До и после динозавров

Катастрофа или беда?

В самом конце мелового периода произошло одно из крупнейших массовых вымираний за всю историю планеты. Вымерли свыше 70 % всех морских видов (включая всех ихтиозавров, мозазавров, плезиозавров, аммонитов и рудистов), последние динозавры и птерозавры и около половины видов наземных растений. Существенно упала численность, снизилось разнообразие планктона и всех, кто от него зависел. Сократилось количество костных рыб. Основательно были затронуты донные фильтраторы (мшанки, морские лилии, брахиоподы, устрицы и другие двустворки), а также некоторые улитки, шестилучевые кораллы и крупные фораминиферы. Брахиоподы, переносившие голод лучше двустворок, пострадали меньше своих соперников. Не особо пострадали детритофаги и поглощавшие их хищники (брюхоногие моллюски, донные фораминиферы).

После вымирания место рифов, построенных водорослями и животными, ненадолго заняли строматолиты. На суше временно возобладали папоротники и грибы. Выжившие виды буквально были подавлены — сократились в размерах. Сверлильщики заново учились бурить раковины. Ползающие и роющие беспозвоночные путались в своих следах. Почти не изменились лишь пресноводные сообщества, так как зависели от отмершей органики, которой вполне хватало. Поэтому выжили черепахи и полуводные архозавры (крокодилы и хампсозавры). Уцелела и почвенно-лесная пищевая цепочка, тянущаяся от листового опада, гниющей древесины, корней, ветвей и грибов. Их поедают простейшие, нематоды, кольчецы, улитки, насекомые, клещи, раки, многоножки и пауки, на которых охотятся мелкие «насекомоядные» земноводные, ящерицы и млекопитающие. В такой цепи слабо отражались временные перебои с урожаем.

Подобные явления могли бы произойти при ударе о Землю космического тела около 10 км в поперечнике на скорости 20 км в секунду. Произошел бы выброс энергии, в 10 тыс. раз превосходившей все современные атомные запасы. Взлетевшая пыль создала завесу для фотосинтетиков на несколько месяцев. Продуктивность плавающих водорослей резко упала. Попавшие в атмосферу сажа и пыль, отражая солнечные лучи, привели к похолоданию. За временным падением температуры последовал быстрый нагрев, вызванный «парниковым эффектом» от выделившихся водяных паров и углекислого газа (последствия вымирания водорослевого планктона). Начались лесные пожары. Когда все более-менее успокоилось, «созрел» необычайный урожай однотипных известковых микроскопических водорослей, вобравших не востребованные ранее питательные вещества. Они заметно сократили бы содержание растворенного углекислого газа, вызвав новое похолодание.

Изложенный событийный ряд отчасти подтвердился. Найден кратер и покровы выбросов. В пограничных мел-палеогеновых отложениях отмечается повышенное содержание редкого металла-иридия и других характерных для метеоритов элементов (платины, осмия). Встречаются зерна ударного кварца. Попадаются тектиты — охлажденные капли ударного расплава, выпавшие стеклянными, магнетитными и прочими микроскопическими шариками. Скопления сажи лесных пожаров в тысячи и десятки тысяч раз превышают обычный уровень…

Мел-палеогеновое вымирание не было единственным: раннекембрийское, позднеордовикское, позднедевонское и пермо-триасовое вымирания уже упоминались ранее. Если данные о разнообразии животных в прошлом представить в виде графика, получится длинная череда разновеликих пиков и провалов. Провалы означают, что заданный временной отрезок вымерло больше семейств, родов или видов, чем появилось. Как правило, подсчеты ведутся для семейств. (Уж больно много видов описано в малотиражной палеонтологической литературе, собрать которую никому не под силу.)

В подобном графике, составленном для последних 250 млн лет земной истории, увидели определенную закономерность — вымирания повторялись примерно каждые 26 млн лет. Это цифра настолько заворожила астрономов, вдохновленных прямым метеоритным попаданием в конец мезозоя, что они нагромоздили кучу предположений на тему смертельной периодичности.

Поскольку кометы Солнечной системы скопились в Облаке Оорта, нужен лишь часовой механизм с будильником пробуждающий и побуждающий эти космические тела на нетипичные действия. Например, Солнце можно представить двойной звездой с невидимым черным карликом. Он должен обращаться по вытянутой орбите, то удаляясь от Солнца, то подлетая к нему. Сближаясь, черный карлик делал бы свое черное дело, сталкивая кометы в направлении Земли. Эта звезда-невидимка и название получила соответствующее — Немезида, в честь греческой богини неизбежного возмездия. Можно вообразить, что за далеким Плутоном есть совсем далекая десятая планета. Плоскость орбиты планеты X периодически совпадает с областью кометного облака и вызывает в нем нарушения, ведущие все к тому же. Даже периодические изменения положения Солнечной системы относительно Млечного Пути, влияя на общее поле тяготения Галактики, способны вызвать отклонения кометных орбит.

Вернемся на землю

На самом деле, будь во всем виноваты гигантские метеоритные удары, всепланетные вымирания происходили бы каждые 10–15 млн лет. Столько катастрофических явлений в земной летописи не набирается. Да и сама «периодичность» вымираний вычислена очень приблизительно. Не каждое из них достаточно хорошо выражено в ископаемой летописи. Многие растянулись на сотни тысяч и миллионы лет, так что ни о какой внезапности и массовости события и речи быть не может. Временные отрезки между вымираниями тоже разные — от 22 до 32 млн лет. Какая уж тут периодичность?

Более въедливый подход к астрофизическим гипотезам выявил, что звезде-двойнику не продержаться на предполагаемой орбите три миллиарда лет. Планета X должна иметь большую массу при малых размерах, чтобы потревожить кометы и не быть задетой самой. Недавно за Плутоном действительно открыли планету, но не одну, а целое скопление малых космических тел. Не исключено, что сам Плутон был некогда одним из таких тел, которое гигант Нептун притянул поближе к себе. Однако поведение этих планет не имеет никакого отношения к кометным «звездопадам».

С мел-палеогеновым вымиранием все тоже не просто. Давление морских хищников на аммонитов, возросшее в позднем мелу, и общее ухудшение обстановки сильно сказались на их численности уже к началу позднего мела. Их почти не стало за 6 млн лет до пришествия метеорита. Шестилучевые кораллы в основном пропали в середине мелового периода. Одни группы рудистов вытесняли другие на протяжении всего времени своего существования. Падение температуры в конце мелового периода могло быть особенно губительным для этих странных двустворок. Их численность сокращалась по мере понижения температуры. Не удалось обнаружить никакой внезапности в исчезновении фораминифер и прочей мелочи.

На суше даже вечнозеленые растения благополучно пересекли мел-палеогеновую границу. Практически не пострадали и насекомые. Последние же полагались исключительно на зеленую пищу.

Поиск сугубо земных причин для столь разительных перемен уводит назад, в середину мелового периода, когда все, собственно, и началось. Тогда на суше распространялись не только млекопитающие и птицы, главное — появились покрытосеменные (они же — цветковые) растения.

Цветы новой жизни

Откуда взялись покрытосеменные с цветком, защищавшим завязь от слишком настырных опылителей, остается загадкой. Не потому, что невозможно найти их предков, а потому, что слишком много претендентов на эту роль.

Среди прародителей цветковых называли кейтониевые, глоссоптерисы, пентоксилеевые, беннеттиты и другие голосеменные. У всех этих растений развились сложные мужские и женские органы размножения, иногда очень напоминавшие цветок. Особенно близко к цветковым подошли беннеттиты. У них появились похожая древесина, устьица, пыльца, привлекательные для насекомых-опылителей нектарники и покровы семени. Зародыш развивался в неопавших семенах.

Как и во многих других случаях, признаки покрытосеменных независимо вырабатывались в нескольких линиях. Молекулярные остатки цветковых становятся обильны в юрских отложениях и, наверное, принадлежат их непосредственным предкам. Первая достоверная пыльца и отпечатки листьев начинают попадаться в средней части меловых отложений. Для листьев особенно характерно сетчатое жилкование, которое способствовало лучшему перемещению веществ и укреплению пластины, которая теперь могла сильно расширяться. А широкий лист очень пригодился в тенистом тропическом подлеске, где они появились.

В середине мелового периода цветковые росли на освободившихся по разным причинам участках. Они освоили гари, речные наносы, затопляемые прибрежные полосы, береговые оползни, солоноватоводные болотины. Прорвать густые заросли голосеменных тогда им было сложно. В то время среди деревьев преобладали ноголистники, араукарии и секвойи (особенно на болотах). Больше стало сосновых. Саговники, гинкго и кейтониевые составляли подлесок, а хвощи и папоротники — травянистый покров. Почти вымершие гиганты секвойядендроны (или Мамонтовы деревья) и сейчас нуждаются в мягком климате, ведь для того, чтобы доставить воду на высоту 112,7 м (примерно на 40-й этаж), требуется 3 недели! Исследования этих хвойных показали, что рассказы лесорубов о деревьях свыше 130 м высотою относятся к мифам — даже у 110-метровых колоссов верхушка испытывает сильный недостаток в питании.)

К концу мелового периода среди североамериканских и азиатских динозавров подросли рогачи-цератопсы и гребенчатые гадрозавры. Эти весьма подвижные звери своими зубными «батареями» из подрезающих зубов перемалывали массу зелени (скорее всего, тростник). В Южной Америке этим же занимались последние завроподы. Возможно, именно крупные ящеры нарушили сложившуюся растительную систему, вытаптывая заросли голосеменных. Воспользовавшись этим устойчивым беспорядком и окрыленные насекомыми-опылителями и насекомыми-защитниками (вроде муравьев), цветковые обосновались в наиболее изменчивых условиях. Прежние сообщества растений уже не успевали восстановиться. Сначала цветковые потеснили древовидные папоротники, гинкговые, беннеттиты и саговники.

В самом конце раннемеловой эпохи возникли магнолиевые и лилейные, а в начале позднемеловой — появились южные буки и миртовые. Выросли открытые рощицы из мелких листопадных деревцев и пальм. В низинах обосновались крупнолистные деревья, похожие на платаны. Многие меловые цветковые с причудливыми лопастными листьями относятся к вымершим группам.

Общее разнообразие наземных растений к концу мезозоя увеличилось в два раза, причем главным образом за счет цветковых. К тому времени каждое второе растение в почти любом сообществе было цветковым. Из голосеменных свое место удержали лишь хвойные. Беннеттиты практически вымерли, а кейтониевых, саговников, гинкговых, папоротников и хвощей осталось очень мало. Стало много видов с семенами, разносимыми животными. (В современных тропических лесах так распространяются свыше половины кустарников и деревьев, а большинство млекопитающих и птиц — растительноядные.) Прирост разнообразия покрытосеменных продолжался и в кайнозое, когда они составили более 80 %. К началу неогенового периода установилась растительность современного облика, а около 10 млн лет назад существовали все нынешние роды цветковых.

Широкие листья, водопроводящие сосуды и различные типы размножения позволили цветковым достичь высокой продуктивности. Их совершенная водопроводящая система дала жизнь настоящим вьюнам и лианам. За счет таннинов и алкалоидов цветковые усилили химзащиту. Таннины разрушают пищеварительные белки и мышцы насекомых. (Они не безвредны и для нашей мышечной ткани.) Алкалоиды, которые раньше были только у плаунов, прекрасно отпугивали «вредителей». В стремительном нарастании разнообразия цветковых и конечном их господстве не последнюю роль сыграли насекомые.

Хозяева хозяев

Развитие самих цветковых вызвало в конце палеогенового — неогеновом периоде «взрывной» рост разнообразия насекомых и позвоночных, особенно зеленоядных. Насекомые помогали растениям размножаться уже в пермском периоде. Но первая приспособленная к переносу именно насекомыми пыльца появилась только у цветковых в середине мелового периода. В юрском периоде насекомые (многие перепончатокрылые и двукрылые, некоторые жуки, сетчатокрылые, скорпионницы и ручейники) вовсю опыляли голосеменные (саговники, беннеттиты, кейтониевые).

С распространением цветковых появилось много новых групп шестиножек, включая общественных (термиты и муравьи). Сосущие и слизывающие рты раскрылись для поглощения поверхностных соков (клопы, цикады, тли и другие). Внутри листьев поползли паразиты — личинки минирующих бабочек и жуков-долгоносиков. В корнях обжились цикады и жуки-щелкуны. За всем этим прожорливым многообразием пытались поспеть проворные хищные жуки, двукрылые, сетчатокрылые (муравьиные львы) и муравьи. Стремительно пополнялись ряды двукрылых и паразитических перепончатокрылых. Увеличилось количество высших мух (конечно, так назвали постоянных спутников другого «высшего» существа — человека), включая навозниц.

У муравьев с цветковыми растениями сложились особенно тесные взаимоотношения. Они не только опыляют, но и работают, словно настоящие садовники: собирают опавшую листву, разрыхляют почву и вносят в нее удобрения. Там, где проложили свои тропинки эти мелкие проворные шестиножки, даже многообразие растений возрастает.

Начали плести свои кружева пауки. Столь изящный вид паутина приобрела неспроста. Дополнительные нити придают паутине не столько прочность, сколько способность отражать ультрафиолет. На отраженный свет и ловятся многие мотыльки (даже ночью способные видеть все в цвете благодаря усилению цветового сигнала в глазу в 600 раз) и двукрылые.

Среди двукрылых, а также жуков появились первые опылители цветковых. (Такое сообщество до сих пор сохранилось в Новой Зеландии.) В конце позднемеловой эпохи к ним присоединились общественные пчелы, а в палеогеновом периоде — бабочки.

Растительноядность насекомых и другой мелочи (клещей, многоножек, нематод и улиток) сравнялась по объемам с четвероногими. Чтобы лучше усваивать растительную пищу, насекомые обзавелись различными помощниками, которыми стали паразиты. Простейшие и бактерии преобразуют неудобоваримые углеводы в богатые азотом белки и витамины для своих хозяев. Все равнокрылые (тли и другие) несут в жировом теле или полости брюшка, вблизи петель кишечника особые клетки, где заключены дрожжевые грибы. Дрожжи потребляют углеводы и сахара, имеющиеся в избытке у этих сосальщиков. У тараканов (в жировом теле), некоторых клопов, жуков и двукрылых (в выростах кишечника) есть микробы, вырабатывающие азотсодержащие вещества, в том числе витамин В.

Особенно изощренный симбиоз развился у термитов. У них в заднем отделе кишки живут одноклеточные жгутиковые. Некоторые из них даже скользят вдоль кишечника не с помощью жгутиков, а благодаря волнообразным движениям собственных сожителей — бактерий-спирохет. Около 500 тыс. этих микроскопических существ, слаженно извиваясь, перемещают своего хозяина внутри его хозяина. Кроме того, у каждого жгутикового и внутри, и снаружи есть другие бактерии-симбионты, улавливающие азот. С помощью этой пищеварительной матрешки термиты поглощают клетчатку и грубые проводящие ткани. Они и стали «царями» тропического леса (а ныне грозой деревянных построек).

Большой слив

Преобразив наземные сообщества, цветковые не могли не изменить и морскую жизнь. Различия в характере растительности сильно влияют на сток питательных веществ. Листопадный и тропический дождевой леса спускают в водоемы на порядок больше соединений азота, чем хвойный.

Конечно, такие леса появились позднее, в кайнозое. В первую очередь цветковые обосновались в прибрежной полосе морей и рек, в конечном счете впадавших в те же моря. Сток питательных веществ с континентов усилился. В наши дни неоднократно отмечалась прямая зависимость благополучия коралловых рифов от событий на суше. Так, вырубка лесов на Индокитайском полуострове и, соответственно, значительное повышение потока питательных элементов привели к гибели рифов, не способных приноровиться к их изобилию. Наверное, не случайно в середине мелового периода шестилучевые кораллы вдруг уступили место двустворкам-рудистам. (Следует добавить, что это был один из самых теплых периодов на планете. Но повышение температуры поверхностных вод всего на два-три градуса разрушает непрочное сожительство кораллов и зооксантелл. Симбиоз распадается, и кораллы отмирают.) Рудисты заняли освободившееся от кораллов место и выдержали позднемеловую вспышку водорослевого планктона, главным образом динофлагеллят и кокколитофорид.

А цветковые продолжали наступление на суше. В самом конце мелового периода разрослись леса из листопадных цветковых. Тут надо учесть, что цветковые с микоризой могут в 100 раз быстрее разрушать горные породы, чем сугубо геологические явления. Связанные с покрытосеменными грибы-сидерофунги (греч. «железные грибы») разъедают даже кристаллические силикаты. В отсутствии толстого лигнинового слоя остатки цветковых разрушаются быстрее, чем других древесных растений. Листовой опад, выделяя гумусовые кислоты, тоже усиливает разложение кремнеземсодержащих пород. «Дыхание» почвы повышает давление углекислого газа в почвах, а это самый едкий для горных пород газ. Так что цветковые не только усилили поток питательных веществ, но и повысили темпы поступления ионов кальция и магния с суши в океан. Так они обеспечили кокколитофорид и удобрением, и стройматериалами. Последовал буйный рост этих одноклеточных водорослей. В основном именно кокколитофориды поставляют вещества, вызывающие скучивание облаков. Облачный и наземный растительный покровы повысили альбедо планеты. Одновременно упало содержание в атмосфере «парникового» углекислого газа, расходуемого на выветривание.

Так совместными усилиями водорослевый планктон и наземные цветковые снизили среднюю температуру более чем на 3 °C. Безжизненная Земля была бы сейчас в среднем на 3 °C теплее. Получается, что благодаря цветковым и водорослям вся земная система существует при пониженных температурах.

Мезозойское послесловие

Главные кайнозойские события, начиная с силурийского периода, как всегда, происходили на суше. Наземные растения образовали 97 % всей живой массы. Еще больше стало опылителей. Порхали бабочки и жужжали пчелы. Крылатая жизнь бабочек удлинилась, улучшился полет и увеличились размеры. (Кому интересно быть приземленной, прожорливой, похожей на червя гусеницей?) Длинным мягким хоботком легче стало высасывать нектар. Воспринимая торжество цветочных красок, они сами уподобились ярким цветам. У пчел волоски брюшной щетки покрылись гребнями и ямками, которые отразили сложный орнамент пыльцы. Со временем к насекомым-опылителям добавились птицы, летучие мыши, лемуры и некоторые другие звери.

В середине палеогенового периода (55–34 млн лет назад) цветковые проникли в море. Возникли новые высокопродуктивные сообщества. Туда устремились растительноядные, потреблявшие жесткую морскую траву (черепахи, сирены). Мангровые заросли появились даже раньше, в конце мелового периода, но разрослись в неогеновом. Собственно мангры — это несколько родов и видов деревьев.

На северном побережье острова Пуэрто-Рико маленький клочок мангрового леса, прижатый к лагуне кокосовыми плантациями, по-прежнему смело наступает на целую Атлантику. Красная мангрова лапшой свесила свои длинные (до 30 см) стручки красноватого цвета прямо в океан и простерла над волнами толстые широкие кожистые листья, покрытые защитным восковым налетом. Ей совершенно не страшны соленые брызги, от которых лопаются клетки обычных наземных растений. На ее раскидистых низких густых ветвях днем любят вздремнуть серые и зеленые с оранжевым игуаны. С заходом солнца они плюхаются в лагуну, чтобы подкрепиться морской травой. Это самые большие из диких пуэрториканцев. У некоторых игуан от довольно умной для рептилий мордочки до кончика чернополосого хвоста — полтора метра.

Приютившие игуан мангровы тоже сбрасывают семена в соленую воду. Чем больше семян упало — тем лучше. Хоть одно прорастет в не слишком гостеприимной для цветковых деревьев среде. На смену им упадут новые, которые уже распустились лимонно-желтыми цветами. Некоторое время семя, смазанное с одного конца водонепроницаемым составом, будет болтаться, словно поплавок-перо. У него появятся корешок и несколько листьев. В таком виде мангровая поросль может покачиваться на волнах до года или пока не прибьется к отмели. Годом позже росток вытянется на метр вверх и, выпуская опорные корешки, пошагает вдоль берега. Несколько таких растеньиц, переплетаясь, в состоянии ослабить течения. Вокруг них наслаиваются заиленные пески. Добавляется листовой опад (по 3 т листьев с каждых 400 соток). На опад набрасываются изголодавшиеся бактерии-разрушители, и через несколько лет лес прирастает новой полосой черной от органики почвы.

Разлагая органическое вещество, микробы используют для своих разрушительных целей весь кислород, и в нескольких миллиметрах ниже поверхности осадка его не остается совсем. Продавленная ногой ямка тут же заполняется зловонной жижей — значит, здесь работали серные бактерии. В этой черной-черной грязи вырастает черная мангрова с солеными на вкус удлиненными листьями. Чтобы хоть как-то продышаться, дерево выставляет наружу многочисленные воздушные корешки. Только ступая по этим естественным гибким колышкам, можно пробраться в мангровые дебри.

Судовой врач с Колумбовой каравеллы писал в 1494 году, что мангры «так густы, что и кролик вряд ли проскочит».

Проверить сие наблюдение на кролике невозможно за неимением последнего. Но, продираясь сквозь этот плетень, можно позавидовать вертлявым игуанам и крабам-бокоходам Мангровый земляной краб, перебирая страшно мохнатыми ножками, старается поскорее закопаться в самую грязь. Его зазубренная клешня размером с ладонь пугающе клацает. Проверять на себе, развивает ли именно эта клешня давление, достаточное, чтобы разрезать гвоздь, не советую. (Впрочем, возможность остаться без пальцев не слишком пугает хозяев мелких придорожных кабачков. По всему заповедному лесу видны закопушки — это отлавливали ярко-оранжевых мангровых крабов и их соседей — голубовато-синих больших земляных крабов. Они действительно большие — почти 10 см в поперечнике. Их мясом начиняют пирожки, жарящиеся в кипящем кукурузном масле и охотно поглощаемые туристами.)

Одни крошечные манящие крабики могут чувствовать себя в безопасности. Но, завидев приближающееся прожорливое двуногое, дружной стайкой в сто-двести штук они скрываются (на всякий случай) в частоколе из воздушных корешков. При этом в сторону непрошеного гостя обращена развитая красная или желтая клешня. Лишь зазевавшиеся соперники, что сцепились из-за безучастно взирающей на них самки, остаются на месте. В поединке побеждает не сильнейший, а хитрейший. Встав в правостороннюю стойку, оба соискателя одной из равновеликих (но небольших) клешней дамы упираются друг в друга конечностями-переростками. В выигрыше оказывается тот, кто первым уберет свою. Противник же, кувыркаясь, летит по песочку, отброшенный назад внезапно распрямившимся собственным манипулятором.

Ущипнуть крабы могут всякого, но питаются тем, что нападало с мангров, — толстыми листьями, плодами и легочными улитками-«кофейными зернами», цветом и формой действительно похожими на жареный кофе. Если съедобный краб полакомится фруктами с дерева «гиппомане манкинелла» («пачкульник»), похожими на крупные сочные яблоки, он сам становится ядовитым. Кожа у отобедавшего таким крабом начинает чесаться. Если вовремя не промыть желудок, может быть и хуже. Обильный сок смывается с дерева дождем, и под пачкульником не стоит даже прятаться.

В сезон дождей погруженные в воду мангровые стволы и корни облепляют усоногие раки в своих белокаменных домиках-палатках, розовые двустворки-мидии, красные, желтые и черные морские спринцовки. Спринцовки похожи на маленькие кожистые мешочки с двумя трубками. Из трубок, если надавить на вынутую из воды спринцовку пальцем, вылетает струя, давшая этому животному название. Все вместе сидячие обитатели подводных мангров многократно прокачивают сквозь себя морскую воду, выбирая из нее все мало-мальски съедобное и попутно осаждая прочую взвесь.

Благодаря этим уловителям мути и тормозящим снос более крупных частиц манграм в прибрежных атлантических водах может существовать самое «чистолюбивое» сообщество — рифы, о чем говорилось в главе VI.

В начале палеогенового периода крупные растительноядные еще не были разнообразны. В основном это были освоившие разные корма млекопитающие-кондиляртры (греч. «мыщелочносуставчатые»). Освободившуюся нишу крупных хищников попытались занять все, кто только мог. Среди таковых оказались сухопутные крокодилы и хампсозавры, крупные ящерицы с большими зубами и даже журавлиные птицы. Огромный высокий крючковатый клюв, как у орлов, и голова размером с лошадиную выдают незаурядные охотничьи способности этих птичек. Некоторые кондиляртры с большими клыками и сильными челюстями тоже попытались стать плотоядными, но скоро зашли в тупик. Трудно удержать добычу копытами. Они не выдержали соперничества с креодонтами (греч. «мясо» и «зубы») и хищными.

Млечный путь

Родословная млекопитающих прослеживается с триасового периода (около 230 млн лет). Возможно, что теплокровность возникла у них как приспособление к ночному образу жизни, помогавшему избегать нападений ящеров, боевитых только при свете дня. Уже у некоторых цинодонтов возникло дополнительное челюстное сочленение между зубной и чешуйчатой костями, как у млекопитающих. У последних передняя кость нижней челюсти усилилась, а задние — сочленовная и квадратная — уменьшились. Барабанная перепонка по-прежнему находилась под углом нижней челюсти. (Иногда, как воспоминание, она там возникает даже у людей.) В челюсти осталась только зубная кость. «Лишние» кости нижней челюсти стали частями среднего уха (наковальней и молоточком). Вместе с древней костью пресмыкающихся — стапесом (стремечком) — они образовали совершенный орган слуха млекопитающих, что случилось уже в раннеюрскую эпоху. Ночным зверькам хороший слух очень пригодился.

Становление млекопитающих происходило на просторах Восточной Пангеи. Во второй половине позднеюрской эпохи они уже преобладали среди мелких животных. (Среди крупных — они вырвались вперед лишь в середине палеогенового периода.) В триасовом и юрском периодах обособились трехбугорчатые, докодонты, многобугорчатые и пантотерии (греч. «все звери»; название подразумевает, что они дали начало сумчатым и плацентарным). Все это были всеядные млекопитающие размером с крысу.

У похожих на землероек трехбугорчатых на верхних щечных зубах заметно выступали три конуса, а нижние имели угловатые очертания. Короткая сторона такого зуба попадала в углубление его верхнечелюстного напарника. Такими зубами было хорошо разгрызать насекомых, но для пережевывания растительной ткани они не годились. Щечные зубы многобугорчатых украшали многочисленные мелкие конусы. Впереди у них торчали мощные, как у грызунов резцы. Эти прыгающие древолазы, наверное, были растительноядными и живородящими. Расположение передних конечностей сбоку, а не под телом не позволило этим мезозойским млекопитающим составить достойную конкуренцию прочим родственным группам и выжить в кайнозое.

Исследование млекопитающих сродни работе зубного врача. От хороших и разных зубов настолько зависело все остальное в жизни этих животных, что часто по зубам (и даже по одному из них) можно восстановить облик всего древнего зверя.

У животных, предпочитавших крупную добычу, на коренных и предкоренных зубах часто развивались удлиненные режущие поверхности. Эти видоизмененные зубы называются хищническими. Заднекоренные зубы могли пропасть за ненадобностью, но если сохранялись, несли острые выступы. Резцы оставались на месте. Клыки сильно увеличивались. Бессмертный и предсмертный вопрос Красной Шапочки: «Бабушка, а бабушка, почему у тебя такие большие зубы?» — относился именно к клыкам. А знала бы доверчивая девочка особенности зубной системы млекопитающих, побежала бы скорее за охотниками. Огромные саблевидные клыки неоднократно возникали у разных кошачьих и даже у некоторых сумчатых как орудие разделки особо крупной добычи. С исчезновением крупнейших травоядных в середине четвертичного периода не стало и саблезубов.

Коренные зубы всеядных и растительноядных выглядели сбоку, как срез луковицы, со стороны жевательной поверхности — как квадрат. Часто развивался дополнительный бугорок. Зубы усложнялись гребнями, которые служили для измельчения зеленой массы. За счет гребней также увеличивалась высота коронки. Иначе она слишком быстро изнашивалась бы. У грызунов и других млекопитающих, привычных к твердой пище, зубы росли непрерывно. Об этом можно судить по отсутствию замкнутых корней. У многих растительноядных клыки уменьшались в размерах или утрачивались совсем. Исчезали и боковые резцы с передними предкоренными зубами так, что возникал длинный межзубный промежуток. В остальном скелете общие для разных млекопитающих признаки проявлялись чаще.

К началу раннемеловой эпохи обособилась Южная Америка и Австралия, сохранив до наших дней однопроходных и сумчатых. В остальном свете развивались «бугорчатозубые» и плацентарные млекопитающие. Плацентарные — высшие формы млекопитающих — появились в конце юрского периода и стали заурядными наземными позвоночными уже к концу мелового периода.

По особенностям скелета, мягких тканей и обмена веществ сумчатые и плацентарные отчасти похожи. Среди тех и других возникли виды, приспособившиеся к почти одинаковым условиям. Основные различия проявляются при размножении. Детеныши сумчатых выходят на свет очень рано. (Новорожденный двухметрового большого красного кенгуру весит меньше одного грамма и развит не более двенадцатидневного плацентарного зародыша.) Хотя беременность у плацентарных чревата осложнениями из-за крупных размеров плода, все издержки окупаются менее длительным периодом выкармливания. Половое созревание у них занимает меньше времени, и размножаются плацентарные гораздо быстрее. А главное — за долгий период пребывания в материнском чреве лучше развиваются высшие нервные центры. Сумчатые значительно отстают в развитии мозга.

Длительное вынашивание плода и живорождение обеспечили рост мозга у плацентарных млекопитающих. Относительный его размер заметно увеличился с середины палеогенового периода, а с начала неогенового вырос в среднем в два раза по отношению к размеру тела.

В позднемеловую эпоху разделились основные линии плацентарных млекопитающих. В Азии происходило становление дельтатериев (предков креодонтов и собакоподобных хишных), череп которых похож на греческую букву «дельту». Там находилась прародина зайцеобразных и летучих отрядов млекопитающих. В Африке, Европе и Северной Америке возникли кондиляртры, кошачьи, насекомоядные, амблиподы (греч. «тупоноги»), грызуны, приматы и неполнозубые. В Африке рано обособились виверры, лемуры и некоторые другие. На границе мелового и палеогенового периодов с млекопитающими не случилось ничего знаменательного. Раннепалеогеновые плацентарные были мелкими зверьками, напоминавшими насекомоядных и всеядных сумчатых Южной Америки. Их было не менее 30 семейств, плохо различавшихся по зубной системе.

Зубы ранних плацентарных годились лишь для прокусывания и разрезания небольшой добычи. В основном они питались насекомыми. Для превращения мелочи в крупных хищников требовалось время. На множество наземных растительноядных в раннем кайнозое приходилось только два отряда хищников: креодонты, вымершие в начале неогенового периода, и предки современных собакоподобных. Одни креодонты (оксиенидоны) походили на кошек с длинным телом и короткими лапами. Более крупные гиенодонтиды (гиенозубы) напоминали собак, гиен и медведей. Все ранние формы настоящих хищных не превышали размером куницу или домашнюю кошку. К концу палеогенового периода появились псовые, виверры, енотовые, куньи и кошачьи, освоившие разные способы ловли добычи. От примитивных хищников они отличались большим мозгом и совершенным скелетом конечностей. С такими конечностями стало легче бегать и прыгать. Тогда же от псовых произошли ластоногие хищники. Первые из них напоминали медведей с выраженными хищническими зубами, но конечности уже преобразились в ласты.

След бегущего кита

Почти все средние и крупные растительноядные плацентарные принадлежат к копытным, общими предками которых были позднемеловые-палеогеновые кондиляртры, вымершие в начале неогенового периода. Всего за два-три миллиона лет они дали начало почти половине отрядов кайнозойских плацентарных. Кондиляртры были особенно многочисленны в начале и середине палеогенового периода. Самые древние из них — размером от мыши до овцы, всеядные и хищные — стали предками мезонихид (греч. «полуночники»), потомками которых являются парнопалые и киты. Другие древние семеноядные кондиляртры — ростом с крысу — имели массивный череп и челюсти, унаследованные своеобразными южноамериканскими копытными. Прочие кондиляртры дали начало непарнокопытным, сиренам, хоботным и даманам.

Причудливо выглядели не дожившие до конца палеогенового периода мезонихиды с торчащими из пасти резцами и клыками. С такими зубами они превратились в крупнейших (размером с волка или медведя) хищников и падалеядов первой половины палеогенового периода. У мезонихид Монголии длина черепа равнялась 83 см, при ширине — 56 см.

Древнейшие киты известны из среднепалеогеновых отложений Пакистана и Северной Африки. Им около 50 млн лет. Размером они были с волка или лисицу, а на ногах носили копытца, как у бегемота. (В общем, небольшой такой бегемотик с лисьей мордой.) С ним киты, кстати, состоят в близком родстве. Не прошло и пяти миллионов лет, а настоящие хищные потеснили своих парнокопытных соперников к берегам. Сначала киты перешли на полуводный образ жизни. Обликом они несколько напоминали нынешних морских львов, но с длинной зубастой пастью. Чуть погодя (в геологическом масштабе времени) они распрощались с землей. Эти киты-археоцеты (греч. «древние морские чудовища») достигли 25-метровой длины, сохранили остатки задних конечностей и, возможно, еще выползали на пляж. Палеогеновый период не успел завершиться, а киты — зубатые и усатые — окончательно оторвались от суши. Зубы у китов настоящие, а китовый ус развился из покровной ткани, перегородившей ротовую полость ороговевшими пластинами. Тело укрылось под толстым слоем подкожного жира (ворвани), поддерживающим температуру. Хвостовой плавник приобрел горизонтальную форму, как у всех водных млекопитающих, потому что возможности бокового изгиба позвоночника у них ограничены.

Мозг китов по абсолютным размерам превышает человеческий. Они обмениваются разными звуками, а у зубатых китов (дельфинов и кашалотов) появился эхолот. Высокочастотные щелчки создаются движением воздуха по замкнутой системе сложных ответвлений, мешков и клапанов в носовых проходах, усиливаются жировым линзовидным вздутием на морде и посылаются в пространство. Отраженные от препятствия сигналы поступают в область уха через тонкий костяной участок в ее задней части.

Мгновенные снимки сообщества млекопитающих начала палеогенового периода, когда по суше бегали киты, сохранились в Германии. Если обычно от позвоночных остаются разрозненные кости, изредка почти целые скелеты, то в отложениях озера Месселя, существовавшего около 50 млн лет назад, они захоронились целиком — с мохнатой шкурой и содержимым желудка. Исследуя то, что стало последней трапезой мессельских млекопитающих, узнали, что пятипалые древние лошади (размером с мелкую собаку) в отличие от современных щипали не траву, а листья и любили полакомиться фруктами. Там же в поисках скоплений насекомых бродили муравьеды и панголины. Сейчас этих животных можно увидеть только в Южной Америке (муравьеды) и Юго-Восточной Азии (панголины). Приматы уже цеплялись за ветки деревьев кистью с противопоставленным большим пальцем. А древние летучие мыши, как и современные, охотились с помощью эхолота-улитки — небольшого спирального органа в задней части черепа. Летучие мыши испускали ультразвуковой сигнал, который, отражаясь от насекомых, воспринимался чувствительными волосками слуховой улитки и создавал звуковой портрет объекта. Мелкие, летавшие у самой земли мыши ловили исключительно ночных мотыльков и взрослых ручейников. Узкокрылые мыши покрупнее носились над пологом леса в поисках жуков и других насекомых. Вместе с этими почти похожими на современных млекопитающими в лесу скрывались лептиктидии (греч. «тощие хорьки») — насекомоядные, внешне напоминавшие крупных тушканчиков (30 см высотой). Но вместо того чтобы скакать и прыгать, они бегали на задних лапках подобно человеку…

Давно мы на сказку не прерывались.

Любопытная сказка про слоника (по Редьярду Киплингу)

Это только теперь у слона есть хобот. А прежде, давным-давно, почти 50 млн лет назад, в начале палеогенового периода, никакого хобота не было у слона. Был только нос, вроде как лепешка, черненький и величиной с башмак. Да и башмак-то был детский потому, что сам слон, хотя и был совершенно взрослым слоном, весил всего 10–15 кг. Современный взрослый слон весит около 7 тыс. кг.

Звался этот слон Нумидийским зверем, так как жил он на севере Африки, там, где сейчас находится страна Алжир, а до нее была страна Нумидия. Так вот, слон жил, когда еще и Нумидии не было. Сейчас на месте Нумидии — большая пустыня, часть совсем большой пустыни Сахары. Но вот в то самое время, давным-давно, когда и пустыни тоже не было, жил такой слон, или, лучше сказать, слоник, прозванный Нумидийским зверем. Был там, на месте пустыни, теплый, даже очень теплый и влажный тропический лес. Жить в нем было тепло, влажно и хорошо. (Посмотрите в окно и убедитесь, как там, в теплом лесу, может быть хорошо.)

Слоник был страшно любопытен и, кого, бывало, ни увидит, ко всем пристает с вопросами. Он приставал к даману, своему дальнему кузену, немного напоминавшему зайца, а еще чуть-чуть — крысу, и спрашивал его, что будет, когда в теплом и влажном тропическом лесу похолодает. Он приставал к очень древнему долгопяту, родственнику предков, наших с тобой предков, который прятался в густой листве, и спрашивал его, что будет, когда в теплом и влажном тропическом лесу похолодает. Но очень древний долгопят только делал большие глаза и забивался еще дальше в густую листву. Но и это не отбивало у слоника любопытства. И лишь странное крылатое и косматое существо, шерстокрыл, сказало:

— Ступай к берегу сонной, зловонной, мутно-зеленой реки; берега ее покрыты деревьями, которые нагоняют на всех лихорадку. Там живет старый и мудрый, весь, как чемодан, покрытый крокодиловой кожей, крокодил. Он настолько старый и мудрый, что пережил великое мел-палеогеновое вымирание, когда сгинули все его близкие и дальние родственники — архозавры, а среди них и динозавры, и птерозавры. От него ты узнаешь все.

На следующее утро этот любопытный слоник отправился в путь. Он шел и останавливался по дороге, чтобы общипать листики с кустов и небольших деревьев в подлеске. Останавливаться приходилось часто потому, что слоник был маленький, а маленькому существу есть надо чаще, чем большому. (Маленькая мышь должна есть очень часто, иначе она переохладится и умрет. А большая корова должна есть медленно потому, что если она будет поедать свою пищу быстро, как мышь, температура ее тела превысит температуру кипения воды, и из нее получится отварная говядина.) Слоник, конечно, ел медленнее, чем мышь, но быстрее, чем корова, тщательно пережевывая пищу своими бугорчатыми зубками.

Наконец он пришел к берегу сонной, зловонной, мутно-зеленой реки. Такой река была потому, что долго текла по равнине среди густого влажного леса. Русло этой реки, где давно уже нет ни капли воды, и сейчас можно увидеть, пролетая над Сахарой на самолете. Но ни на берегу, ни в реке не было видно никакого крокодила. Ведь крокодилы не могут долго гоняться за своей добычей: когда крокодил выносит вперед правую ногу, его тело изгибается влево и сдавливает левое легкое, а когда он ставит вперед левую ногу, то сжимается правое легкое. Поэтому при беге крокодил быстро выдыхается и предпочитает сидеть, затаившись Под поверхностью мутной воды, у берега, куда сходятся тропы идущих на водопой зверей. Такая тропа и привела слоника к крокодилу. И только слоник наклонился к реке, крокодил рванулся, схватил его за нос, который до этой самой недели, до этого самого дня, до этого самого часа, до этой самой минуты был не больше детского башмака, и стал тянуть слоника под воду.

Слоник уперся своими ногами в песок и не сдвинулся с места. Ведь хотя он и был маленьким слоником, но он был слоником, хорошо и часто кушавшим, и потому стащить его с берега было не так-то просто. А крокодил отступил подальше в воду, вспенил ее тяжелыми ударами хвоста и тянул, и тянул, и тянул. Когда крокодил подтянул слоника совсем близко к воде, тот увидел на поверхности реки свое отражение, которое как бы было и не своим. Оттуда на него смотрело существо с уж-ж-жас-но длинным носом и перекошенными от страха глазами. И от всего этого страха и ужаса слоник рванулся так, что чуть не выдернул у крокодила его жуткие зубастые, но все еще не вставные челюсти.

Крокодил устало выполз на песок и сказал сквозь зубы:

— Мне кажется, что ты увидел то, о чем хотел спросить.

— Откуда вы это знаете? — прогундосил сквозь свой покусанный нос слоник.

Крокодил только улыбнулся крокодильей улыбкой, ведь он был очень мудрый крокодил, переживший даже страшное мел-палеогеновое вымирание, и продолжал:

— Да, когда похолодает и не станет теплого влажного тропического леса, у таких, как ты, вместо носа будет длинный хобот. Но это еще не все. Передние зубы, резцы, будут выпирать изо рта и станут бивнями. У одних слонов бивни будут загибаться из нижней челюсти вниз (поздненеогеновый динотерий), у других превратятся в подобие лопаты (ранненеогеновый платибелодон), у третьих будут выступать из верхней челюсти вперед на целых три метра (поздненеогеновый ананкус). Но и это еще не все. Коренные бугорчатые зубы сольются вместе, превратившись в подобие терки. Но и это еще не все. Слоны будут большие, почти такие, как мои дальние, до сих пор не оплаканные крокодильими слезами родственники, брахиозавры.

— Но почему, почему со слонами случится такое, если не будет влажного тропического леса? — продолжал любопытствовать несчастный слоник.

— Не только со слонами, — отвечал мудрый, повидавший на своем веку даже кошмарное мел-палеогеновое вымирание, крокодил. — Многие изменятся. Лошади станут бегать, опираясь на три пальца, а затем и всего на один палец, а не на все пять, как сейчас. У жирафа вытянется шея. Все они тоже станут гораздо больше, хотя и не такими громадными, как слоны. Но самыми большими млекопитающими будут носороги.

— Но почему, почему? — не унимался слоник.

— Что ты делаешь сейчас, когда тебе хочется есть? — сглатывая слюну, невежливо ответил вопросом на вопрос крокодил.

— Я выщипываю листики небольших кустов и деревьев, — растерянно признался слоник.

— Вот то-то и оно, — назидательно сказал крокодил, — а в более сухой саванне, которая сменит влажный тропический лес (в неогеновом периоде), когда похолодает, деревьев останется мало, но много больше будет трав и злаков. Негде будет прятаться от хищников. — На зубах крокодила промелькнула улыбка. — Придется долго переходить от дерева к дереву и не просто выщипывать самые вкусные листики, а пастись и перемалывать много грубой пищи, а в засушливые месяцы надо будет уходить особенно далеко.

Поэтому у всех слонов, которых еще можно увидеть, да и у многих, которых никто никогда не увидит, есть хобот, бивни, пластинчатые зубы и большой рост.