Динозавры против млекопитающих: история соперничества, которая не закончилась до сих пор

Небеса и моря во времена перемен

Повлияло на птерозавров и изменение меню. Прекрасный палеонтолог и популяризатор науки Еськов в уже упоминавшейся книге «История земли и жизни на ней», когда пишет о вымирании птерозавров в конце мелового периода, вообще ограничивается только указанием на их трофическую связь с океаном. Действительно, мел- палеогеновое вымирание затрагивает не только сушу, но и моря (и моря оно затрагивает едва ли не в большем масштабе). В конце мела морская биота изменяется сильнейшим образом: сначала среди широко распространенных до того головоногих аммонитов начинают появляться совсем неправильные существа с неправильными (по научному — гетероморфными) раковинами. У них спиральные раковины неожиданно из спиральных превращались во что-то совсем иное — прямое или странно изогнутое, в какие-то подобия гигантских тромбонов или штопоров. Эти раковины отличаются от прежде распространенных однообразно закрученных — мономорфных. Позже аммониты и вовсе исчезают. На смену им идут лучеперые рыбы, взрыв разнообразия которых придется уже на начало кайнозоя (сегодня к лучеперым относятся около 95 % видов существующих в мире рыб). Увеличение разнообразия лучеперых (прежде всего, неоптеригий- новоперых) не означает, что в мезозое их в океанах вовсе не было. Напротив, лучеперые распространяются уже тогда, один из крупнейших обитателей мезозойских морей — лидсихтис (Leedsichthys problematicus) относится, насколько могу судить, именно к лучеперым. Но все же в морях из мел-палеогенового вымирания выгоду извлекут именно лучеперые рыбы, а конкретнее — неоптеригии.

Казалось бы, для рыбоядных птерозавров увеличение разнообразия рыб должно было стать настоящим подарком. Но, не говоря о том, что к новому виду добычи еще надо было приспособиться, в реальности дело не сводилось к тому, что исчезали аммониты, а на их место сразу же приходили лучеперые рыбы — морская биота претерпевала намного более значительные изменения. Как пишет тот же Еськов, опираясь на работу Хелен Таппан, в конце мезозоя распространяются покрытосеменные растения, и в том числе травянистые их формы, эрозия почв ослабевает и в океан с суши поступает все меньше минеральных веществ. Это приводит к вымиранию фитопланктона, которому эти самые минеральные вещества нужны для синтеза органики. Исчезает фитопланктон, вслед за ним исчезают и более крупные, питавшиеся им, персонажи.

К доводам Еськова и Таппан можно прибавить еще несколько. Первая половина мелового периода — время, когда на огромных пространствах от 45° южной до 45° северной широты располагается зона аридного климата (без «перерыва» на экваториальные леса), а аридные зоны отлично выветриваются. Большое количество минеральных веществ могло попадать в океан за счет этого. Учитывая высочайший уровень мирового океана в среднем в мезозое и прежде всего в начале мелового периода, а также компактное расположение материков, а их было всего два (Лавразия и Гондвана), на протяжении большей части мезозойской эры попадание минеральных веществ в океаны было весьма вероятным. В середине же мезозоя на западе Гондваны появляются экваториальные леса, и немедленно начинают сокращаться области аридного осадконакопления в океанах. К распространению экваториальных лесов, видимо, ведет именно изменение конфигурации материков, но, может быть, также и изменение состава атмосферы, вызванное, в частности, распространением цветковых (да и само по себе это распространение могло сказаться: менялись фитоценоз и взаимодействия в нем). Показательно, что в местах, максимально удаленных от экватора, в бореальных широтах, аммониты сохранятся дольше всего, возможно, до раннего кайнозоя.

Сохранение аммонитов именно там могло быть связано с вулканической активностью, приведшей к образованию деканских трапов, и падением астероидов на планету на границе. Если читатели собрались негодовать по поводу упоминания импактной теории вымирания (да и по поводу вулканической тоже), то, конечно, основные причины мелового кризиса были не в извержениях и не в метеоритах. Кризис биоты разворачивался на протяжении миллионов лет. Это видно и по тем же изменениям раковин аммонитов. Катастрофы сами по себе не были тем абсолютным оружием, которое сокрушило всех и сразу. Максимум, что они сделали — создали условия, в которых некоторые животные чувствовали себя комфортнее, чем все остальные. Как показало недавнее исследование, всего через несколько лет после падения чиксулубского метеорита (главного убийцы динозавров, по версии сторонников импакта) оставленный им кратер уже бодро заселяла морская живность[121]. И все-таки какие-то роли катастрофы сыграли. Поскольку и вулаканизм, и падение астероидов приходятся на районы относительно близкие к экваториальным, то до бореальных широт (по крайней мере, до бореальных широт Северного полушария) поднятые ими облака пепла, пыли и выброшенных в атмосферу пород добираются в сравнительно «ослабленном» виде. Может быть, это и позволило продержаться бореальным аммонитам чуть дольше.

И следующее добавление: так как исчезает фитопланктон, содержание кислорода в океане снижается, несмотря на то что в целом на планете, в том числе благодаря цветковым, его становится только больше. Раз кислорода в океане меньше, то повышается содержание углекислоты, океан закисает, а это, в свою очередь, опять воздействует на всех его жителей, в том числе и на самых мелких. Уменьшение массы плавающего в морях планктона было для морских обитателей чувствительной утратой. Тем, кто постарается-таки пережить его, надо будет как-то приспособиться к этому печальному во всех отношениях явлению — найти новые источники пищи. Аммониты здесь многое нам могут подсказать. Они питались не непосредственно планктоном, но все-таки теми, кто употреблял в пищу именно его. Аммониты перемещались в толще воды вслед за этими существами (а те, в свою очередь, вслед за планктоном)[122]. Когда обилию приходит конец, аммониты начинают искать новые способы и места кормежки, не брезгуя ничем, они в прямом смысле опускаются. Опускаются на дно — переходят к бентосному питанию, именно поэтому, как предполагается, у них и появляются «неправильные» раковины.

«Спуск» аммонитов мог быть связан и с изменением плотности воды. Как подсчитал Л. Гинзбург, в конце мезозоя в ходе морской регрессии (поднятия материков и отступления морей) акватория эпиконтинентальных морей (фрагментов континентальных платформ, покрытых морями) уменьшается примерно в 50 раз. Часть аммонитов вместе с другими морскими организмами могла оказаться «в заключении» — в постепенно мелеющих соленых озерах — частях прежних морей. Здесь перемещаться было негде и, видимо, уже незачем, что и подталкивало аммонитов сменить рацион и опуститься на дно.

Но это все-таки маловероятный ход событий, зато исчезновение хорошо прогревающихся эпиконтинентальных морей было равносильно исчезновению всемирных печек. Чумаков Н. М. писал, что в мелу наблюдалось одно из самых сильных за последние 400 млн лет повышений уровня мирового океана[123]. Имеется в виду именно начало мелового периода, а не его конец, когда уровень океана гораздо ближе к современному. Тогда образовывались огромные, мелкие и хорошо прогреваемые моря, раскинувшиеся над современными континентальными равнинами. Уровень океана в юрский период был тоже довольно высок. Шельфовые (вернее, эпиконтинентальные) моря тропического пояса интенсивно испарялись. А зона теплого «тропического» (тропический климат не был в строгом смысле этого слова тропическим — не был приурочен к тропикам) климата в мезозое распространялась гораздо дальше от экватора: как на юг, так и на север. Это приводило к созданию соленых и плотных, тяжелых вод, которые могли вслед за тем опускаться на глубину, формируя теплые подводные течения, и растекаться по всему океану, формируя как бы его теплую «подкладку». Но главное, они были весьма плотными. В этих плотных и весьма соленых слоях воды и могли обитать аммониты, по мере же поднятия континентов, сокращения внутренних морей и, главное, похолодания климата уменьшилось и испарение — соленость стала падать, исчезли и плотные соленые океанические течения. Удивительным образом снижение уровня моря привело к тому, что вода у его поверхности стала менее плотной, а значит… а значит, для того, чтобы в ней перемещаться, надо было стать легкими… И сегодня хрящевых рыб, приспособленных к жизни в пресной воде, почти нет, именно потому, что хрящевые рыбы, не имеющие даже костного скелета, удивительным образом для пресных вод слишком тяжелы. Зато лучеперые отлично живут как в пресных, так и в соленых водах.

Лучеперые рыбы с их плавательными пузырями — это, по сути дела, подводные мини-дирижабли, которым газ позволяет оставаться на плаву, не применяя усилий. Напротив, ничего подобного у брюхоногих моллюсков не наблюдается. Хотя в раковинах аммонитов используется тот же принцип, что в плавательных пузырях современных лучеперых рыб: пустые камеры раковины заполняются газом, увеличивающим плавучесть, раковины наутилусов гораздо легче раковин аммонитов (да и сами они значительно меньше своих ископаемых родичей).

Древние головоногие не единственные, кому так не повезло с плавучестью. Хрящевые рыбы вообще лишены такого замечательного устройства, как плавательный пузырь. Именно попытки минимализировать расход энергии при поддержании тела в воде привели хрящевых рыб к созданию плавающих организмов конструктивного типа «простыня» с безразмерными плавниками, скатов, и освоению подводного «парения». В соленой воде хрящевые рыбы еще в состоянии держаться на плаву, но в пресных водоемах расход энергии на это увеличивается колоссально. Они буквально тонут. Как неспециалист подозреваю, что тенденция производить крупных детенышей у хрящевых рыб также отчасти связана с отсутствием плавательного пузыря. Если взрослый тяжеловес просто тратит усилия на поддержание себя в воде, то мелкому существу приходится еще и сопротивляться течениям, и это тоже требует усилий, получается двойной расход энергии, уже лучше быть сразу крупным. Впрочем, это ни к чему не обязывающее предположение — биология рыб от меня так же далека, как геология Южного Урала.

Среди хрящевых рыб есть обитатели пресных вод, головоногие же моллюски потерпели в этом полное фиаско. И это при том, что их родичи — брюхоногие и двустворчатые моллюски — в пресных водоемах чувствуют себя отлично. Неудача головоногих может быть связана в частности, с тем, что они не могут (в массе своей) ограничиться простым и безмятежным сидением на дне либо меланхоличным ползанием по тому же дну. Хотя среди каракатиц есть и прирожденные «пешеходы», головоногие в массе приспособлены к активному поиску пищи. Именно плавание (без плавательного пузыря) в неплотных водах с умеренной соленостью для головоногих при всем желании (даже если бы они научились поддерживать солевой баланс в своих организмах) представляет огромную сложность. Я, скорее всего, сильно преувеличиваю: все-таки современные головоногие если и сохраняют остатки раковин, то, как правило, уже в рудиментарном состоянии. Как бы то ни было, обладающим толстой (пусть и отчасти заполненной газом) раковиной аммонитам плавать в водах с низкой соленостью было сложно. Аммонитам пришлось, как сказано выше, искать себя в роли обитателей придонья.

Тот факт, что «теплая подкладка» океана существовала, подтверждается распространением теплолюбивых морских организмов, по крайней мере в мелу, на крайнем севере и на крайнем юге. Конечно, не стоит преувеличивать степень подогрева древних морей, но все-таки в целом они были теплее современных.

Снижение уровня моря было связано с изменением климата и не только, мало того, исчезали хорошо прогревающиеся и долго удерживающие тепло внутриконтинентальные моря. Меловой период не просто так меловой, действительно, тогда запасы мела создаются так же интенсивно, как и в каменноугольном периоде — запасы угля. Над сотворением залежей мела трудятся именно морские организмы, когда океан отступает, все эти запасы постепенно обнажаются, место прогревающейся и запасающей тепло воды занимают меловые скалы с отменным альбедо (то есть хорошо этот свет отражающие). Климат портился, вернее, становился холоднее. Кстати, отступление морей способствовало изменению состава материковой флоры. Во-первых, первые цветковые возникли, видимо, именно как виды-пионеры, приспособленные к стремительному занятию территорий, а тут появляются огромные просторы для освоения. Кроме того, так как вымирают наземные виды, ранее связанные с океаном, изменяется транспорт минеральных веществ от океанов и прибрежий вглубь материков, что также сказывается на флоре. Морские птицы ведь не исчезли, так что можно говорить именно об изменении потоков минеральных веществ вглубь материков, а не об исчезновении этих потоков, тем не менее это изменение также влияло на растительность, а вслед за ней и на все организмы.

Конечно же, и само по себе колоссальное сокращение акватории было ударом по рыбоядным (или размножающимся вблизи от моря) организмам. Речь не о том, что все жители океанских окраин по мере изменения поступления минеральных веществ с континента и отступления океанов, подобно аммонитам, опустились на дно, вовсе нет, но искать и добывать пищу стало намного сложнее. Океаны на какое-то время сильно опустели, мелководья уменьшились: рифы вокруг обретших новые очертания континентов еще предстояло нарастить.

Поздние птерозавры, мы помним, в массе своей любят рыбу и все с ней связанное, но есть среди них и исключения — тот же кетцалькоатль, а это уже поздний (позднее некуда) мел, мог питаться и питался, скорее всего, на суше. Дуглас Лоусон нашел его останки в отложениях, которые не то что не имеют никакого отношения к морским, но поблизости от которых нет следов даже крупных пресных водоемов. Даже если кетцалькоатль совершал дальний миграционный перелет, он должен-таки был что-то есть. В пользу того, что это существо не было привязано к водоемам, говорят и их микроскопические (в сравнении с размером тела) ступни, плохо приспособленные для хождения по мелководью. Как показывает пример фрегата, не обязательно хорошо плавать, чтоб провести всю жизнь в полете над морем, так что это аргумент все-таки слабый, но все же заслуживающий внимания. Итак, изменение диеты для птерозавров не было принципиально невозможным. Но и на земле падальщикам, особенно крупным, нужны источники падали (разнообразные крупные позвоночные), и вымирание наземной мезозойской мегафауны на рубеже мела и палеозоя поддержанию их обилия не способствовало.