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

Трудности синапсизма

Постепенно, по мере дальнейшего усиления родительской заботы, маммалиформы и млекопитающие отказывались от массового производства потомства (вроде того, которое устраивали кайентатерии) и переходили к «штучному» изготовлению. И современные сумчатые, многократно превосходящие размерами своих детенышей, все же часто производят единовременно всего несколько детенышей (крупнейшие из современных сумчатых, кенгуру — всего одного). И хотя «производство» падало количественно, но не «качественно», оно требовало все еще огромных затрат. Млекопитающим воспитывать детенышей приходится довольно долго (у сумчатых в силу очень краткого пребывания детеныша в утробе период выкармливания длится даже дольше, чем у плацентарных). Если количество детенышей велико, продолжительное выкармливание может стать непосильной нагрузкой. Даже если современное млекопитающее «изготовляет» некрупных потомков, оно не может производить их в том же количестве, что и яйцекладущие рептилии, тем более анамнии (рыбы, амфибии) с их многочисленными икринками. Крайне плодовит голый землекоп, но мы помним, что это единственное не способное к самостоятельной терморегуляции млекопитающее, а значит, и детеныши в период роста расходуют меньше энергии на обогрев, их выкармливание не требует больших вложений. Те же сложности с выкармливанием, видимо, преследовали и древних маммалиформ. Став сверхзаботливыми, производить много детенышей они уже не могли. Пока их влаголюбивость сочеталась с относительно низкими температурами растущих организмов, это было еще ничего, но когда они перешли к воспроизведению уже теплых отпрысков, многодетность наподобие присущей кайентатерию стала для них совсем проблематичной.

С другой стороны, заботливость наших предков давала и некоторые преимущества — время на специализацию: если в первые годы или хотя бы месяцы жизни персонаж оставался на полном родительском обеспечении, а не с первых дней должен был добывать себе пищу, у него был шанс хорошенько к этому добыванию подготовиться. Это на самом деле не такая пустяковая задача. Начну с глаз: для хищника, не опасающегося за собственную жизнь, выгоднее иметь бинокулярное зрение и четко нацеливаться на добычу. Напротив, потенциальной жертве лучше иметь глаза, расположенные по бокам головы, и круговой обзор. Если животное вступало в жизнь очень самостоятельным и очень мелким, большинство окружающих хищников видели в нем потенциальную еду, и ему волей-неволей приходилось сохранять боковой обзор, что на его карьере хищника сказывалось не лучшим образом. Если же животное могло положиться на родительскую заботу, то оно прекрасно могло справиться с обустройством специальных бинокулярных глаз, не отвлекаясь в юности на коллег по хищному цеху.

Уточню, среди динозавров бинокулярное зрение все-таки со временем развилось, хотя это и обсуждается до сих пор, но узкая морда тираннозавра рекса указывает, скорее всего, на то, что его зрение было бинокулярным, впрочем, и он мог неплохо нацеливаться на добычу. Опять же этот факт порой оспаривается, а уж среди ранних динозавров бинокулярное зрение не было распространено, скорее всего, приблизительно никак.

Другая возможная специализация — создание специальных «хищных» зубов непосредственно под нужды охоты на крупную дичь. Если в детстве тебя снабжают всем необходимым, то не приходится охотиться на всякую мелюзгу, если тебе позволяют дольше пробыть в яйце, обеспечивая его защиту, можно сразу готовиться добывать тех товарищей, что помясистее. В области преобразования зубов млекопитающие и их предки были настоящими профессионалами — именно они «изобрели» клыки и вслед за этим саблезубость, собственно, эксперименты по отращиванию хищных мегазубов начинают еще «пеликозавры». На самом деле это, кажется, и сослужило им плохую службу. Как иногда шутят про саблезубых кошек, это животные, которые могли убить слона, но не могли поймать мышь (и не то что мышь, но даже крысу и любое небольшое существо). То же можно сказать и, например, о самых известных саблезубых пермского периода — горгонопсах.

Разумеется, строение их зубов было намного менее совершенно, чем у саблезубых кайнозоя, к тому же их зубы еще легко сменялись, но это не мешало палеозойским синапсидным хищникам быть заточенными именно под крупную добычу. Их зубы все еще довольно легко сменялись, а это означает, что даже на формирование таких мощных сабель не требовалось много времени (соответственно, и совсем уж затяжного детства), но все же их клыки были очень специальным оружием.

Чрезмерная специализация делала наших хищных предков, находящихся на вершинах пищевой пирамиды, более уязвимыми: когда исчезали подходящие по размерам травоядные, они были обречены на вымирание. Несмотря даже на то, что они приблизились к парасагиттальному расположению конечностей, а может быть, и вовсе их выпрямили, наши предки и наши троюродные прапрадеды проигрывали начинавшим жизнь самостоятельно и менее специализированным — более универсальным архозаврам. Но эта участь постигла лишь крупных животных, мелкая же живность продолжила экспериментировать с наполнением ротовой полости, результатом чего и стал современный сложнейший зубной аппарат современных млекопитающих, который теперь содержит инструменты на все случаи жизни: резцы, клыки, моляры. Теперь мы, млекопитающие, не ограничены узкими специальностями, но чтобы это все вырастить, потребовались миллионы лет эволюции.

Еще один универсальный инструмент, который мы приобретаем благодаря нашему долгому детству, — наш невероятно крупный мозг, на выращивание которого требуется также много времени. Это ярче всего видно на примере людей: наш беспрецедентный огромный (относительно размеров тела) мозг формируется в течение столь же беспрецедентно долгого детства. Огромный мозг требует интенсивного обмена веществ и окончательного перехода к теплокровности. Выше я уже писал, что это также было связано с окончательным превращением наших предков, к тому времени ставших млекопитающими, в нечто землеройкообразное, но эти процессы идут почти параллельно. Существо с большим мозгом трудно долго растить, значит, надо становиться меньше, сокращать путь от карапуза до взрослого животного, но мелкому существу с плохим метаболизмом трудно охотиться и сохранять подвижность прохладными ночами, значит, надо становиться горячими парнями.

Само увеличение мозга могло быть связано и с изменением образа жизни, в том числе с новыми формами родительской заботы: более сложное поведение потребовало более развитого мозга. Уже первые синапсиды были сравнительно заботливыми родителями, но все же они еще не освоили столь сложные формы заботы, как у позднейших плацентарных и даже сумчатых. По-настоящему разрастается мозг у териевых млекопитающих, у которых «лишние» кости челюстей превращаются в слуховые косточки и открывается простор для изменений черепа, однако разнообразная морфология черепов (и не только черепов) млекопитающих могла быть связана еще и вот с чем. При долгом контакте с родителем детеныш может запоминать его черты и фиксировать как сексуально привлекательные, что способствует закреплению случайных мутаций и скорейшему видообразованию. То есть интенсификация заботы может сильнейшим образом способствовать видообразованию, впрочем, оно может сдерживаться тем, что самцы будут реагировать именно на самцов, имеющих с родителем общие черты, наиболее агрессивно: такие возможности продемонстрировало исследование лягушек-древолазов (Oophaga pumillo), имеющих довольно разнообразный окрас[136]. Быть может, необычное разнообразие морфологического строения териевых связано именно с импринтингом. Это, впрочем, может означать, что более ранние млекопитающие и синапсиды все же были менее привязаны к родителям, но, скорее, все же еще менее совершенные конструкции не позволяли вольностей с морфологией, и как только должный уровень свободы был достигнут, тут-то и понеслось.

Уточню: я не говорю, что все мало-мальски развитые синапсиды и все представители того направления эволюции, которое привело к современным млекопитающим, вынашивали яйца на своем теле, тем более не говорю о том, что так поступали древнейшие наши предки. Представьте, что крупный «пеликозавр», снабженный огромным и довольно скверно гнущимся парусом, закрепляет что-то на собственном брюхе… По реалистичности этот образ будет соперничать со стадом слонов, отплясывающим джигу. Гипотеза палеохудожника Майка Кизи о крайне раннем появлении молочного выкармливания и внешних покровов (еще у тех же «пеликозавров») не лишена очарования, но она остается пока только предположением, и даже если молочное выкармливание ими практиковалось, это еще ничего не говорит о закреплении кладки на теле. Более того, если возвращаться к идее Кизи, то нужно сказать: мы знаем, что более поздние горгонопсы, по крайней мере некоторые, если не все время, то часть жизни точно мехом покрыты не были или не были им покрыты полностью (до нас дошли фрагменты отпечатков их кожи). В общем, специально «удревнять» черты, характерные для млекопитающих, не стоит. Речь не о том, что наши предки поголовно были ужас как чадолюбивы. Я пишу лишь, что в эволюционном направлении, приведшем в конце концов к нам с вами, с самых ранних пор существовала тенденция к развитию специфических форм заботы о потомстве. Именно они постепенно привели к появлению молочного выкармливания, закреплению кладки и вынашиванию потомства на теле родителя (хотя, повторю, и возможность тенденции к закреплению детенышей уже у очень ранних амфибийных предков не невероятна).

То же можно сказать и о примитивных мезозойских млекопитающих (в том числе и поздних) — их таз был весьма узким: они либо рождали слабо развитых детенышей, о которых им приходилось какое-то время заботиться (донашивать в сумках, подобно современным сумчатым), либо все-таки откладывали яйца. Что касается кладки яиц этими млекопитающими, это кажется мне маловероятным, но не невозможным.

Если о времени, когда млекопитающие на путях эволюции разошлись с яйцами, можно только гадать, то с молочной диетой и креплением детенышей все более понятно.

Татаринцев Л. П. писал, что уже в процессе маммализации триасовых териодонтов как минимум у двух их групп независимо вырабатывается такая полезная и интересная штука, как мускулистые губы (у амфибий, черепах и современных нам лепидо- и архозавров чего-то подобного мы не наблюдаем). А губы, особенно в сочетании с наличествующими на родительском теле молочными сосцами, — идеальное средство крепежа детеныша к телу родителя. Вероятно, эту функцию у первых млекопитающих губы и выполняли. В триасе же у цинодонтов редуцируются ребра в задней части туловища и появляется брюшная полость, делающая их, а вслед за ними и их потомков (нас с вами), уязвимыми, но и более гибкая и более чувствительная и удобная для закрепления на ней сначала яиц, а потом и вылупившихся детенышей (хотя только этим ее функция не ограничивается). Если потомство само отлично крепится к организму и, главное, получает питание непосредственно «по месту прикрепления», то тратить время на кладку яиц и их «обслуживание» становится все менее выгодным.

И все же отрицать возможность регрессивного развития и возврата к более архаичным способам размножения и детского питания на некоторых маршрутах эволюции нельзя. Детеныши предков ехидн, проехидн и утконосов не были обделены умением сосать молоко (что установил палеонтолог и анатом Альфред Кромптон вместе со своими коллегами). Умели это даже уже некоторые примитивные тритилодонтиды (Tritylodontydae), но позже пращуры однопроходных полностью утратили этот кажущийся столь полезным в нашей млекопитающей жизни навык: эволюция, как обычно, не ищет простых путей; а также бразилитериумы (Brasilitherium riograndensis)[137], а они отстоят от млекопитающих еще дальше, чем кайентатерии. Так что уже кайентатериевые матери-героини выкармливали своих детенышей молоком, хотя они, скорее всего, еще не могли закрепляться на ее теле, при таком количестве отпрысков чуть ли не все ее тело должно было сочиться молоком.

Небольшое, но важное отступление. Параллельно с формированием у млекопитающих губ происходят изменения в устройстве их черепа — «излишние» кости нижней челюсти превращаются в косточки слухового аппарата, формируется современное маммальное ухо и вторичный челюстной сустав. Эти изменения, я предполагаю, были отчасти спровоцированы именно формированием подвижных губ и сосцов, то есть «сумчатой» крепежной системы, потребовавшей более надежных челюстей с меньшим числом костей. Хотя все-таки новорожденные сумчатые имеют еще слабо развитые челюсти с несформировавшимся челюстным суставом, это не мешает им успешно сосать и закрепляться на сосцах матери[138], а строение же челюстей меняется по мере роста животных. Прикрепление к матери и сосание было лишь одной из возможных причин перехода к современному строению уха и челюсти млекопитающего: как я уже сказал, эксперименты со строением зубов — это то, чем синапсиды занимались с момента своего появления на планете. И занимались не зря: само по себе формирование окклюзии (смыкания) зубов в щечной области, и вторичного челюстного сустава, и всех челюстных «хитростей» позволяет нам лучше пережевывать пищу.

Хотя на путь освоения жевания наши предки встали, видимо, рано, по-настоящему они с этой задачей научились справляться только уже накануне или даже после превращения в млекопитающих. Миниатюрным и очень горячим существам более сложные челюсти и более интенсивная переработка пищи во рту были нужнее, чем крупным созданиям, имевшим достаточно времени для неторопливого пищеварения. Кроме того, изменения челюстей были взаимосвязаны и с изменением черепной коробки, которая увеличивалась для помещения в ней большего мозга.

Наши с вами челюсти (челюсти большинства млекопитающих) отличаются от челюстей всех прочих организмов характерной особенностью: они в задней части загибаются резко вверх, что, собственно, и создает вторичный челюстной сустав. У животных, не тратящих усилий на разжевывание пищи, например у современных ящериц, нижняя челюсть будто прислонена к черепу — никаких отростков вверх у них не наблюдается. Но как только появляется необходимость что-нибудь хорошенько разжевать, сразу же возникают и всякие «устремленные вверх ответвления» от нижних челюстей — достаточно взглянуть на челюсти гадрозавров или цератопсов и сравнить с челюстями в жизни ничего не жевавших тероподов, чтобы убедиться в нехитрой этой истине.