Долгий путь на сушу!

Нигде на Земле «девонские четвероногие не могут находиться в больших количествах". И хотя эта точка зрения уже вошла во многие учебники, мир, описанный в ней, никогда не существовал. В качестве опровержения теперь приводится весьма веский аргумент...

Этого не может быть! Нигде на Земле «девонские четвероногие не могут находиться в больших количествах».

Так отреагировала Дженни Клак, палеонтолог из Кембриджского университета, на сообщение о том, что этих самих ранних четвероногих очень много в Гренландии. Специалист по древним земноводным, Дженни Клак знала, о чем говорила. И все-таки, к счастью, она оказалась не права, и теперь — уже почти десять лет — она изучает многочисленные останки своих любимцев Acanthosteg.

Впрочем, Дженни Клак вначале имела все основания для скепсиса.

Палеонтологи жалуются на редкость находок динозавров, но по сравнению с первыми четвероногими динозавры распространены так же широко, как обычные камни. В течение двадцатого и двадцать первого века лишь один экземпляр первых примитивных тетрапод был изучен во всех деталях: найденная в 1931 году в горах Цельсия в Гренландии lchtiostega — существо, жившее примерно 360 миллионов лет назад. Это животное произошло от двоякодышащих кистеперых рыб, в развитых толстых плавниках которых уже можно было угадать зародыши пальцев.

К тому же у этих рыб, помимо жабр, существовали и легкие, которыми они пользовались, когда в водоеме не хватало кислорода или когда они оказывались на суше. Самое раннее наземное позвоночное — антракозавр — относится ко времени в 300 миллионов лет.

Клак занималась изучением ранних тетрапод десять лет, по крупицам собирая всевозможные сведения об этих животных. Как -то она услышала, что в Гренландии есть местность, где костей тетрапод очень много. Можно ли было поверить в подобное? И вот Клак читает дневник молодого ученого, обнаружившего кости. «Тетраподы,— писал он, не понимая, что бросает вызов воображению любою палеонтолога,— находятся здесь в больших количествах».

Вот тут Клак и заметила: Нигде на земле «девонские четвероногие не могут находиться в больших количествах». Это все равно, что написать об изобилии единорогов или археоптерикса.

Однако дневник подвигнул Клак отправиться на поиски самой. Летом 1987 года вертолет высадил «охотников за костями» в Гренландии. Когда через несколько дней группа прибыла на место, то обнаружила буквально кладовую костей Acanthostega: в лето их было собрано более четырехсот килограммов. Из этого материала составили один полный скелет Acanthostega и два чуть менее полных.

«Они не были очень проворными,— говорит Клак.— Большую часть своего времени они сидели на дне лагун, скрытые в иле, ожидая, пока кто-нибудь не подплывет достаточно близко, чтобы дотянуться и съесть его».

Клак участвовала в {«конструкции внешнего облика животного — тело, как у саламандры, большие прозрачные глаза, посаженные сверху на плоской голове, и рот в постоянной глуповатой усмешке. В Acanthosiega смешались анатомия тритона и обаяние маленькой собачонки.

Эти животные относятся к самым примитивным из всех известных форм тетрапод (четвероногих), к которым принадлежат вообще все позвоночные, летающие или разгуливающие но суше. Даже киты и змеи — тетраттоды, хотя они и потеряли свои «ноги» много лет назад. Исследование Acanlhostega должно пролить свет на то, как наши предки смогли «вынести» свое тело из воды.

С 1987 года Клак изучает скелет. Ее выводы отличаются от общепринятых положений. Раньше предполагалось, что наши нижние конечности, которые так хорошо позволяют передвигаться по земле, эволюционировали именно для этой цели. Но Acanlhostega, как уверяет Клак, отметает это правило: строение тетрапод складывалось тогда, когда наши предки жили исключительно в воде, и оно эволюционировало именно для такого образа жизни.

Мнение Клак: первое позвоночное, поселившееся на суше, не выползло из воды на рыбьих плавниках — хорошо подвижные конечности возникли за миллионы лет до этого.

Все предыдущие реконструкции этого этапа эволюции основывались главным образом на изучении останков ichiiostega. Проблема в том, что девонские тетраподы настолько редки, что любые новые находки или наблюдения могут перетряхнуть все «генеалогическое дерево» четвероногих.

Достаточно распространена следующая реконструкция того периода. Большая часть девонских отложений — ярко-красного цвета, значит, они формировались в условиях сухого жаркого климата. Отсюда можно сделать, вывод, что предки четвероногих — те двоякодышащие рыбы, которые жили в сезонно пересыхающих
водоемах. Сегодняшние разновидности двоякодышащих рыб выделяют слизь, покрывают ей тело, и это помогает им дожить до следующего дождливого сезона. Но их предки, возможно, на плавниках переползали из высохшего озера в еще сохранявшиеся водоемы. Рыбы со слабыми плавниками не выдерживали этот путь и подвергались, таким образом, естественному отбору.

Постепенно плавники превратились в лапы, которые гораздо лучше приспособлены для наземного передвижения. Параллельно с этим и все остальные органы — глаза, уши и кожа — приспособились к новой среде обитания.

И хотя эта точка зрения уже вошла во многие учебники, мир, описанный в ней, никогда не существовал. В качестве опровержения теперь приводится весьма веский аргумент: красные горные породы могут образовываться не только в сухом, но и во влажном жарком климате (например, в современных влажных тропиках).

И именно такой климат был в Гренландии в девонский период.

Еще важнее наблюдения над Acanthosiega. По их полным скелетам можно понять, что эти животные дышали, как рыбы (вернее, двоякодышащие рыбы) и слышали, как рыбы. Их лапы были обращены к земле острыми краями — попробуйте ходить по земле на ножах! К тому же передние лапы заканчивались восемью (!) пальцами вместо общепринятых для четвероногих пяти. Эти пальцы бесполезны для наземного передвижения. Почему у животного, выходящего на сушу, такие слабые лапы? И вообще, как объяснить, что телом наземного животного обладала Acanthosiega, которая не могла жить на суше?!

Чем больше Клак изучала примитивных тетрапод, тем больше была уверена, что ни Acanthosiega, ни ее прямые предки не выходили на сушу.

Окончательная убежденность в этом возникла, когда ученые «дошли» до хвоста. Acanthostega имели сильный большой хвост с большими плавниками по всей его длине сверху и снизу. Такое строение позволяло использовать его в качестве руля. А он нужен был только в воде, на суше он был бесполезен и даже мог явиться помехой. (Поэтому земноводные теряют плавники, как только выходят на сушу.)

Клак предлагает свой сценарий переселения позвоночных на сушу.

Во время девонского периода появилось очень много мелких прогреваемых лагун со своими опасностями и преимуществами. Обильная растительность порождала богатую органическую жизнь. Однако бактерии использовали так много растворенного в воде кислорода, что для рыб с их жабрами жизнь чрезвычайно усложнялась. В этих лагунах выжили те рыбы, у которых в результате случайных изменений появились, помимо жабр, еще и легкие. Следующий шаг эволюции — у некоторых из них развиваются плечи, лапы, пальцы. Эти конечности не могут передвигать своего обладателя по суше, но помогают избежать препятствий на дне мелководных лагун. На этих лапах можно передвигаться по дну, они приспособлены к жизни в воде.

Таким образом, у четвероногих сначала эволюционировали хорошо развитые конечности, и лишь потом они вышли из воды.

Такой принцип эволюции — развитие признака до его использования — называется преадаптациеЙ. Это удача, кода она оказывается выгодной для вида. Кости, например, появились как хранилище избыточного фосфора, и лишь позднее они стали поддерживать тело.

Acanthostega, жившая под водой, с телом, от головы до хвоста готовым для наземного существовать, являет собой ярчайший пример того, как биологическое естество человека связано с преадаптациями непредсказуемой природы.