Палеонтология антрополога. Три эры под одной обложкой

Дробышевский Станислав

Самые примитивные амфибии жили во второй половине франского века (373–375 млн л. н.) Шотландии – Elginerpeton pancheni, Латвии – Obruchevichthys gracilis и фаменском веке Пенсильвании – Densignathus rowei. Это были полутораметровые хищники с вытянутыми челюстями. На самом деле подобные существа были распространены гораздо шире, свидетельством чему – позднефаменская (360 млн л. н.) Umzantsia amazana из Южной Африки; самое удивительное тут то, что в то время эта область располагалась за Южным полярным кругом, со всеми сопутствующими радостями в виде полярной ночи и, вероятно, периодических холодов, хотя в целом там было не так страшно, как нынче.

Следующий уровень совершенства – метровая фаменская Ventastega curonica из Латвии. Интересно, что вентастега, судя по всему, жила

в солоноватой воде. С ней сопоставимы раннефаменская Jakubsonia livnensis из Орловской области, позднефаменский Tutusius umlambo из Южной Африки и Metaxygnathus denticulus из Австралии.

Ещё ступень – и по фаменским болотам востока Гренландии зашлёпали Acanthostega gunnari (365 млн л. н.) а по китайским – Sinostega pani (355 млн л. н.). Анализ швов черепа акантостеги показывает, что он испытывал такие же нагрузки, как и наземные хищные амфибии, но отличался от варианта водных рипидистий. На передней лапе акантостеги было восемь пальцев, на задней, видимо, столько же. Таз уже слабенько крепился к крестцовым рёбрам, хотя и не к позвоночнику, стало быть – была надобность укреплять лапы, стало быть – акантостега хотя бы иногда ходила по земле, особенно учитывая сравнительно небольшой размер – около 60 см. Хватало и архаики: у акантостеги сохранялись окостеневшие жаберные дуги, рёбра были короткие и вряд ли участвовали в дыхании, шейный и поясничный отделы позвоночника никак не выделялись из туловищного, а хвост был типично рыбьим с огромной плавниковой складкой сверху и снизу.

Ventastega curonica

Через маленькую (во всех смыслах – хронологически, морфологически и размерно) промежуточную ступень Ymeria denticulata из Гренландии амфибии доэволюционировали до Ichthyostega, среди нескольких видов которой лучше известен I. stensioei, живший всё в той же экваториальной Гренландии 365–360 млн л. н. Ихтиостега – хрестоматийный пример переходного звена от рыб к амфибиям. У этой немаленькой твари – полтора метра длиной – лапы гораздо мощнее, нежели у акантостеги, а таз надёжно прикреплён к позвоночнику и состоит из тех же трёх костей, что и у нас – подвздошной, лобковой и седалищной. Позвоночник мог изгибаться по вертикали – совершенно нерыбья способность. На задних лапах было семь пальцев, причём третий был совсем маленьким, так что иногда пишут, что пальцев шесть с половиной. Рёбра ихтиостеги огромные, длинные и широкие, налегающие друг на друга; надо думать, такое устройство скорее компенсировало слабость позвоночника, чем выполняло защитную функцию – ведь защищаться было особо не от кого. При всей прогрессивности движения лап ихтиостеги сильно отличались от амфибийных, да и хвост всё ещё больше похож на рыбий. Исследование изотопного состава отложений, в которых были найдены кости ихтиостег, показало, что эти животные жили в устьях рек, периодически заливавшихся морскими приливами, и могли переносить резкие колебания солёности.

Конечно, и с ихтиостегалиями есть проблемы: например, у них исчезла межвисочная кость, а ведь она была у предков-рипидистий и более поздних амфибий. Стало быть, конкретно акантостега и ихтиостега не такие уж прямые Великие Предки, а скорее – Великие Двоюродные Предки.

Как вы там, потомки?

Все современные четвероногие имеют не больше пяти пальцев, так что может сложиться впечатление, что это естественное наше состояние. Однако палеонтологические и эмбриологические свидетельства говорят о том, что у первых рыбо-амфибийных предков было не то шесть, не то даже семь пальцев на ручках и ножках. По крайней мере, у современных амфибий существует рудимент предпервого пальца, хотя во взрослом виде их ручки всего лишь четырёхпалые.

Hynerpeton bassetti из позднего фаменского века Пенсильвании (363–365 млн л. н.) составляет мостик от более примитивных ихтиостегалий к нормальным амфибиям. Примечательно, что в том же местонахождении нашлись остатки гораздо более примитивного Densignathus и намного более продвинутого представителя стегоцефалов семейства Whatcheeriidae.

Tulerpeton curtum из Тульской области (около 365 млн л. н.) уже полностью потерял жабры и имел красивые амфибийные ручки и ножки – те и другие шестипалые. Таким образом, его можно считать уже совсем полноценной древнейшей амфибией, несмотря на чешую по всему телу. Некоторые

палеонтологи даже склонны усматривать в нём уже и признаки рептилий. Занимательно, что жил тулерпетон, судя по всему, в солоноватой воде.

Всё это долгое перечисление ещё-точно-рыб, уже-почти-не-рыб, уже-почти-амфибий и уже-совсем-амфибий может навести скуку, но это строго необходимо для понимания того, как много данных есть сейчас у палеонтологов. Стоит также помнить, что в реальности каждая находка описывается по десяткам параметров на сотнях страниц специальных статей.

Очевидно, что в конце девона выходом на сушу была охвачена вся планета от юга до севера и от запада до востока. Переходные местообитания между морем и реками, реками и болотами, болотами и сушей отлично стимулировали эволюцию. В самом конце девона амфибии уже появились, оставалась самая малость, чтобы они захватили всю планету.

Но тут, как обычно, случилась беда…

* * *

Конец девона ознаменовался великими потрясениями биосферы и, само собой, великим вымиранием. Катаклизм происходил не вдруг, а растянулся на миллионы лет и имел как минимум два больших пика – 371–372 и 359 млн л. н. Первый из них пришёлся на два последних века, а потому назван фран-фоменским, в этот момент больше всего пострадали кораллы. Второй добил оставшихся – многих рыб, брахиопод, трилобитов и аммонитов, в основном донных. На самом деле, палеонтологи насчитывают с десяток таких пиков вымирания в конце девона (например, брахиоподы отряда Atrypida гораздо бодрее вымирали в конце эмсского века и неплохо – в конце живетского, а также на границе любых веков девона, хотя доконал их именно конец франского), просто на большом масштабе и при недостатке хороших отложений кризисы иногда сливаются вместе.

Причин вымереть более чем хватало. Северные и южные материки медленно сближались, перегораживая экваториальные течения; Аппалачи в Северной Америке и Каледонские горы в Шотландии и Скандинавии росли, нарушая воздушные потоки над северными материками. Климат постоянно портился и, хотя даже к концу девона был намного теплее нынешнего, для изнеженных предыдущим благоденствием существ казался невероятно морозным. Впрочем, едва ли не половина суши лежала за Южным полярным кругом, так что не удивительно начало позднедевонского-раннекарбонового гляциопериода – ледникового периода – в Африке, Южной Америке и Аппалачах Северной Америки. Оледенения были не слишком масштабные, в основном предгорные, например в Андах, но зафиксированы и в Амазонии. В фаменском веке случились один или два ледниковых эпизода. Конечно, температура падала постепенно – с девона аж по пермь воздух остыл всего на 3 °C, а поверхностные воды океана – на 5 °C, но для планктонных организмов это вполне достаточная причина замёрзнуть. Изменялся и газовый состав атмосферы: если до вымирания углекислого газа было в 8 раз больше современного, то в конце девона содержание кислорода в атмосфере повысилось на 35 %. Это могло увеличить вероятность лесных пожаров, благо появились леса, которые могли гореть. Доказательством реальности пожаров служит фюзен в позднедевонских углях – вещество, образующееся при сгорании древесины (художники под этим словом понимают чёрные палочки для рисования, а делаются они как раз из пережжённого бересклета).

Собственно, леса и оказались главным злом. Крупные деревья своими большими корнями рыхлили землю, слежавшуюся за миллионы лет предыдущей пустыни, и высвобождали полезные микроэлементы. Сами растения гнили, образовывая почву. Всё это рано или поздно смывалось в озёра, реки, моря и океаны. Приток органики и микроэлементов вызвал эвтрофикацию – бурный рост бактерий и водорослей в поверхностном слое воды, а они, в свою очередь, перекрывали свет обитателям дна. Придонные цианобактерии и водоросли оказались в тени и зачахли, что привело к резкому сокращению кислорода у дна. Показательно, что в это время размеры глаз трилобитов уменьшаются – в сумраке они стали менее актуальны, в то же время антенны удлиняются – осязание выходит на первый план, увеличиваются и размеры жабр – явное свидетельство уменьшения концентрации кислорода. Зато гнилостные бактерии, разлагавшие оседавшую на дно органическую муть, получили карт-бланш, ещё больше расходуя кислород и отравляя всё вокруг аммиаком, сероводородом и прочими гадостями. В то же время уровень моря повышался, усиливая несчастье донных обитателей. Всё это привело к первому пику вымирания, когда пострадали в основном кораллы.

Вторым заходом стало появление в фаменском веке семенных растений, мало зависимых от воды. Они расселялись всё дальше по суше, продолжая и усиливая выветривание горных пород и губительное удобрение океана. Тут донным жителям пришлось совсем худо – вымерли многие брахиоподы, аммониты, двустворчатые моллюски и трилобиты, практически все панцирные бесчелюстные рыбы и почти все панцирные челюстные, а также большинство двоякодышащих рыб. С некоторой задержкой относительно донных пострадали и свободноплавающие существа, например конодонты. Суммарно исчезли 19–22 % семейств, 50–57 % родов и 70–75 % видов морских животных.