Кто кусал динозавров?

Пойнар Роберт

21. Болезни и эволюция их возбудителей 171

22. Насекомые: абсолютные чемпионы по выживанию 185

23. Вымирание и мел-палеогеновая граница 192

 ПРИЛОЖЕНИЕ A: Насекомые мелового периода 203

 ПРИЛОЖЕНИЕ B: Ключевые факторы, способствующие выживанию наземных животных 219

 ПРИЛОЖЕНИЕ C: Проблемы, возникающие при оценке летописи окаменелостей и вымирания 221

 Ссылки 225

 Предметный указатель 253

Предисловие

Сто миллионов лет назад Землёй правили динозавры... вот только так ли это? В действительности же существовали миллионы крохотных животных, которые не боялись этих могучих рептилий-великанов и не были обеспокоены их ужасающим царствованием, потому что фактически выслеживали в качестве добычи их самих.Орды агрессивных кусачих насекомых нападали на величественного Tyrannosaurus rex почти так же, как они досаждают людям в наши дни.На протяжении мелового периода популяции насекомых, свободные от того воздействия инсектицидов, какому они подвергаются сегодня, процветали и, несомненно, составляли большую часть видового разнообразия и биомассы животных на земле. Наш мир, в котором существует почти миллион описанных видов насекомых и, возможно, втрое больше пока ещё неизвестных науке1 – это, несомненно, мир насекомых. Просто представьте себе, как всё выглядело 100 миллионов лет назад, когда разнообразие насекомых было ещё больше, и подумайте, что, возможно, всего лишь возможно, миром правили именно насекомые. И если вы ещё не убедились в абсолютном превосходстве насекомых над динозаврами, просто подумайте над таким фактом: насекомые существовали по всему миру до, во время и после эпохи господства не-птичьих динозавров.Нам хотелось бы взять вас в путешествие во времени, чтобы исследовать мир динозавров и узнать, кто их кусал. Используя ископаемые остатки насекомых мелового периода,

мы будем наглядно представлять вероятные отношения, которые существовали между насекомыми и динозаврами, и попытаемся предсказать, как они могли воздействовать на популяции динозавров. Наши интерпретации повадок ископаемых насекомых будут основываться на поведении и экологии их современных потомков2. Ключевым моментом этого предприятия будут несколько важных месторождений янтаря, которые позволяют нам взглянуть на насекомых, формировавших облик природной среды на протяжении трёх важных периодов: раннемеловые ливанские отложения, датируемые 130-135 миллионами лет назад (млн. л. н.), бирманские отложения середины мелового периода, примерно 99-105 млн. л. н., и позднемеловые канадские отложения, 77-79 млн. л. н. Иные мезозойские окаменелости также вносят свой вклад в наше представление об этом исчезнувшем мире. И в конце мы рассмотрим гипотезу о том, что насекомые, переносящие болезнетворных агентов, могли внести свой вклад в сокращение численности популяций динозавров, уже находящихся под угрозой исчезновения, и привели, по крайней мере, к локальному, и даже к глобальному их вымиранию.

Исследования прошлого часто полны противоречий во взглядах. Эта книга посвящена не обсуждению нерешённых вопросов, принятию той или иной существующей точки зрения, или выдвижению новой. Для нашего исследования роли насекомых в меловой период не имеет значения, были ли динозавры холодно- или теплокровными, или были на промежуточной стадии, или и теми, и другими. Неважно, были ли некоторые динозавры предками птиц. И в действительности неважно, были ли некоторые из окаменелостей неправильно идентифицированы, или оспариваются ли существующие теории вымирания в конце мелового периода. Это история о том, как наглядно представить себе древнюю сеть жизни. T. rex и зауроподы, выдернутые из прошлого и размазанные по большому экрану, не были изолированными объектами. Они были часть комплекса, который был неразрывно переплетён со всеми иными фаунами и флорами в их среде обитания, а в действительности же – и со всей планетой. Чтобы проиллюстрировать это, некоторые главы начинаются сценой, изображающей то, как мы представляем себе жизнь в меловой период. Они напечатаны иным шрифтом.

Наша идея состоит в том, чтобы изобразить структуру этой сети из прошлого в общих чертах. Тонкие объединяющие штрихи внесут уже другие люди; что-то из того, о чём мы говорим, будет сочтено ошибочным и отвергнуто, а что-то окажется подходящим и останется. В сущности, на холсте набросан всего лишь эскиз для грядущих поколений, которые будут работать над ним, но маловероятно, что эта картина будет когда-либо завершена. Сегодняшний мир напоминает непрерывно меняющийся, пульсирующий мегаорганизм, сложность которого мы едва начали осознавать, хотя человек уже уничтожает его. Экология мира мелового периода была бы, несомненно, ещё более сложной, чем у современного мира, а флористическое и фаунистическое разнообразие – ещё большим. Многие из тех растений и животных не дожили до конца мелового периода. И причина их вымирания в итоге обнаружится в значительном нарушении глобальной экологии – в разрыве в сети жизни.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить за разного рода помощь, оказанную в ходе подготовки этой работы, следующих людей: Джона Айтчисона, Норму Андерсон, Ника Арнольда, Денниса Брамана, Кентона Чамберса, Питера Крэнстона, Брайена Данфорта, Джима Дэвиса, Джейн Грей, Пенни Гуллан, Гранда Хуана, Р. Л. Джейкобсона, Александра Кирейчука, Боба Мейсона, Раифа Милки, Шерил О’Доннел, Теда Пайка, Барри Рота, Джона Рубена, Ричарда Шадзевского, Сэма Телфорда-младшего, Джека Ткача и Чарльза Веллмана. Особую благодарность выражаем Алексу Брауну за помощь в поиске образцов янтаря, Рону Бакли и Скотту Андерсону за предоставленные образцы из их коллекций бирманского янтаря, и Артуру Буко за плодотворное обсуждение. Все образцы, изображённые здесь, включены в коллекцию янтаря Пойнара, находящуюся в Орегонском Университете, за исключением следующих: образец с цветной вкладки* 6A из коллекции Скотта Андерсона; образцы с цветных вкладок 5E, 8A, 12D, 13C и 15A – из коллекции Рона Бакли; образцы с цветных вкладок 2C, 5A, 5B, 6B, 6D, 7C, 9B, 11D, 12B, 13A, 13B и 15B – из Королевского Тиррелловского палеонтологического музея, Альберта, Канада; и цветок на цветной вкладке 14A – из коллекции Гранда Хуана. Темы оформления проекта созданы Грегом Пойнаром.

Здесь и далее по тексту: цветные вкладки отсутствуют по не зависящим от переводчика обстоятельствам. – прим. перев.

1 Введение

Оставшиеся в живых члены стада динозавров-орнитопод паслись на краю хвойного леса мелового периода. Этот сухой сезон был особенно трудным и долгим. Несколько особей время от времени поедали высохшие на солнце осоки и хвощи, выросшие близ берега извилистой реки. Река пересохла, превратившись в тонкий ручеёк, текущий среди сильно подмытых берегов. Болезнь сократила численность этого стада, некогда насчитывающего сотни голов, до менее чем пятидесяти особей – явно отсутствовали самые молодые и старые животные. Многие из величественных животных выглядели апатичными и даже не обращали внимания на стаю хищных динозавров-теропод, которые следовали за ними. Эти свирепые плотоядные, вооружённые острыми зубами и серповидными когтями, были жирными и сытыми, потому что больные травоядные становились лёгкой добычей.Обычно эти растительноядные динозавры тратили около половины всего времени бодрствования на пережёвывание нежной растительности, растущей вдоль потоков воды или на открытых лугах. Однако, потеряв аппетит, заражённые животные не ели уже несколько дней и с трудом ковыляли из-за истощения. Обычно они избегали прямых лучей полуденного солнца, но сейчас многие из них неподвижно стояли на самой жаре. Они часто подходили к краю воды, с трудом наклонялись и подолгу пили, явно забыв об опасности, которая исходила от затаившихся там крокодилов. Постоянный понос обезвоживал их, и их жажда была почти неутолимой. Краски окружающего пейзажа нарушались пятнами окрашенных кровью испражнений, которые привлекали орды мух и жуков.Один дрожащий орнитопод с сухой кожей, обтягивающей явственно выпирающие рёбра и позвоночник, повалился набок, и его начало рвать струями слизи с кровавыми пятнами, в которой извивались поблёскивающие круглые черви. Эта больная особь, глаза которой сейчас превратились в узкие щёлочки, была слишком истощённой, чтобы сгонять с себя голодные массы назойливых насекомых, ползающих по тонкой чешуйчатой коже в поисках мест, где им можно будет начать кормиться. Когда умирающее животное в конце концов погибло, несколько членов стада подошли к нему и начали подталкивать его, но ответа не было, и они отошли, уступая дорогу приближающимся тероподам. Плотоядные начали терзать тушу, не понимая, что едят заражённое мясо и подвергаются нападению тех же самых насекомых, которые до этого кормились на больных динозаврах.Некоторые из них, однако, начинали показывать первые признаки заражения и отходили в сторону от вакханалии кормёжки, чтобы прилечь и отдохнуть, откусив мясо всего лишь по несколько раз. Пока другие особи пожирали остатки, на них высадился целый десант различных клещей, не упустивших возможности сменить место жительства с трупа на шкуру теропод.

Если бы можно было произвести вскрытие трупа этого орнитопода, оно выявило бы множество паразитов и болезнетворных микроорганизмов, населяющих ткани.Некоторые из них, вроде амёбной дизентерии, малярии и круглых червей-аскарид, вызывали бы появление язв кишечника, абсцессов печени и деформированных кровяных клеток. Но действительная причина смерти нашего динозавра была бы отмечена как лейшманиоз – болезнь, вызываемая простейшими. Точно так же, как и другие члены стада, он был жертвой вновь появившегося болезнетворного организма, который опустошал мир мелового периода. Примерно 100 миллионов лет назад некоторые из этих микроорганизмов выработали новые отношения с кровососущими двукрылыми, в ходе которых некогда безопасные симбионты мух превратились в возбудителей смертельных болезней. Вступив в невиданный ранее союз, эти переносимые насекомыми заразные болезни вкупе с уже давно сформировавшимися паразитами превратились в нечто большее, чем могла выдержать иммунная система динозавров. Опустошительные эпидемии начали нарушать равновесие между травоядными и плотоядными динозаврами, существовавшее на протяжении тысячелетий. Снабжённые смертельным оружием, кровососущие насекомые были верховными хищниками в пищевой цепочке и теперь могли влиять на судьбу динозавров так же, как сегодня они придают облик нашему миру.Даже когда оставшиеся члены этого стада пали жертвами болезни, насекомым нашлось занятие: они обеспечивали распространение эпидемии. Кровососущие мухи, питаясь кровью ослабленных особей, собирали патогенные микроорганизмы, чтобы ввести их другим жертвам. Благодаря своей способности к полёту они могли разносить болезнь и заражать других восприимчивых к ней динозавров в пределах своего ареала. Мухи, жуки и тараканы, посещающие заражённые фекалии и трупы, собирали бактерий, простейших и нематод, становясь затем их переносчиками и заражая других позвоночных. Динозавры, отобедав тараканами, которые теперь носили яйца аскарид, в итоге зарабатывали поражение желудка.Если же рассматривать события в большем масштабе, то, когда вспышка болезни уничтожила травоядных динозавров,

оказалось нарушено равновесие в их экосистеме. Вначале плотоядные, возможно, могли быть в выигрыше, потому что мёртвые и умирающие животные встречались в изобилии. Обратной стороной этого видимого изобилия было то, что они также заболевали, как только истощались запасы их пищи. В последующие месяцы, когда сообщество орнитопод распадётся полностью, им будет угрожать голод. Сочетание голода и многочисленных заразных болезней ускорит их упадок. Растительность, которой обычно питались орнитоподы, будет процветать, а вместе с ней и какие-то травоядные, которые также использовали эти растения в пищу. Численность тех специализированных видов, выживание которых зависело от орнитопод, снизится. В конечном счёте те ниши, которые опустели после них, займёт кто-то другой, и жизнь продолжится. Оправятся ли популяции в дальнейшем, или нет, зависит от многих факторов, но в те времена, равно как и в наше время, переносимые насекомым болезни могли поставить на грань вымирания любое животное.Насекомые воздействуют на мир не только благодаря болезням, которые они передают, но и неисчислимым множеством иных способов. Они могут быть маленькими существами, но они – самая разнообразная группа живых организмов, и, вероятно, они были самой существенной экологической силой на Земле с тех времён, как впервые возникли примерно 350 миллионов лет назад. Насекомые составляют более 57% видового разнообразия жизни на Земле и 76% всей животной жизни. В настоящее время существует более 990 000 известных видов, но ещё больше ожидает своего открытия. Сравнение их количества с млекопитающими, которые составляют 0,35% от всех видов, лишь ещё сильнее подчеркнёт их всеобъемлющую важность297.Травоядные насекомые, которые включают 45% от общего числа их видов, составляют примерно четверть от всех ныне живущих видов4. Растительноядные формы потребляют значительно большее количество растительных тканей, чем позвоночные, в любом из исследованных биомов, за исключением травянистых равнин. Указания со стороны летописи окаменелостей подтверждают, что так было начиная с того времени, как сложились первые наземные экосистемы5. И потому можно принять как факт то, что они были серьёзными конкурентами травоядных динозавров на протяжении мелового периода.Приблизительно треть всех живых организмов на Земле – это насекомые, которые по своим пищевым предпочтениям являются хищниками и сапрофагами. И тот факт, что плотоядные насекомые представляют примерно 20% от числа видов животных в биоте, уже говорит нам о том, насколько они важны для сохранения контроля над популяциями членистоногих. Хищные насекомые обычно питаются другими насекомыми, но некоторые убивают более крупную добычу. Например, известно, что личинки слепней убивают мелких лягушек, а крупные богомолы способны добывать мелких ящериц, птиц и неосторожных мышей.В число плотоядных насекомых также входят паразиты, существа, живущие внутри или на поверхности тела своих жертв. Изрядное их число питается кровью животных. В целом это такие существа, которые и очаровывают, и пугают людей. Они также внушают нам страх, потому что один укус может потенциально привести к смерти. Кусающие насекомые переносят вирусов, бактерии, простейших и нематод. Одно из них, малярийный комар, убивает более миллиона людей ежегодно и является главной причиной смерти детей моложе пяти лет во всём мире. Это означает, что каждый год примерно один человек из пятидесяти шести умирает именно от этой переносимой насекомым болезни. Именно поэтому мы неустанно хлопаем, давим, ставим сетки и брызгаем аэрозолями, пытаясь избежать нападения этой заразы. Однако они всегда умеют отыскивать нас, потому что у них были целые геологические эпохи для того, чтобы приспособиться к питанию на всех наземных животных. И они наверняка мучили динозавров так же нещадно, как и нас самих.Обычно люди не слишком сильно задумываются о насекомых-сапрофагах – о тех неисчислимых легионах, которые пожирают мёртвое и отмирающее органическое вещество. Но те существа, которые поедают экскременты, падаль и детрит, являются важным и необходимым компонентом нашего мира, составляя примерно 11% от всей биоты. Они – уборщики, нацеленные на выполнение задачи по избавлению от побочных продуктов жизни, и они перерабатывают отходы с удивительной эффективностью. Насекомые-сапрофаги всегда были неотъемлемой частью любой экосистемы, и, несомненно, в меловой период были так же важны, как и в наши дни.

Хотя насекомые питаются растениями и другими животными, они и сами по себе являются важным источником пищи в пищевой цепочке. Мелкие и многочисленные, они встречаются во всех наземных местообитаниях. Представляя собой удобно упакованный белок и другие необходимые питательные вещества, которые уже готовы к употреблению и сравнительно легко доступны, насекомые используются в пищу множеством живых существ. В меловой период они могли быть важным компонентом рациона как для молодых динозавров, так и для мелких животных, которыми питались динозавры.Крохотные, но могущественные насекомые оказали огромное воздействие на всю экологию Земли, несомненно определяя пути эволюции и вызывая вымирание наземных организмов. Крупнейшие из наземных животных, динозавры, схлестнулись с ними в битве не на жизнь, а на смерть ради выживания. Подробности этого состязания можно получить из летописи окаменелостей. Ископаемые существа, интерпретируемые путём сравнения с их современными аналогами2, рассказывают нам о том, как насекомые могли оказывать воздействие на динозавров и на весь мир мелового периода. Их сохранившиеся останки – это основной момент для путешествия, которое уведёт нас в прошлое и откроет новые аспекты экологии и упадка динозавров. Окаменелости будут теми ключами, которыми мы воспользуемся, чтобы отпереть дверь, ведущую в тайны мелового периода.

1.Окаменелости: капсула времени

Вскоре после того, как хищники закончили пировать на трупе больного орнитопода, упали первые капли дождя приближающейся бури. Многие из животных прервали свою деятельность, приветствуя ветер, несущий прохладу, а когда дождь полился в полную силу, некоторые из них бросились на поиски укрытий. Кровососущие мухи, насыщавшиеся на телах ослабленных болезнью орнитопод, искали защиты от надвигающейся бури и летали среди ветвей высоких деревьев араукарии в ближайшем лесу. Несколько особей слегка задели поблёскивающие натёки смолы и прилипли. Они отчаянно пробовали освободиться, но борьба лишь глубже затягивала их в золотую глубину, и в конце концов ещё один поток смолы полностью покрыл их и запечатал в янтарной могиле.Тем временем в раскинувшейся неподалёку пойме небольшое стадо больных динозавров продолжало вяло пастись, объедая сухие пучки растительности, покрывающие берега внешне спокойной реки, и пребывая в блаженном неведении того, что выше по течению вода, выпавшая в виде дождя во время бури, мчалась вниз по оврагам и ущельям и быстро поднимала уровень реки, порождая потоп. Течение начало усиливаться, и несколько больных орнитопод на маленьком островке посреди реки внезапно осознали, что вода уже плещется вокруг их ног, а её уровень быстро повышается. В потоке, который теперь стал очень бурным, добраться до берега не было возможности, и из-за того, что они были ослаблены, течение снесло их и утопило. Их тела вынесло ниже по течению к излучине реки, куда они приплыли, кружась в воде, и опустились на дно. Листья, сорванные нисходящими потоками воздуха и подхваченные ветром, попали в реку и утонули вокруг их тел. Ливень закончился так же быстро, как и начался.

Илистая вода потекла медленнее, и слой осадка отложился поверх тел динозавров и листьев и веток, снесённых в мусор. Солнце показалось на небе и высушило капли дождя, а река вернулась в своё обычное русло. И вновь звуки насекомых наполнили воздух; жизнь продолжалась.

Эти события становятся известными через миллионы лет, когда их жертвы покажутся нам в виде окаменелостей, застывших в горных породах и погребённых в янтаре из леса вымерших араукарий. Именно по таким окаменелостям мы будем пытаться распутать историю борьбы, ужаса и болезни мелового периода, где сплелись насекомые, динозавры и растения, которыми они питались.Многие люди спрашивали нас о том, почему нас так необычайно чаруют ископаемые остатки организмов, особенно те, что встречаются в янтаре. Ответ на этот вопрос сложен, но можно назвать несколько причин. Окаменелости интригуют, потому что они помещают время существования человека в перспективу. Мало кто из нас хотя бы иногда задумывался над первобытным прошлым, потому что мы проживаем свою жизнь, привязанную к настоящему моменту, измеряя время часами и календарём. Окаменелости напоминают нам о несущественности нашего собственного эфемерного времени. Насколько важным является Homo sapiens, если наш вид украшает собой эту планету лишь немногим более 200 000 лет – бесконечно малая вспышка в хронологии жизни в целом? Существа, которых мы изучаем и о которых пишем, жили в течение мелового периода – обширного отрезка времени, который начался около 145,5 млн. лет назад и закончился около 65,5 млн. л. н.6 (рис. 1). Простое осознание продолжительности этого временного интервала освобождает нас от довольно ограниченного мнения о нашей собственной важности.Окаменелости – это редкость, которая дошла до нас вопреки непреодолимым трудностям, и уже одно лишь это придаёт ей очарование. Получить возможность дотронуться до кости огромного хищника, который жил и здравствовал 100 миллионов лет назад, или заглянуть в кишечник насекомого, которое, возможно, кормилось на том самом динозавре – это большая честь. Динозавры существовали на протяжении удивительных 165 миллионов лет. Но сколько их жило и умерло за это время – триллионы? Любое число, о котором мы подумаем, будет всего лишь приблизительным.Хотя обнаружены уже десятки тысяч фрагментов костей и зубов динозавров, составлено довольно мало сочлененных скелетов, и просто коснуться одного из них – это ни с чем не сравнимый дар. В 2000 году эксперт по динозаврам Дейл Расселл7 прокомментировал это так: «хотя палеонтологи собирают останки мезозойских животных в течение более чем столетия, общее количество известных фрагментов скелетов динозавров – всего лишь около 5 000». С того момента количество целых или частичных скелетов, конечно же, возросло, но стоит ли удивляться тому, что за проданную на аукционе «Сью», скелет T. rex, было выручено почти 8,4 млн. долларов – такова окончательная сумма сделки8.