Ниша быстрых теплокровных и эффективных морских хищников сегодня за дельфинами. Но так было не всегда: как и все млекопитающие, до вымирания динозавров они находились на вторых и третьих ролях. Зато ту же нишу занимали плезиозавры и ихтиозавры – и те, и другие, кстати, вовсе не были динозаврами. Еще совсем недавно этих морских гигантов прошлого считали холоднокровными ящерами.
Иллюстрация Андрея Атучина из книги А. Е. Нелихов, М. С. Архангельский, А. В. Иванов, 2018. Когда Волга была морем. Левиафаны и пилигримы. elementy.ru
Сегодня ученым ясно, что они были живородящими и теплокровными, быстрыми и ловкими – совсем как дельфины, только шеи подлиннее. В чем они были похожи, а в чем отличались от своих сегодняшних млекопитающих-преемников? Отчего вымерли, если были так близки к ним по устройству?
Большинство живых существ на Земле холоднокровны – температура их тела равна температуре окружающего мира или от силы на 1–2 градуса выше. Эта стратегия в 5–10 раз снижает количество энергии, требующейся организму в единицу времени (поэтому крокодилы могут не есть месяцами). Именно так живут и почти все рыбы (почти – потому что есть исключения: не все рыбы холоднокровные!).
Зато теплокровные существа плавают в среднем раза в полтора быстрее остальных. Для хищника это большое подспорье. Поэтому неудивительно, что потомки рыб, вышедшие на сушу и породившие теплокровных животных, со временем частично вернулись в море. Дельфины сделали это всего несколько десятков миллионов лет назад, причем их предки вошли в воду еще на копытах – хотя и будучи хищниками. Но они не были первыми, кто совершил возврат к воде. А кто же был?
От суши – к морю
На самом деле мы не знаем. Примеры современных рыб с температурой тела выше, чем у окружающей среды, подсказывают, что и в далеком прошлом какие-то рыбы-хищники могли быть теплокровными. Например, геликоприоны, хрящевые создания длиной до 10–12 м – типичные морские хищники пермского периода, жившие более четверти миллиарда лет назад. Внешне очень похожие на акул, в реальности они не особенно были им близки – зато имели отличную поворачивающуюся дисковидную зубную спираль. То есть это было существо, похожее на акулу, с циркулярной пилой во рту, причем вращающейся.
Наверняка и без сомнений можно сказать лишь то, что теплокровные в моря попали после Великого пермского вымирания четверть миллиарда лет назад. Ими стали какие-то еще не открытые палеонтологами пресмыкающиеся – предки ихтиозавров. Судя по всему, они, как и пращуры крокодилов, уже были теплокровными. По крайней мере, на это указывают самые древние открытые останки ихтиозавров – полутораметровых существ из рода Grippia, найденных на Шпицбергене. Возраст их до 246 млн лет, и на дельфинов они еще весьма мало похожи – скорее, на ящериц с плавниками вместо ног.
Тут нужно сделать важную оговорку: ихтиозавры по строению далеки от динозавров, которых в современной кладистике объединяют с птицами (ныне живущими динозаврами). Так что пусть приставка «завр» вас не путает: морских динозавров никогда не было.
Всего через 20 млн лет появились шонизавры. Эти ихтиозавры уже имеют длину 15–20 м, очень широкое тело и относительно небольшие глаза. По всей видимости, эти дневные охотники ели сразу много видов добычи. На это указывают недавние находки их челюстей с зубами (ранее подозревали, что такие громадины были лишь фильтраторами планктона).
Начиная с 200 млн лет назад их разнообразие сократилось, зато появились виды типа Stenopterygius – первые ихтиозавры явно «дельфиноподобного» облика. Таким был и крупный темнодонтозавр. Он имел удлиненный нос, пару развитых грудных плавников, один спинной и общий сходный «профиль» тела. Конечно, есть и отличия: у ихтиозавров хвост «составлен» из хвоста их наземных предков. Поэтому две задние конечности превратились в задние же плавники. А у дельфинов и китов хвост получился из сросшихся задних лап, поэтому он ориентирован горизонтально – а задней пары плавников просто нет.
После 180 млн лет разнообразие ихтиозавров сокращается, а новые крупные виды отличаются поистине огромными – до 20 см – глазами. Таков офтальмозавр, живший 165–150 млн лет назад. Именно за их размер он получил свое имя – «глазная ящерица». Это может указывать как на ночной, так и на сравнительно глубоководный (где тоже мало света) образ жизни.
Как и у многих современных китообразных, форма его тела – свидетельство приспособленности к затяжным ныркам до 20 минут и более. «Расчетная» глубина погружения – до 600 м, хотя в большинстве случаев окаменелые останки этих животных встречаются не глубже 50 м от тогдашнего уровня моря.
В меловом периоде ихтиозавры несколько теряют в разнообразии видов. Остаются в основном вооруженные крепкими зубами универсальные хищники. Среди их костей – останки частично переваренных птиц, черепах, и даже на костях птерозавров той эпохи находят следы их укусов. Похоже, ихтиозавры выпрыгивали при охоте из воды – и кусали «на лету».
Их последние виды, типа Platypterygius kiprjianovi, вымерли порядка 93 млн лет назад. Причина – сеноманско-туронское биотическое событие. Причины его неясны: на суше в этот момент никакого вымирания не было. А вот в море есть явные следы дефицита кислорода как минимум в глубоководных слоях. Отдаленно сходная ситуация сейчас на глубине Черного моря – отличие в том, что в те времена такое случилось по всем океанам.
Выжидающие убийцы
227–220 млн лет назад в морях появились первые известные плезиозавры – нотозавры. Они тоже происходили от наземных пресмыкающихся и все еще имели функциональные ноги - процесс их превращения в плавники не завершился. Скорее всего, они жили как тюлени: охотились в воде, пользуясь своей скоростью теплокровного животного, а размножались или отдыхали на суше.
Лиоплевродон, живший 166–155 млн лет назад, был уже полноценным морским хищником, длиной, как минимум, до 8 м. Одна только голова – 154 см. Надо отметить, что форма тела плезиозавров была более далека от дельфиньей, чем у ихтиозавров. Лабораторные эксперименты показали, что, судя по размерам своих четырех плавников, лиоплевродон плыл за счет их «гребков», а не за счет работы хвоста, как многие ихтиозавры. С точки зрения энергозатратности такой метод хуже: на длинной дистанции плезиозавры ихтиозаврам уступали.
Но, судя по их длинной шее и общему строению тела, на длинные расстояния они гонки и не устраивали. Скорее это были охотники, резко разгонявшиеся из засады. Интересно, что даже после вымирания ихтиозавров плезиозавры не приобрели совсем дельфиньих форм, так и оставшись владельцами крупных плавников, явно нацеленными на «засадные броски».
В чем-то похожая картина – с мозазаврами, гигантскими, похожими на варанов пресмыкающимися, наводнившими моря начиная с мелового периода. Их тела тоже не вполне дельфиньи – и они, по всей видимости, тоже больше любили засадную охоту. Тем не менее, анализ их останков на соотношение изотопов тоже указывает на температуру тела в 33–36 °С (для разных видов). То есть и они были теплокровными и, скорее всего, живородящими (для плезиозавров и ихтиозавров это известно точно).
Представители и плезиозавров (еще весьма многочисленных даже перед самым вымиранием динозавров), и мозазавров полностью исчезли 66 млн лет назад, тогда же, когда и динозавры. Их не вытеснили конкуренты: после того вымирания в морях вообще не осталось крупных теплокровных существ. Просто сказалась извечная слабость теплокровных: им постоянно надо что-то есть. Длительные периоды голода – их самый страшный враг. В норме голодать быстрым теплокровным хищникам не надо: они ведь проворнее холоднокровной рыбы.
Но 66 млн лет назад все развернулось на 180 градусов: пыль от взрыва мощностью 100 млн мегатонн заволокла небо на многие годы, из-за чего днем на всей планете было темно, как ночью. Растения перестали фотосинтезировать – как и фитопланктон в морях. Какое-то время новая жизнь в морях почти не появлялась. Рыбы выжили, питаясь остатками мертвых организмов, акулы – самой рыбой, но основную часть времени и те, и другие серьезно голодали. Правда, делать это им было намного проще, чем теплокровным «заврам»: еды холоднокровным хищникам требуется в 5–10 раз меньше. Так продвинутые черты «морских ящериц» вознесли их на вершину морской пищевой пирамиды, но они же сбросили их с «олимпа».
Сходства и различия
Несмотря на вытянутую морду, обтекаемость, живорождение и теплокровность, кое-что отличает предшественников дельфинов от них самих. Зубы дельфинов одинаковые, что важно для акустической локации и «речи». Есть в их организме и специальные полости для оптимальной генерации звуков.
Никаких признаков подобного у ихтиозавров нет. Судя по всему, они были, как современные крупные акулы, одиночными животными со слабыми социальными связями. Это объясняет и меньший относительный размер мозга: проживание в группах интенсивнее нагружает мозг. В черепах ихтиозавров, плезиозавров и мозазавров нет и отверстий под крупные кровеносные сосуды, снабжающие мозг, – это тоже признак умеренного интеллекта, потому что активный мозг, как у дельфина или человека, требует сравнительно больших сосудов. А одиночно живущие хищники показывают, в норме, более умеренный уровень развития мозга и его кровоснабжения.
Все это наводит на оптимистичные мысли. Быть может, современные дельфины выглядят не так экзотично, как их древние предшественники, – но почти наверняка глаза у новых теплокровных хищников моря скрывают куда более серьезный интеллект.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
