Палеонтология антрополога. Три эры под одной обложкой

Дробышевский Станислав

Самые стандартные рипидистии – Osteolepiformes (или Osteolepidida): Osteolepis, Thursius, Gyroptychius, Cryptolepis и многие другие. Среди них впечатляла размерами пресноводная фаменская Hyneria lindae из Пенсильвании – до 3,7, а по некоторым расчётам даже до 5 метров длиной. У этих рыб хвост стал дифицеркальным – параллельно целакантам и независимо от них. Характернейшая особенность остеолепиформ – крайняя складчатость эмали на зубах, так что на срезе зуб выглядит как плотно утрамбованная амёба.

Ещё одна группа – Rhizodontiformes (или Rhizodontida) – менее разнообразна и более специализирована, её типичные девонские представители Rhizodus и Propycnoctenion.

Любопытно, что нижняя часть плавников Sauripterus стёрта от ползания по дну, хотя план их строения не слишком похож на лапу амфибий, а фаменский возраст не позволяет считать их прямыми предками синхронных уже готовых амфибий; возможно, это была альтернативная версия первопроходцев суши.

Наконец, в недрах рипидистий, в группе Panderichthyformes (Panderichthyida, или Elpistostegalia) зародились и наземные четвероногие…

А где же люди? Первые амфибии

Уже древнейшая бесспорная рипидистия Tungsenia paradoxa из пражского века Китая (примерно 409 млн л. н.) – несомненный Великий Предок – имела, несмотря на древность, некоторые особенности мозга, сближающие её с наземными четвероногими, например, увеличенные и удлинённые полушария конечного мозга. Таким образом, приспособления к наземности появились на самой заре кистепёрых. В последующем у пресноводных засадных хищников они только усиливались.

Как обычно бывает в эволюции, сушу рыбы стали осваивать не от хорошей жизни. Каждая из них стремилась поскорее оказаться снова в воде, только вот водоёмы постоянно сохли, так что приходилось то и дело ползать по грязи.

Маленькая тонкость

Кроме прочего, не стоит забывать и тот факт, что астрономические показатели планеты заметно отличались от современных. Сутки в девоне были короче, так что в году было примерно 400 дней – это мы знаем благодаря линиям роста на кораллах. Луна в те времена была на 10 % ближе к Земле. Материки были выстроены в две полосы – вдоль экватора и вокруг Южного полюса, а между ними тянулась полоса океана. Из-за всего этого приливы и отливы были заметно мощнее нынешних, пресные и солёные воды в устьях рек перемешивались сильнее, а у рыб было намного больше шансов попасть в ловушку. Нестабильность условий – отличный двигатель прогресса.

Специфической проблемой была безопасность размножения: в озёрах и реках хватало хищников, да рипидистии и сами были хищными; икра и мальки имели очень мало шансов выжить среди вечно голодных чудовищ. Выигрывали те, кто размножался не в тех же водоёмах, где жила вся компания, а в каких-то изолированных бочажках за бугром. Но туда надо было уметь дошлёпать, а потом подросшие мальки должны были вернуться из яслей в большой мир.

Ещё один повод вылезать на сушу – охота на мелководье, причём она действует бодряще и на жертву, и на охотника. Жертва спасается, забираясь сначала в ямки между камнями в приливной зоне, а затем и на берег. Такое поведение типично для современных морских собачек, причём для скальных прыгунов острова Раротонга подсчитано, что чем злее хищники, тем чаще бедняжки выбираются на сушу. Понятно, что и хищники периодически выскакивают на берег за ускользающей жертвой. Это иногда делают даже такие несухопутные рыбы, как акулы, что уж говорить о кистепёрых, имевших все преадаптации к беганию на плавниках и дыханию атмосферным воздухом.

По пути рыбы решали несколько проблем: опора тела при неожиданно выросшей тяжести, новый тип передвижения, дыхание, питание, поддержание водного баланса, получение информации и размножение.

Опора тела решилась развитием нормального позвоночника с телами позвонков и крупных рёбер, а главное – заменой хрящевой ткани костной по всему скелету.

Передвижение поменялось чуть ли не меньше всего, ведь уже в воде рипидистии ходили по дну на мясистых плавниках, имевших опору

в виде плечевого и тазового пояса. Для пущей прочности тазовый пояс соединился с позвоночником (на самом деле с крестцовыми рёбрами, которые потом срослись с крестцовыми позвонками и стали их частью, причём происходило это, как водится, пару раз независимо и сильно позже, уже в карбоне). Плавники стали сгибаться в дополнительных местах, разделившись на плечо-предплечье-кисть и бедро-голень-стопу, а их концы из ровной лопасти растопырились в отдельные пальцы.

Маленькая тонкость

Казалось бы, самое надёжное свидетельство хождения на ногах – отпечатки следов этих самых ног. Но, как выясняется, и тут не всё так очевидно. Например, отпечаток Thinopus antiquus из среднего девона США интерпретировался и как след пятипалой лапы, и как след плавника с тремя опорными элементами, и вообще как рыбий копролит. Notopus petri с границы среднего и позднего девона Бразилии очень похож на след четырёхпалой и длиннопалой лапы, но запросто может быть следом офиуры или морской звезды. Вроде бы расположенные в два ряда среднедевонские ямки из Захельми в Польше могли бы быть опечатками ног, но очень уж похожи на те, которые рыбы роют в иле при питании или постройке гнёзд.

Впрочем, не всё так пессимистично, известны очень уж выразительные следы живетского века из Истер Росс на севере Шотландии и с острова Валентина в Ирландии, а также – франского века на реке Геноа в Австралии – как положено, расположенные в два ряда, с пятью пальцами, направленными вбок, отпечатки передних лап меньше, чем задних; между некоторыми есть извилистый след волочившегося хвоста.

Дыхание тоже было уже почти готово – лёгкие, хоаны, гулярная ундуляция. Правда, гладкими рыбьими лёгкими много тоже не надышишь, хорошо бы догнаться кожным дыханием, а для этого хорошо бы избавиться от чешуи (впрочем, тем же протоптерам она не мешает выделять слизь, была чешуя и у древнейших амфибий-стегоцефалов). Конечно, это ослабило защиту, но рипидистии сами были самыми злыми хищниками, кого им было бояться на пустой суше, освоенной к тому времени лишь многоножками, скорпионами и ногохвостками? Частичный переход на кожное дыхание, как ни парадоксально, вернул хордовых на исходные докембрийские позиции, когда специальная дыхательная система ещё не возникла.

Как вы там, потомки?

У головастиков современных амфибий жабры остаются главным дыхательным органом. У некоторых неотенических амфибий – аксолотлей-амбистом Ambystoma и протеев семейства Proteidae – они так никогда и не замещаются лёгкими.

Другие современные амфибии чересчур увлеклись кожным дыханием. Самцы африканских волосатых лягушек Trichobatrachus robustus дышат кожными выростами на бёдрах, очень похожими на волосы. Ещё дальше пошли безлёгочные саламандры Plethodontidae и безлёгочная лягушка Barbourula kalimantanensis, совсем лишившиеся лёгких. При маленьких размерах и мизерном обмене веществ можно и так.

Питание почти не поменялось – уже полуназемные рипидистии охотились всё так же, подстерегая добычу и бросаясь на неё рывком. В принципе, такого же стиля до сих пор придерживаются всё амфибии и рептилии. Правда, чуть позже, с появлением множества мелких наземных червей и членистоногих, амфибии тоже измельчали, но это произошло уже в карбоне.

Поддержание водного баланса было, наверное, самой большой проблемой. Благо, регулярные высыхания водоёмов подготовили рипидистий заранее. Ещё при жизни в воде возник мочевой пузырь, который запасал воду, но исходно никак не был связан с выделительной системой. Усовершенствовалась способность выделять слизь – это прекрасно демонстрируют и многие современные донные рыбы от рогозуба до сома.