Нил Шубин - Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Пернатое существо, названное Archaeopteryx, представляло собой весьма занятную химеру. Оно имело покрытые перьями крылья и полые кости, как птица. Но, в отличие от известных птиц, у него были зубы хищника, плоская грудная кость и три острых когтя на концах крыльев.

Эти открытия были сделаны в самое удачное время для теории Дарвина. Когда Томас Гексли исследовал зубы, конечности и когти археоптерикса, он выявил глубокое сходство между этим существом и рептилиями. Он сравнил археоптерикса с другой находкой из юрского известняка – маленьким динозавром Compsognathus . Они были примерно одинакового размера и имели похожий скелет, за исключением перьев. Гексли заявил, что археоптерикс доказывает теорию Дарвина: это было промежуточное звено между рептилиями и птицами. Дарвин даже упомянул археоптерикса в четвертом издании книги “О происхождении видов”: “Вряд ли какая-то другая находка последнего времени лучше, чем эта, показывает, насколько мало мы еще знаем о прежних обитателях нашего мира”.

Подобные сравнения вызвали множество самых разных вопросов. Если археоптерикс доказывает родство птиц и рептилий, какие именно рептилии были предками птиц? Имелось несколько очевидных кандидатов, и у каждого были свои сторонники. Одни ученые предполагали, что длинный хвост археоптерикса и форма его черепа указывают, что предками птиц были небольшие плотоядные существа, похожие на ящериц. Другие сравнивали птиц с еще одной группой летающих рептилий юрского периода – с птерозаврами. С этой гипотезой была проблема: хотя птерозавры имели крылья и летали, кости их крыльев очень сильно отличались от птичьих. Крылья птерозавров поддерживались удлиненным четвертым пальцем, тогда как крылья птиц поддерживаются перьями и сочетанием пальцев. Наконец, третьим импонировала версия Гексли, сравнившего археоптерикса с мелкими динозаврами.

Впрочем, некоторые известные ученые на протяжении нескольких лет не соглашались с идеей происхождения птиц от динозавров, приводя разные доводы. Один исследователь заявил, что нашел роковую ошибку этой гипотезы: у птиц есть ключицы, тогда как динозавры, в отличие от других рептилий, их не имеют. Другие указывали на различия в метаболизме и образе жизни птиц и динозавров – столь значительные, что динозавры ни в коем случае не могли быть прародителями птиц. Ведь динозавры, за некоторыми исключениями, были крупными и медлительными животными, не очень похожими на мелких и чрезвычайно подвижных птиц. Многие считали, что археоптерикс был всего лишь птицей и ничего не мог рассказать о переходных формах. Дискуссии разгорались, в значительной степени из-за того же вопроса: как появились перья и все другие специфические признаки птиц, в том числе и у археоптерикса?

Представление о динозаврах как о массивных и малоподвижных существах имело долгую историю. Но такая же долгая история у отказа от этого представления, начавшегося с работ одного ученого-эклектика, который, как Бэшфорд Дин, любил носить военную форму.

Франц Нопча фон Фельшё-Сильваш (1877-1933), больше известный как барон Нопча, был человеком сильных страстей и высокого интеллекта. В 18 лет в родовом поместье в Трансильвании он обнаружил несколько костей. Самостоятельно обучившись анатомии, в 1897 году он опубликовал их научное описание, назвав костями крупного динозавра. Нопча написал 700-страничный труд по геологии Албании и десятки научных статей на многих языках. Он был австрийским шпионом и участвовал в организации албанского сопротивления против турецкого владычества. Он мечтал стать королем Албании. К сожалению, жизнь его оборвалась, когда из-за больших долгов он застрелил своего любовника, а потом покончил с собой.

После обнаружения первых древних костей на собственной земле в 1895 году Нопча собрал большую коллекцию окаменелостей и принялся изучать динозавров Трансильвании – как их кости, так и окаменевшие следы протоптанных ими дорожек на всей территории Восточной Европы. Разглядывая эти сохранившиеся в камнях тропы, он видел следы передвигавшихся по болотам живых и дышащих существ. Следы на болотах показывали, что оставившие их животные вполне могли быстро перемещаться. Животные тяжело опирались на землю, и, судя по расстоянию между отпечатками ног, они бегали. Вывод ясен: динозавры были не медленными и неповоротливыми животными вроде слонов, а быстрыми и активными хищниками. Нопча развил эту идею и дальше: поскольку бегающие динозавры должны были быть быстрыми и легкими, они вполне могли быть предками птиц. По его мнению, потребность в быстром передвижении заставила их подняться в небо, а оперенные крылья помогали протоптицам размахивать лапами, чтобы увеличивать скорость и хватать добычу.

Барон Нопча в албанском национальном костюме. Как и Дин, он изучал древнюю историю эволюционных инноваций и тоже любил спортивное оружие и военное обмундирование

Когда Нопча опубликовал свои выводы в 1923 году, его постигла судьба, преследующая большинство ученых в кошмарах: на него не обратили внимания. Общепринятая на тот момент теория, которую активно поддерживал видный палеонтолог из Йельского университета О.Ч. Марш, утверждала, что динозавры были крупными и неповоротливыми, а птицы произошли от предков, которые умели выполнять планирующие движения. По всей видимости, способность к полету возникла у лазающих по деревьям животных, которые планировали, перебираясь с ветки на ветку. И со временем такой планирующий полет эволюционировал в способность летать. Интуитивное подтверждение этой теории мы находим, наблюдая за поведением современных животных, совершающих планирующий полет, от лягушек и змей до белок и лемуров. Поскольку для приобретения способности к планирующему полету требуется меньше изобретений, чем для способности к самостоятельному полету, планирование кажется правдоподобным первым этапом на пути эволюции самостоятельного полета.

В 1960-х годах молодой сотрудник Йельского университета Джон Остром попытался понять, как жили “утконосые” динозавры (гадрозавры). Эти существа, представленные в большинстве крупных естественнонаучных музеев мира, часто имели на голове гребень и клюв характерной формы, которому они обязаны своим названием. На протяжении многих лет в музейных экспозициях их описывали как малоподвижных травоядных существ, передвигавшихся на четырех ногах, нечто вроде пресмыкающихся слонов. Но чем больше Остром разглядывал кости, тем менее правдоподобной казалась ему такая интерпретация. Прежде всего, передние конечности животного были довольно короткими. Если животное передвигалось на четырех конечностях, слабые передние и мощные задние ноги заставляли бы его наклоняться вперед неестественным для четвероногого существа образом. Более того, гребень и отростки на задних ногах свидетельствовали о наличии мощных поддерживающих мышц. Все эти наблюдения указывали на то, что “утконосые” динозавры в основном передвигались на двух ногах. Остром пошел еще дальше; он предположил, что эти животные не были похожи на неповоротливых слонов, а скорее были активными двуногими бегунами. Он называл их двуногими буйволами.