питер был руководителем нескольких экспедиций в ту часть Гренландии, которая меня интересовала. Оказалось, у него был студент, Джон Николсон, собравший несколько окаменелостей в рамках работы над своей диссертацией о восточногренландских осадочных породах верхнего девона (он сделал это в 1968–1970 годах). Питер принёс эти образцы, пылившиеся в подвале, а также показал мне блокнот Джона, в котором тот делал заметки о своей экспедиции 1970 года. Ремарка Джона о том, что на горе Стенсё (800 м) в изобилии встречаются кости ихтиостеги, была поразительной и необычайной. Собранные им окаменелости складывались в единый блок, включавший три частично сохранившихся черепа и фрагменты плечевого пояса, — но принадлежали они не ихтиостеге, а акантостеге — родственному ей виду, тогда ещё малоизвестному. Питер предложил мне связаться со Свендом Бендикс-Альмгреном, заведующим отделом палеонтологии позвоночных в геологическом музее Копенгагена. Датчане по-прежнему снаряжали геологические экспедиции в национальный парк «Восточная Гренландия», где расположены девонские разработки. Поэтому подготовку к экспедиции мне следовало начинать именно со знакомства с Бендикс-Альмгреном. Также Питер посоветовал мне наладить контакт с Нильсом Хенриксеном из Гренландской геологической службы (ГГС). По чистой случайности и невероятному везению ГГС как раз вела проект в том самом месте, куда мне требовалось отправиться, и последний сезон работ там приходился на лето 1987 года. Получив финансирование от Университетского зоологического музея, Фонда Ганса Гадова в Кембридже и Фонда Карлсберг в Копенгагене, мы: я, мой муж Роб, Пер Альберг, который тогда был моим студентом, а также Свенд Бендикс-Альмгрен вместе со своим студентом Биргером Йоргенсоном отправились в полуторамесячную экспедицию под эгидой ГГС в июле–августе 1987 года. Руководствуясь полевыми заметками Джона Николсона, мы наконец-то отыскали то место, откуда он взял образцы акантостеги, а затем и конкретный горизонт на месте залегания, к которому они относились. В сущности, это был крошечный, но изобильный «раскоп» с акантостегами.

Открытие гораздо более полных экземпляров акантостеги стало настоящим прорывом. В 1952 году Ярвик назвал акантостегу, имея в распоряжении скудный и малоизученный материал. Новые окаменелости, собранные Клэк и её группой в конце 1980-х и в 1990-е годы, дали по акантостеге гораздо более полную и информативную картину, особенно в сравнении с исходным материалом по ихтиостеге (рис. 10.2). В целом маленькая акантостега напоминала рыбу значительно сильнее, нежели ихтиостега. В отличие от ихтиостеги, она не могла ползать по суше на своих лапах: у неё не было запястных, локтевых и коленных суставов. Конечности позволяли ей лишь плескаться и преодолевать преграды под водой. Ещё удивительнее, что на передних конечностях акантостеги было целых семь или восемь пальцев, а не пять, как у большинства позвоночных! Акантостега обладала значительно более крупным хвостовым плавником, чем ихтиостега, её рёбра были слишком коротки и не могли поддерживать животное на суше, не позволяли они и дышать вне воды. Однако у акантостеги были некоторые развитые «земноводные» черты: она могла слышать как в воде, так и в воздухе, имела прочные плечевые и бедренные кости, четыре конечности с пальцами, а также шейный сустав, позволявший ей вращать головой. Напротив, рыба не имеет шеи и не может вертеть головой. Чтобы изменить курс или схватить добычу, она делает рывок всей передней частью тела.

Рис. 10.2.Сравнение скелетов ихтиостеги (внизу) и акантостеги (вверху) (рисунок предоставлен M. Coates)

Работа Дженни Клэк оживила интерес к исследованию переходных форм от рыб к амфибиям, и вскоре к ним подключились многие другие палеонтологи. Одним из них был молодой энтузиаст-учёный Нил Шубин. Он получил высшее палеонтологическое образование в Колумбийском университете и Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, где я в то время учился в аспирантуре. Там мы и познакомились в 1980 году, после чего стали вместе изучать эволюцию лошади мезогиппуса — это был первый опубликованный исследовательский проект Шубина. Затем Шубин отправился готовить докторскую диссертацию в Гарвард, где изучал механизмы эволюционного развития, определяющие формирование конечностей и пальцев у амфибий. Первым местом работы Нила стал пост преподавателя анатомии на медицинском факультете Пенсильванского университета в Филадельфии, где он сблизился с Тедом Дэшлером из Академии естественных наук. Вместе они исследовали срезы грунта в местах прокладки дорог через девонские красноцветные отложения по всей Пенсильвании, пока не нашли кое-какие фрагментарные окаменелости рыб и ихтиофибий.