Кайнозойские тероподы: как природа воссоздала гигантских хищных динозавров после их вымирания
После того как катастрофа мел-палеогенового вымирания покончила с нептичьими динозаврами, наступила эпоха безраздельного господства млекопитающих. По крайней мере, так обстояло дело с точки зрения обывателя, не слишком искушенного в палеонтологии, ведь далеко не все знают, что уже в кайнозойскую эру на вершине пищевых цепочек в течение миллионов лет пребывали птицы. Правда, с нашей современной точки зрения, они были крайне необычными: плотоядными нелетающими гигантами. По сути, щедрая природа дала хищным динозаврам-тероподам еще один шанс, воссоздав их на новом витке эволюции, — а потом снова отправила в палеонтологические «архивы». Рассказывает Владимир Веретенников.
На самом деле они не вымерли
Обыватель уверен, что все динозавры на планете Земля исчезли раз и навсегда около 66 млн лет назад — в результате знаменитого мел-палеогенового вымирания. Причины этого вымирания объясняются по-всякому. Изначально ученые полагали, что динозавры исчезли постепенно — в силу накопившегося комплекса факторов, исчерпавшего их эволюционный потенциал. Мол, эти животные за миллионы лет потеряли способность приспосабливаться к изменяющейся внешней среде — оттого и вымерли.
Потом в моду вошла «катастрофическая» теория, вытеснившая в массовом сознании все остальные: приговор динозаврам привел в исполнение гигантский метеорит, рухнувший на Землю и оставивший след в виде Чиксулубского кратера на полуострове Юкатан в Мексике. Момент падения Чиксулубского метеорита официально принят наукой в качестве рубежа, разделяющего мезозойскую и кайнозойскую эры.
В последние же годы вновь возобладала комплексная теория. Не отрицая рокового воздействия метеорита, современные палеонтологи указывают на то, что к моменту его падения клада «классических» динозавров и так подошла в сильно ослабленном виде.
Большинство родов уже вымерли — и до верхней границы мела добрались лишь такие группы, как рогатые цератопсы, бронеголовые пахицефалозавры, ящеры-танки анкилозавры, утконосые гадрозавры, хищные целурозавры и абелизавры, а также гиганты титанозавры. Метеорит всего лишь подвел окончательную черту, ускорил исчезновение того, что и так уже исчезало.
Еще одна интереснейшая тема — предположение о том, что некоторые из «классических» динозавров всё же смогли перевалить за границу мел-палеогенового вымирания и какое-то время влачили существование в палеоцене. На этот счет есть немало спекуляций, порой весьма увлекательных. Что известно достоверно, так это то, что в 2009 году американский палеонтолог Джеймс Фэссетт нашел в песчаниках Охо Аламо и в формации Анимас на границе штатов Нью-Мексико и Колорадо кости утконосых динозавров — в слоях, относящихся к началу кайнозоя!
Фэссетт, опубликовавший известие о своих находках в журнале Palaeontologia Electronica, сообщает, что палеомагнитный анализ отложений, в которых были найдены кости, позволил определить их возраст — 64,5 миллиона лет. В свою очередь, палинологический анализ (изучение пыльцы, спор и других микрофоссилий) показал наличие кайнозойской флоры с незначительной примесью меловых образцов. Фэссетт предполагает, что частицы, относящиеся к меловой флоре, могли быть переотложены из более древних слоев. Впрочем, его оппоненты указывают, что точно так же могли быть переотложены и кости динозавра.
Но Фэссетт с этим не согласен, он указывает, что среди его находок присутствуют 34 кости, явно принадлежавшие одной особи гадрозавра. Если бы река вымыла кости из меловых отложений и перезахоронила их, вряд ли кости одной особи оказались бы рядом. Кроме того, содержание урана и редкоземельных металлов в костях палеоценовых и меловых динозавров одного и того же региона заметно отличается. Изменились геохимические условия — и подземные растворы, пропитывавшие кости в палеогене, отличались по своему составу от тех растворов, которые вызывали фоссилизацию костей в меловом периоде. И если Фэссетт прав, то получается, что кое-где динозавры существовали еще как минимум 500 тысяч лет после границы глобального вымирания.
Впрочем, есть и куда более масштабное соображение, напрочь опрокидывающее укоренившиеся стереотипы. Динозавры на самом деле не вымерли — и до сих пор благополучно соседствуют с человеком! Для того чтобы увидеть живого динозавра, достаточно выглянуть в окно. Да, современные динозавры — это птицы. В течение многих десятилетий палеонтологи проводили разграничение между двумя этими группами животных. Но накопившиеся за последнее время данные позволяют с уверенностью сказать, что четкой границы между ними нет. Споры на эту тему длились довольно долго, но сейчас сомнения отпали.
Птицы ныне четко ассоциируются с динозаврами, точнее с одним из их отрядов — ящеротазовыми.
Из ящеротазовых выделяют подотряд тероподов, представители которого передвигались на двух ногах, а некоторые из них обладали и настоящим перьевым покровом. Из числа этих оперенных динозавров нас особенно интересует клада манирапторов (Maniraptora), дефинированная в 1986 году американским палеонтологом Жаком Готье. Он объединил под этим названием как непосредственных предков птиц, так и их близких родственников из числа динозавров-тероподов.
Откровенно говоря, даже те из тероподов, которые не относились к манирапторам, всё равно чрезвычайно напоминают птиц. Популяризатор науки Андрей Мартьянов предлагает, например, приглядеться к гигантораптору — двуногому динозавру, жившему в Азии 84,9–70,6 млн лет назад.
Возвращаясь к «настоящим» птицам, надо отметить, что они в итоге преуспели больше других тероподов благодаря тому, что сделали судьбоносный шаг — в небо. Ученые до сих спорят о деталях этого шага — то ли первоптицы прыгали вверх, отчаянно размахивая зачатками крыльев, то ли сначала научились планировать, отталкиваясь от веток. Но эти детали не так уж важны.
Важно то, что птицы в короткий по геологическим меркам срок сумели развить у себя полноценные крылья, позволяющие совершать настоящие и долгие полеты высоко над землей. Но при этом они были и остаются полноценными динозаврами. И для того, чтобы обособить тех животных, которых мы считали динозаврами раньше, ученые срочно придумали для них особое определение — «нептичьи динозавры».
Также введена особая клада паравесов (Paraves, параптицы), объединяющая тех тероподов, которые были особенно близки к первым птицам. В нее входят, например, всеобщие любимцы дейнонихи, которых безграмотные киношники почему-то назвали «велоцирапторами». Впрочем, настоящие велоцирапторы, значительно уступающие размерами тем, которых нам показали в фильмах серии «Парк юрского периода», тоже относятся к паравесам, как и множество других видов. Сами же птицы образуют внутри паравесов группу авиалов (Avialae).
Птицы взяли очень резвый старт и уже в мезозое сформировали множество эволюционных ответвлений. В отличие от нептичьих динозавров авиалы в общем-то благополучно пересекли границу между мезозоем и кайнозоем. В числе причин такой успешности палеонтологи называют выработанное птицами удачное эволюционное приспособление: способность питаться семенами растений. После падения того злосчастного метеорита, когда в небеса взмыли миллионы тонн пыли, преградившие солнечным лучам путь к земной поверхности, фотосинтез резко ослаб, растительность крайне оскудела и больше не могла служить пищей для огромных наземных травоядных ящеров — и, соответственно, питавшихся ими хищников. А вот птицы, способные вылущивать клювами куда более устойчивые к внешним условиям семена, оказались в выигрыше — и победили, дотянув до благополучных времен, когда пылевые тучи осели и растительный покров мало-помалу восстановился.
Птицы не только выжили, но и остались в выигрыше. У ранних птиц относительный размер мозга был не больше, чем у прочих тероподов. Но он стал быстрее увеличиваться после мел-палеогенового вымирания, которое освободило новые экологические ниши — и потребовало от птиц в буквальном смысле усиленной работы мозга, чтобы освоить опустевшие места. Животные с более крупным мозгом способны быстрее приспосабливаться к меняющимся условиям среды, и в таком случае отбор способствовал их выживанию.
Гигантские доисторические гуси
Что же сделали птицы, унаследовав опустевшую Землю? Здесь начинается самая поразительная часть этой истории: они возродили динозавров! Самых настоящих, не так уж сильно отличающихся от гигантских тероподов мезозоя. Сразу после мел-палеогенового вымирания некоторые птицы начали вновь осваивать земную поверхность, отказавшись от полета. Серьезных конкурентов у них сначала не было, ибо в первые миллионы лет кайнозойской эры млекопитающие, также сумевшие пережить классических динозавров, оставались сравнительно небольшими по размеру и трудно различимыми между собой. В таких условиях наземные птицы стали бесконтрольно расти в размерах, а некоторые из них со временем достигли величины крупных мезозойских тероподов.
У автора этих строк в детстве одной из любимейших книг была «В дебрях времени» советского фантаста и биолога Германа Чижевского, без зазрения совести украденная из школьной библиотеки. Автор задался целью наглядно показать детям-читателям чудовищ минувших геологических эпох — и с этой целью отправил своего героя на механизме для хронопортации в путь по шкале времени.
И лично для меня самым захватывающим моментом этой книги стало посещение хрононавтом эоцена (вторая геологическая эпоха палеогенового периода, начавшаяся 56 млн и закончившаяся 33,9 млн лет назад). Там он столкнулся с диатримой (она же — гасторнис) — гигантской нелетающей птицей, являющейся, кстати, ближайшей родственницей кур.
На данный момент известно шесть вымерших видов гасторнисов. Впервые они, судя по всему, появились на территории современной Европы (где их останки в 1855 году впервые обнаружил палеонтолог Раймон Луи Гастон Планте), а потом освоили Азию и Северную Америку (где их нашел в 1876 году Эдвард Дринкер Коп). Достигая высоты в два и более метра и веса в сотню килограммов, они обладали чисто рудиментарными крыльями. Тело их было компактным, однако тазовые кости — довольно большими. Относительно длинная шея поддерживала тяжелую голову с огромным клювом.
Как рассуждает Чижевский, если нет к тому препятствий (проще говоря, если нет никого, кто мог бы и хотел тобой полакомиться), то происходит возврат птиц к «пешей» форме обитания: уменьшаются в размерах крылья, ослабляется хвост и резко усиливаются ноги. В результате получается что-то наподобие современного страуса. Вот только эоценовые «страусы» обладали устрашающим клювом — в силу чего палеонтологи предположили, что эти «птички» были хищниками, наводящими ужас на всё живое окрест. Хрононавт Чижевского так описывает увиденную им диатриму:
Гигантская птица, увидев путешественника во времени, восприняла его в качестве добычи и загнала в пещеру, в которую сама не смогла протиснуться. Диатрима осталась караулить человека — а он тем временем сумел рассмотреть ее во всех подробностях.
Его спасла случайность. В поле зрения диатримы показалась стайка фенакодов — небольших примитивных копытных млекопитающих (не исключено, впрочем, что они были травоядными). Птица огромными скачками устремилась к ним и атаковала вожака.
Воспользовавшись тем, что диатрима отвлеклась, он побежал к своей машине времени — и рядом с нею столкнулся с подросшими птенцами диатримы. Отбившись от них ногами, хронопутешественник вскочил в седло своей машины и был таков:
Эффектная картина, не правда ли? Увы, лет одиннадцать назад палеонтологи подвергли представление о беспощадной машине для убийств диатриме пересмотру. Сейчас они больше склоняются к мысли, что диатрима являлась мирным травоядным или, по крайней мере, всеядным животным.
Дело в том, что обнаруженные следы этой птицы не содержат отпечатков длинных когтей, необходимых хищникам. Когти диатримы не обеспечивали хорошего сцепления с землей, необходимого для быстрого бега и повышенной маневренности. Кроме того, как выяснилось, их ноги были хоть и мощными, но не приспособленными для скоростного бега. А скорость диатриме, будь она хищницей, требовалась в любом случае. Ведь среди ее соседей по тогдашней экосистеме не числилось достаточно больших, массивных и медлительных травоядных, способных служить легкой добычей. Для пропитания мясом нужно было гоняться за небольшими шустрыми зверьками вроде предков лошадей. Да и клювы гасторнисов не обладали загнутыми длинными крючковатыми концами, свойственными хищным птицам.
Так что диатриму уместнее сравнить не с тираннозавром, а скорее, с каким-нибудь меловым орнитомимом, который тоже был всеядным. Конечно, расставаться с устоявшимся образом суперхищницы грустно.
Он добавляет, что «более вероятен сценарий, при котором диатрима собирала клювом листву, фрукты и семена с деревьев в субтропических лесах, где она обитала».
Окончательно расставляет точки над гасторнисом Станислав Дробышевский. Как он отмечает, самыми эффектными палеоценовыми лесными птицами были, без сомнения, Gastornis parisiensis и Gastornis Russeli.
Однако, по его словам, реальность, видимо, была совсем не такой:
Впрочем, популяризатор науки Дмитрий Соболев (известный как Упоротый Палеонтолог) не исключает, что при случае гасторнисы могли закусить и мясцом.
Гасторнисам природа отвела довольно долгий срок. Появившись в этом мире примерно 61,6 млн лет назад, они оставили его около 45 млн лет назад.
Сначала гасторнисы вымерли в Северной Америке и Азии. Их исчезновение специалисты приписывают появлению млекопитающих хищников нового типа.
Остатки гасторнисов доживали свой век на территории современной Европы, которая тогда представляла собой россыпь больших островов — и там существовала реликтовая фауна, огражденная морем от проникновения новых, более крупных и совершенных хищников. Но после того, как водные перешейки исчезли, гасторнисы быстро проиграли хищным млекопитающим, исчезнув уже окончательно.
Специалисты относят гасторнисов к отряду гусеобразных. Много позже этот отряд породил еще одно семейство титанических птиц — проживавших на территории Австралии дроморнисов (Dromornis). Они были еще более крупными — рост под три метра и вес до полутонны. Появившись в эпоху миоцена, около 8 млн лет назад, дроморнисы немного не дотянули до появления на континенте первых людей. И были они то ли травоядными, то ли всеядными, но точно не специализированными хищниками. Как известно, Австралия в силу своего изолированного положения и сейчас является заповедником всяческих реликтов — благодаря чему дроморнисы жили долго и счастливо.
Тем не менее дроморнисы всё же вымерли — как предполагают палеонтологи, в силу того, что им приходилось конкурировать за пищу с другими крупными животными. В то же время период созревания детенышей был значительным, и взрослые особи заменялись медленно. При этом, судя по всему, дроморнисы исчезли, так сказать, самостоятельно, без помощи человека. И в этом их отличие от более поздних гигантских птиц: мадагаскарского эпиорниса и новозеландского моа.
Птицы ужаса
К слову, изучение древних птиц затрудняется разрозненностью находимых остатков, зачастую мешающих правильно определить место находки на великом древе эволюции.
Тем не менее кое-какие выводы сделать можно. Герои дальнейшего рассказа как раз таки относятся к числу тех видов, которые некогда продемонстрировали удивительную устойчивость.
Именно упомянутые им фороракосовые и дали самых удивительных и ужасных птиц из всех когда-либо существовавших.
Остатки одной из этих птиц были впервые обнаружены в 1887 году в Патагонии аргентинским палеонтологом Флорентино Амегино. Сначала Амегино предположил, что найденная нижняя челюсть относится к какому-то неполнозубому млекопитающему. Но позже на основании новых находок ему удалось установить, что эти остатки принадлежат огромной птице. Позже выяснилось, что фороракосовые — это целое семейство, в состав которого входили пять подсемейств (Brontornithinae, Phorusrhacinae, Patagornithinae, Psilopterinae, Mesembriornithinae), 14 родов и 18 видов.
Здесь нужно начать издалека.
Он добавляет, что изначально кариамовых из-за их общей стройности относили к журавлеобразным — но сейчас это кажется уже маловероятным. Так или иначе, эти животные, появившиеся примерно 62 млн лет назад, на десятки миллионов лет заняли в Южной Америке, где они жили, нишу высших хищников. От гасторнисов фороракосов отличало более грацильное телосложение. Это значит, что они были менее массивными относительно их линейных размеров, что обеспечивало большую, чем у гасторнисов, легкость в беге и маневренность. Голова обладала подвижными сочленениями между костями, а клюв был сильно уплощен с боков. На конце клюва присутствовал очень заметный крючок, являвшийся, надо полагать, страшным оружием — он служил для лучшего захвата добычи и ее последующей разделки. Когти ног были достаточно крупными, а сами ноги очень стройными — опять же, не в пример гасторнисам. Специалисты дают им скорость от 30 до 50 километров в час — конечно, не бог весть что, но для птиц, чей вес достигал зачастую 150 килограммов, это солидный показатель.
Таким образом, учитывая вышеприведенные характеристики, не приходится сомневаться в том, что основным видом пищи для фороракоса служило мясо. Охотилась эта «птичка», надо полагать, на млекопитающих и рептилий, вес которых составлял в основном около 50 килограммов и выше. Жертв такого размера можно было бить ногами, наносить им сокрушительные удары клювом. Не брезговали фороракосы, судя по всему, и падалью. Такая модель приспособления к окружающей среде оказалась столь удачной, что некоторые из этих птиц разрослись до поистине колоссальных размеров.
Успеху фороракосов способствовало то, что они царствовали на континенте, никак не соединенном с прочими материками. Таким образом, можно было бы ожидать, что они повторят судьбу гасторнисов, быстро исчезнувших после встречи с высокоспециализированными хищниками, хлынувшими с других континентов. Отчасти так и произошло. Когда 2,8 млн лет назад образовался панамский перешеек и начался «великий межамериканский обмен», в Южную Америку хлынули смилодоны, прочие большие хищные кошки, псовые и т. д. Частично, видимо, пришельцы действительно смогли потеснить фороракосов — но только частично.
Вышеупомянутый титанис Уоллера — единственный из фороракосов, живший в Северной Америке. Он обитал на территории Флориды и Техаса по геологическим меркам совсем недавно и исчез примерно 1,8 млн лет назад. Андрей Мартьянов отмечает:
Некоторые исследователи предполагали, что титанис отрастил на крыльях когти, которыми он, словно крючьями, цеплялся за своих жертв — эдакий персонаж хоррор-фильма.
Увы, при ближайшем рассмотрении от столь колоритной детали внешнего облика титаниса пришлось отказаться.
Но даже без крючьев на крыльях титанис Уоллера не может не внушать почтения к себе.
Они ушли — но не совсем
Приговор этим хищникам подписало наступающее великое оледенение, изрядно проредившее североамериканскую плейстоценовую мегафауну.
Однако Павел Смирнов указывает, что некоторые последние фороракосы всё же пересеклись и с человеком. Так, в 2010 году появилось известие о находке фрагмента цевки птицы из этого семейства в Уругвае, в отложениях возрастом порядка 18 тысяч лет. Затем команда американских и уругвайских специалистов нашла на территории той же страны двух аналогичных птиц несколько более старшего возраста. Но во всех этих случаях речь шла о фороракосах очень скромных размеров, не превышавших массой средних журавлей.
То есть это были наиболее мелкие виды семейства, экологически близкие ныне живущим кариамам и отличавшиеся от них большей массивностью сложения и значительно более крупными клювами.
Впрочем, и сейчас в Южной Америке проживают представители семейства кариамовых — прямые родственники грозных фороракосов. Современные кариамы достигают размера 70–92 см, летают неохотно, в основном бегают, питаются насекомыми, змеями, ящерицами, лягушками, небольшими птицами, мелкими грызунами, а также листьями, семенами и плодами. Они мало напоминают своих вымерших родичей, когда-то наводивших страх на южноамериканскую фауну.
Не исключено, что, если когда-нибудь человек на Земле вымрет и сложатся другие подходящие для этого условия, природа вновь попытается поэкспериментировать и воссоздаст гигантских хищных нелетающих птиц. А пока мы можем увидеть их вживую только на экране — в научно-популярных фильмах и фантастических картинах. Например, Роланд Эммерих наглядно показал столкновение фороракосов с первобытным человеком в своем блокбастере «10 тысяч лет до нашей эры» (2008). Чрезвычайно символичной оказалась концовка относительно недавнего фильма «Не смотрите наверх», где существо, несколько похожее на фороракоса, убивает президента США, возглавляющую землян, высадившихся на другой планете.
А вообще, если можете, посетите деревню и понаблюдайте там за курами — за прозаичными, прекрасно всем нам известными курами. Возможно, вы увидите, как мирно квохчущая наседка способна в мгновение ока превратиться в грозного для своей весовой категории хищника, задолбать клювом и проглотить какую-нибудь зазевавшуюся мышь или лягушку. Мысленно увеличьте эту курицу в размерах в несколько десятков раз и представьте себя на месте этой мыши…