В мире
Новости Москвы
Политика
Общество
Происшествия
Наука и техника
Шоу-бизнес
Армия
Игры

Вместо дельфинов: кто такие «морские ящеры»

Иллюстрация Андрея Атучина из книги А. Е. Нелихов, М. С. Архангельский, А. В. Иванов, 2018. Когда Волга была морем. Левиафаны и пилигримы. elementy.ru

Видео дня

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 ики 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.

Grippia Иллюстрация: Dmitry Bogdanov commons. wikimedia.org

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.

Шонизавр. Иллюстрация: Daniele Rios Boleeiro newdinosaurs.com

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».

Темнодонтозавр бургундский атакует более мелкого ихтиозавра – Stenopterygius hauffianus. Иллюстрацанов, commons. wikimedia.org

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.

Скелет офтальмозавра, примерная длина – 6 м. Фото: Natural History Museum caspiannews.com

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.

Нотозавр. Иллюстрация: Johnson-Mortimer deviantart.com

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.

Лиоплевродон, реконструкция, основанная на скелете из работы Newman and Tarlo (1967 г.) Иллюстрация: DiBgd, commons.wikimedia.org

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».

Мозазавр атакует акулу (ее размеры дают представление о величине этого древнего теплокровного хищника). sea.museum

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.

Иллюстрация: Mark Garlick, discovermagazine.com

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.