«Затерянные миры» палеогена. Почему некоторые динозавры могли пережить эпоху великого вымирания
Общепринятое мнение гласит, что все нептичьи динозавры исчезли раз и навсегда около 66 миллионов лет назад в результате знаменитого мел-палеогенового вымирания. Причины этого вымирания объясняются по-разному, но наиболее популярна «катастрофическая» теория: приговор привел в исполнение гигантский метеорит. Однако есть предположение, что некоторые из динозавров, которым не посчастливилось стать птицами, всё же смогли перешагнуть через границу мелового периода и какое-то время влачили существование уже в кайнозойской эре. И эта гипотеза опирается на находки, сделанные учеными за последние десятилетия. Рассказывает Владимир Веретенников.
Всех метеорит не убил
В настоящее время общепринятой является гипотеза, что массовое вымирание динозавров произошло где-то между 65,5 и 66 млн лет назад. Благодаря данным, полученным методом откалиброванного аргон-изотопного (40Ar/39Ar) датирования, определен более точный срок мел-палеогенового вымирания — 65,95 ± 0,04 млн лет. Сейчас у широкой публики наиболее популярна гипотеза импакта, согласно которой тогда на Земле произошла глобальная экологическая катастрофа, связанная с падением астероида диаметром около десяти километров. Место его падения найдено — это кратер Чиксулуб на мексиканском полуострове Юкатан.
Нет никаких сомнений в том, что столкновение с Землей гигантского метеорита повлекло за собой чудовищной силы взрыв, выброс в атмосферу огромного количества мусора, пыли и всплеск вулканической активности по всей планете. В результате атмосфера загрязнилась до такой степени, что на поверхности планеты на долгое время воцарился полумрак. Это привело к гибели растительности, а потом и животных — как тех, кто этой растительностью питался, так и тех, кто употреблял в пищу самих вегетарианцев.
Гипотеза астероида, ставшего убийцей динозавров, как бы ни была она привлекательна своей простотой, в последнее время всё чаще подвергается сомнению.
По его словам, даже гигантский метеорит не представлял бы угрозы для сбалансированной, здоровой экосистемы. Другое дело, если она уже находится в состоянии кризиса — как это было с динозавровой фауной. И действительно, собрано множество фактов, которые доказывают, что к моменту падения «гостя», оставившего титаническую ямину на Юкатане, клада динозавров уже угасала. Астероид лишь ускорил этот процесс и подвел под ним черту.
Еськов ссылается на весьма показательный пример с Элтанинским метеоритом (около 4 км в поперечнике), упавшим в позднем плиоцене, около 2,5 млн лет назад, на шельф между Южной Америкой и Антарктидой.
В свою очередь, палеоантрополог Станислав Дробышевский пишет, что мел-палеогеновое вымирание оказалось весьма избирательным и не затронуло огромное количество живых существ. Те из них, кто оказались наиболее приспособленными к катастрофическим переменам, уцелели.
Меньше всего, как легко догадаться, пострадали морские создания, однако и на суше выжили многие, очень многие. Например, без особых проблем преодолели этап массового вымирания амфибии, черепахи и крокодилы. Ящерицам и змеям пришлось хуже, но и они в целом сумели пересечь эту черту.
Кстати, Дробышевский обращает внимание, что в палеоцене (первая эпоха палеогенового периода и всей кайнозойской эры) в Южной Америке развились гигантские змеи — такие большие, что могли поспорить с динозаврами.
На пернатых, по его словам, катаклизм сказался странно-избирательно: часть родов исчезла без следа, а другие сумели преодолеть все невзгоды.
Ну и, конечно, уцелели многие группы млекопитающих, как сумчатые, так и плацентарные, — для них исчезновение былых владык природы послужило мощным стимулом для развития.
При этом, по словам Дробышевского, даже среди раннекайнозойских «млеков» попадались удивительнейшие реликты былых времен.
Также в числе «выживших» можно упомянуть, например, цимолестов (Cimolesta), которые без проблем перешли из мела в палеоцен, а потом дотянули аж до олигоцена, распространившись по самым разным частям света.
Правда, цимолесты не отличались крупными габаритами — самые большие из этого отряда не превышали по весу и килограмма.
Гадрозавр, оказавшийся не там, где ему полагается
Так почему бы не допустить, что некоторые динозавры, пусть и ненадолго, тоже сумели преодолеть границу палеоцена? Здесь необходимо принять во внимание психологический аспект: человеку хочется верить в чудо — а что может быть чудеснее, чем увиденный воочию мезозойский гигант? Отсюда огромное количество книг и фильмов, описывающих встречу людей с динозаврами — то ли каким-то образом дожившими до наших времен в скрытых уголках планеты, то ли воскрешенными силами науки.
Среди этих произведений есть и довольно глубокие — в частности, трилогия «Эдем» Гарри Гаррисона. Знаменитый фантаст обоснованно предположил, что если бы доисторические ящеры добрались до наших дней, то непременно бы эволюционировали. На страницах книги Гаррисона описывается удивительный народ иилане — разумные двуногие динозавры, создавшие своеобразную цивилизацию, построенною на самых изощренных биотехнологиях.
Тоску человека по динозавру на протяжении десятилетий эксплуатировали как заведомые шарлатаны, так и добровольно заблуждавшиеся чудаки, придумавшие для себя вывеску «криптозоология». Криптозоологи уверяли, что на планете всё еще есть местечки, где до сих пор можно встретить доисторических животных, главное — суметь до них добраться. Но криптозоология со свойственными ей дутыми сенсациями в последние годы сходит на нет — в связи с повсеместным распространением телефонов со встроенными камерами: теперь широкую публику, какой бы легковерной она ни была, стало дурить гораздо сложнее.
Тем не менее гипотеза о том, что некоторые динозавры могли пережить мезозойский период, вполне себе научна и не имеет ничего общего с дешевыми криптозоологическими построениями. Впрочем, тут нужно еще раз разграничить понятия.
Сейчас стал общепринятым тезис, что значительная часть динозавров дожила до наших дней, соседствует с нами — и любой может видеть их воочию. Речь идет о птицах, которые в незапамятные времена отделились от базальной части эволюционного древа динозавров, но сохранили все детали их облика.
Уже в кайнозойскую эру птицы, эволюционируя, приобретали самые причудливые формы — в том числе подобные мезозойским хищным тераподам, знакомым нам по серии фильмов «Парк Юрского периода».
Но «пташки небесные» являются выходцами из обширной клады ящеротазовых динозавров — из которой, кроме птиц, до нашего времени не дотянул никто. А ведь есть еще клада птицетазовых динозавров (несмотря на название, они к происхождению птиц никакого отношения не имеют), которые вообще вымерли целиком. А имели ли динозавры какие-то шансы уцелеть?
Против этого свидетельствуют некоторые важные факты. Первый из них связан с тем, что динозавры были очень специализированными животными, тесно привязанными к конкретным биоценозам. Разрушь эти системы, разорви составляющие их связи — и обитатели этих биоценозов не выживут. Наибольшие шансы на спасение есть у тех, кто пластичен в экологическом и эволюционном плане. А степень пластичности напрямую связана, в частности, с размерами: те, кто не являются гигантами, имеют больше возможностей преодолеть эпоху потрясений и прокормиться.
Тем не менее, не отрицая в целом того железобетонного факта, что сегодня нептичьих динозавров не существует, можно предположить, что некоторые из этих удивительных существ исчезли с лица планеты несколько позже, чем написано в школьных учебниках.
До недавних времен практически все «улики», свидетельствующие о том, что некоторые нептичьи динозавры сумели проскочить границу кайнозоя, были представлены американским палеонтологом Джеймсом Фассеттом (James E. Fassett). Раскапывая песчаники Охо-Аламо (Ojo Alamo Sandstone) и формацию Анимас (Animas Formation) на границе штатов Нью-Мексико и Колорадо, он обнаружил окаменевшие кости (фоссилии) гадрозавров — гигантских травоядных динозавров-орнитоподов.
Эти знаменитые мезозойские «утконосы» относятся к числу тех видов динозавров, которые дотянули до самого конца мелового периода. Однако поразительность находок Фассетта заключается в том, что они залегали в геологических формациях, относящихся к палеоцену — а это самое начало нашей кайнозойской эры!
Причем, что важно, это отнюдь не единичный случай. Группа под руководством Фассетта с 1982 года неоднократно сообщала о таких находках, сделанных в бассейне реки Сан-Хуан (San Juan Basin) на юге США, в отложениях, датированных как постмеловые. Пораженный Фассетт провел тщательные палинологические и палеомагнитные исследования найденных им фоссилий. В итоге палеомагнитный анализ отложений, в которых были обнаружены останки этих гадрозавров, позволил определить их возраст как 64,5 млн лет — значительно позже того, как Землю поразил Чиксулубский метеорит! В свою очередь, в ходе палинологического анализа (изучение пыльцы, спор и других микрофоссилий в местах залегания костей) было выявлено наличие палеоценовой флоры с незначительной примесью меловых образцов.
Фассетт предположил, что частицы, относящиеся к меловой флоре, могли быть переотложены водными потоками из более древних отложений — но не останки гадрозавров! Его оппоненты, цепляющиеся за устоявшуюся картину мира, тут же указали, что точно таким же образом могли быть переотложены и кости динозавра.
Но Фассетт с этим не согласен: он подчеркивает, что среди его находок присутствуют 34 кости, явно принадлежавшие одной особи гадрозавра. Это, правда, не целый скелет, но явно и не разрозненные перемытые останки. Ведь если бы река вымыла останки из меловых отложений и перезахоронила их, вряд ли 34 кости одной особи легли бы рядом друг с другом. Есть у Фассетта и другой довод: содержание урана и редкоземельных металлов в костях палеоценовых динозавров и меловых ящеров одного и того же региона заметно отличается. Ведь за истекшее время геохимические условия изменились — и поэтому подземные растворы, пропитывавшие кости в палеогене, отличались по составу от тех, которые вызывали фоссилизацию костных останков в меловом периоде.
Против и за
Конкретно Фассетт с коллегами сравнил окаменелости, добытые из раннекайнозойских слоев упомянутой формации Охо-Аламо и подстилающей ее позднемезозойской формации Киртленд (Kirtland Formation). В итоге он пришел к выводу, что по составу и содержанию урана и редкоземельных элементов найденные им останки гадрозавров гораздо ближе к костям мелких млекопитающих, живших в начале кайнозоя, чем к костям меловых динозавров из Киртленда.
По ее словам, вполне можно усомниться и в палинологических аргументах, приведенных в пользу палеоценового происхождения найденных Фассеттом гадрозавров. Утверждение о том, что найденные кости были покрыты пыльцой кайнозойских растений, равно как и предположение, что они принадлежали одной особи, поскольку были обнаружены на сравнительно небольшом участке, отнюдь не бесспорны.
Впрочем, только находками Фассетта список доказательств в пользу существования нептичьих динозавров в кайнозое не ограничивается. В 2011 году появились сведения о том, что мел-палеогеновую катастрофу могли пережить и аламозавры (Alamosaurus) — гигантские ящеры из группы титанозавров.
Это были четвероногие травоядные до 26 метров длиной, весившие около 38 тонн и обладавшие, как и прочие зауроподы, длинными шеей и хвостом. Судя по всему, титанозавры в меловом периоде занимали экологическую нишу современных жирафов — то есть бродили по саваннам и обгрызали верхушки деревьев.
По результатам первичного геохронологического анализа палеонтологи из канадского Университета Альберты, действовавшие под руководством Ларри Химана (Larry Heaman), пришли к выводу, что возраст бедренной кости аламозавра, обнаруженной всё в том же песчанике Охо-Аламо в южной части бассейна реки Сан-Хуан, составляет, по разным оценкам, всего 64–65,1 млн лет. А значит, этот вид растительноядных гигантов мог жить еще как минимум несколько сотен тысяч лет после массового вымирания.
И опять же нашлись критики, не преминувшие указать, что метод относительной геохронологии имеет большие погрешности. За миллионы лет может произойти эрозия горизонта, несущего ископаемые останки, что приведет к их перемещению из первоначального осадочного слоя в соседние. Поэтому куда более надежным у палеонтологов считается уран-свинцовое датирование.
Дело в том, что если живые кости содержат очень малые количества урана, то после смерти организма, во время окаменения они обогащаются этим элементом. Рекристаллизация и реминерализация костей в ходе окаменения происходит очень быстро, а потом их состав стабилизируется. Содержащиеся в фоссилиях атомы урана-238 постепенно, крайне медленно подвергаются распаду до свинца-206. Ну а поскольку после смерти животного его кости свинцом больше не обогащаются, весь свинец-206, определяемый в них в ходе анализа, является продуктом распада урана. Такие уран-свинцовые часы, начинающие обратный отсчет с момента окаменения, являются весьма надежными.
Для изучения содержания изотопов в ископаемых костях применяется масс-спектрометр — прибор, в котором атомы изотопов, взятые с образца, пропускаются в вакууме через магнитное поле и благодаря этому разделяются с учетом их относительной массы.
Ларри Химан и его сотрудники, изучая кости аламозавров, использовали модификацию уран-свинцового (206Pb/238U) датирования — с применением лазерной абляции (испарения). Лазерный луч отделяет от образца мельчайшие частицы, которые собираются мультиколлектором и только затем поступают в масс-спектрометр для изотопного анализа, что делает датировку более точной. А чтобы дополнительно обезопаситься от критики, связанной с вероятностью всевозможных ошибок интерпретации, Химан и его люди помимо прямой уран-свинцовой датировки образца применили ряд других — прямых и косвенных — геохронологических методов.
В качестве контрольного образца была взята кость аламозавра, извлеченная из мелового слоя. Уран-свинцовое датирование показало ее возраст: 73,04 ± 0,9 млн лет. Этот результат прекрасно совпал с предыдущей оценкой возраста обнаруженного поблизости пласта вулканического пепла, определенного методом аргон-изотопной (40Ar/39Ar) датировки: 73,04 ± 0,25 млн лет. Анализируемым же образцом стал большой фрагмент левого бедра зауропода Alamosaurus sanjuanensis, извлеченный из палеоценового слоя. Основываясь на факте хорошей сохранности кортикального (поверхностного) слоя кости и геохимических признаках, характерных для палеоцена, ученые предположили, что данный фрагмент не был перемещен из нижележащего мелового слоя и является «родным» для палеоцена.
Анализ проводился в двух сериях срезов кости — как поперечных, так и продольных. Результаты составили, соответственно, 62,8 ± 0,8 и 64,8 ± 0,9 млн лет. Разница значений вполне входит в пределы возможной погрешности. Если же все полученные данные принять в совокупности (за исключением крайних максимальных и минимальных значений), то получится где-то 63,4 ± 0,6 млн лет. Более молодой возраст, полученный для поперечных срезов, исследователи объяснили тем, что процесс рекристаллизации идет от внешних кортикальных слоев кости к центру. В связи с этим возраст участков поперечного среза, расположенных ближе к центру, будет меньше, чем возраст поверхностных участков. Авторы исследования предположили, что ближе к истине среднее значение, полученное именно для продольных срезов (64,8 млн).
В общем, выходит, что если полученные датировки верны, то обнаруженный в Нью-Мексико аламозавр принадлежал к группе динозавров, пережившей большое массовое вымирание конца мелового периода. Однако в дальнейшем реликтовые зауроподы всё же исчезли с планетарной сцены — ведь перестройка экосистемы, в которой они существовали, зашла слишком далеко, и аламозавры не сумели приспособиться к этим изменениям. Тем не менее эти животные успели немного пожить в новом мире, где место динозавров начали занимать потомки тех шустрых шерстистых зверюшек, которые резво прыскали в разные стороны из-под гигантских ножищ прежних владык мезозоя…
Шанс на убежище
Имели место и загадочные находки, связанные с мозазаврами — хищными морскими гигантами, которые не относились роду динозавров, но соседствовали с ними в верхнемеловую эпоху. (Кстати, они являются близкими родственниками современных варанов.) В формации Хорнерстаун на востоке США были обнаружены окаменелости представителей семейства Mosasauridae — в отложении, датируемом ранним палеоценом. Но это опять же еще не означает, что мозазавры пережили массовое вымирание. Окаменелости, возможно, произошли из более раннего мелового отложения и были переотложены. Многие из обнаруженных окаменелостей состоят из отдельных костей, истертых и поврежденных, но в слое также были найдены останки мозазавра, сохранившиеся довольно хорошо. В этом вопросе еще предстоит досконально разобраться…
Наконец, есть еще одна поразительная находка — к сожалению, на данный момент пока единственная такого рода. Она была сделана еще в 1995 году, но истинное ее значение ученые осознали лишь двенадцать лет спустя. В палеонтологии это обычное дело — находок зачастую оказывается так много, что для разбора и пристального знакомства с иными из них руки доходят лишь спустя годы. И вот в 2007 году палеонтолог Геральд Майр, вдумчиво изучая останки небольшого существа (всего 30 сантиметров от кончика клюва до кончика хвоста — это размер крупного голубя), найденного в раннекайнозойских отложениях формации Фаньгоу (Fangou Formation) в уезде Лонань в центральной части Китая, пришел к поразительным выводам. Это существо получило видовое обозначение Qinornis paleocenica — палеоценовый циньорнис. Что же в нем необычного?
Циньорнис жил спустя четыре миллиона лет после метеорита, покончившего с миром динозавров. Внешне это существо было похоже на птицу, но птицей тем не менее не являлось. А являлось оно самым настоящим динозавром!
Ибо, невзирая на сходство с птицами, циньорнис имел архаичные черты, в том числе несросшиеся кости стоп, свойственные именно динозаврам-тероподам.
К огромному сожалению, удалось добыть лишь очень плохой образец циньорниса — а других пока нет. У откопанного экземпляра уцелели лишь отдельные кости ног, в связи с чем исследователи не могут точно оценить, к примеру, его рацион или наличие способности к полету.
В связи с этим циньорниса можно с полным правом считать реликтом эпохи динозавров, чьи предки пережили «астероидную зиму», случившуюся на границе мезозоя и кайнозоя.
Так что же имеется в сухом остатке? Палеонтолог Павел Скучас подчеркивает, что всех динозавров астероид точно не убил.
При этом он подчеркивает один существенный момент: чем дальше жили те или иные животные от места падения злосчастного астероида, тем больше у них было шансов пережить мел-палеогеновое вымирание.
Кирилл Еськов не сомневается, что в кайнозойскую эру нептичьи динозавры были обречены в любом случае — из-за резко изменившихся климатических условий.
Однако, по его словам, уникальная физиология динозавров — ест мало, как рептилия, зато активен как млекопитающее — возможна только в условиях очень теплого ровного климата, без резких перепадов.
Род динозавров подточила и усилившаяся конкуренция с млекопитающими, среди которых появились первые настоящие хищники. И пусть они были малы по сравнению с динозаврами, не беда — хищные «млеки» охотились не на взрослых ящеров, а на их молодь. Этот тезис подтвердили находки, сделанные в Китае. Там нашли останки примитивных хищных млекопитающих с фрагментами маленьких динозавриков в желудке.
Еськов оговаривается, что не стоит думать, будто млекопитающие пожрали всех динозавров.
Однако этот вердикт не противоречит предположению, что в некоторых местах нашей планеты динозавры могли и задержаться — на несколько сотен тысяч, а то и миллионы лет.
В свою очередь, Анна Новиковская указывает, что мел-палеогеновое вымирание было отнюдь не моментальным событием и вполне возможно, что в некоторых уголках земли исчезновение гигантских рептилий растянулось на многие тысячелетия.
По мнению Новиковской, неизбежные в условиях резкого сокращения популяции близкородственные скрещивания и удар астероида (а песчаники Охо-Аламо, где найдены «спорные» гадрозавры и аламозавры, находятся всего в 3000 км от Чиксулубского кратера) должны были погубить их намного быстрее, чем это сделали бы первые крупные млекопитающие. Предки же циньорниса обитали в другом полушарии, так что последствия мощного взрыва должны были сказаться на них в куда меньшей степени.
Есть вероятность, что постепенно мы будем узнавать всё больше о подобных «затерянных мирах» в разных регионах планеты, ставших временными убежищами для тех динозавров, которые сумели дотянуть до палеоцена.
По статистике, палеонтологи находят лишь крайне незначительный процент от общего количества вымерших животных. Подсчитано, что ученые откопали окаменелости только 0,00000125% всех когда-либо живших взрослых тираннозавров. Мы знаем об обитателях далеких геологических эпох не так уж много — и, быть может, значительные тайны пока еще скрыты от нас. Возможно, когда-нибудь мы узнаем — причем не предположительно, а стопроцентно — не только о палеоценовых гадрозаврах и аламозаврах, но и о кайнозойских трицератопсах, анкилозаврах, пахицефалозаврах и самих тираннозаврах! Их нет с нами, но не исключено, что они покинули планету позднее, чем мы думаем.