Генри Джи

Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах

Памяти Дженни Клэк (1947–2020), наставника и друга

Henry Gee

A (VERY) SHORT HISTORY OF LIFE ON EARTH

4.6 Billion Years in 12 Chapters

Впервые опубликовано в 2021 г. издательством Picador, импринтом Pan Macmillan

© Henry Gee, 2021

© Быстрицкий А. А., перевод на русский язык, 2022

© Издание на русском языке. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2022

КоЛибри®

* * *

Не пропустите этот восхитительный, краткий и всеобъемлющий шедевр! Генри Джи блестяще представил в сжатом виде всю невероятную, удивительную историю жизни на Земле, и получилось очаровательное, живое и научно обоснованное повествование. Я действительно не мог оторваться от этой книги, и вы не сможете.

Дэниел Либерман, доктор биологических наук, профессор Гарвардского университета

Непринужденный и краткий рассказ об эволюции, похожий на историю похождений современного Вилли Вонки в пространстве генетики. Во время большого путешествия Джи восторженно раскрывает детали хроники, составляющие основу непредсказуемого и зачастую причудливого исследования биологической формы и функции в процессе развития жизни.

Адриан Вулфсон, The Washington Post

Эта поучительная книга еще долгие годы будет привлекать внимание читателей.

Booklist

В ярком повествовании о том, как развивалась жизнь на Земле, Генри Джи видит красоту даже в невзгодах… Насыщенная событиями и фактами, эта прекрасно рассказанная история порадует даже неподготовленных читателей.

Publishers Weekly

Генри Джи пренебрегает естественной склонностью людей считать себя особыми и помещает нас на свое место в грандиозной структуре бытия.

Джон Гриббин, автор «В поисках кота Шрёдингера: квантовая физика и реальность»

Джи не только отправляет нас в прошлое, но и возвращает нам детскую способность удивляться. Если вам свойственно на фоне ежедневных забот иногда ненадолго остановиться и задаться вопросом «Как появилось все драгоценное многообразие жизни?», вы легко сможете найти ответы на этих страницах.

Geographical

* * *

Временная шкала № 1. Земля во Вселенной

1

Песнь льда и пламени

Давным-давно умирала гигантская звезда. Миллионы лет она сверкала на небосводе, но ее термоядерная топка сожгла дотла все, что могло в ней пылать. Сияние звезды подпитывалось энергией синтеза ядер гелия из протонов. Шла энергия синтеза и на более серьезные, хоть и менее блестящие, цели – именно она обеспечивала целостность звезды, противостоя гравитационному схлопыванию звезды внутрь себя самой. Когда запасы водорода иссякли, звезда начала сжигать гелий, синтезируя более тяжелые элементы – такие как углерод и кислород. Затем, однако, и эти запасы подошли к концу.

Настал день, когда ядерное топливо выгорело полностью. Гравитация выиграла сражение – звезда провалилась в себя. Коллапс, завершивший миллионы лет жизни звезды, занял считаные секунды. Отзвук коллапса был настолько силен, что озарил Вселенную – так вспыхнула сверхновая. Если в этой планетной системе и была какая-то жизнь, она была испепелена. Но катастрофическая смерть звезды посеяла семена новой жизни. Во все стороны от места взрыва рассеялись еще более тяжелые, чем углерод и кислород, элементы, образовавшиеся в горниле катаклизма – кремний, никель, сера, железо.

Спустя миллионы лет гравитационная ударная волна от взрыва сверхновой достигла облака газа, пыли и ледяных обломков. Взбаламученное гравитационной волной облако стало сжиматься, а сжимаясь, оно начало вращаться. Гравитационные силы настолько сжали газ в центре облака, что там начался ядерный синтез: протоны сливались в ядра гелия, выделяя тепло и свет. Круг звездной жизни замкнулся: смерть древней звезды дала толчок к появлению новой – нашего Солнца.

Газопылевое облако было обогащено элементами, родившимися в результате взрыва сверхновой. В закручивающемся вокруг юного Солнца облаке конденсировались планеты. Среди них – наша Земля. Новорожденная планета была совсем не такой, какой мы привыкли ее видеть: атмосфера была совершенно непригодным для дыхания маревом из метана, углекислоты, водяного пара и водорода, поверхность представляла собой океан расплавленной лавы, застыть которой не давали постоянные падения астероидов, комет – и даже других планет. Среди них была и Тейя – протопланета размером с нынешний Марс[1]. Удар Тейи пришелся по касательной. Значительная часть земной мантии была сорвана с планеты в космос, а сама Тейя от удара разрушилась полностью. Все эти остатки не улетели далеко – несколько миллионов лет Земля щеголяла кольцами подобно Сатурну. Постепенно материал колец собрался в единую массу, образовав новый мир – Луну[2]. Все это произошло примерно 4,6 миллиарда лет назад.

Прошли еще миллионы лет. Настал день, когда Земля остыла настолько, что атмосферный водяной пар смог сконденсироваться и пролиться дождем. Дожди шли миллионы лет – достаточно, чтобы создать первые океаны. И кроме океанов, не было ничего – ни клочка суши. Бывшая когда-то огненным шаром, Земля стала водным миром – но не стала спокойным местом. В те дни Земля вращалась вокруг своей оси гораздо быстрее, чем сейчас. А с юной Луной, висевшей ниже над черным горизонтом, каждый прилив представлял собой цунами.

Планета – это не просто куча булыжников. Любая планета, если она больше нескольких сотен километров в диаметре, со временем разделяется внутри на слои. Более легкие материалы – такие как кремний, алюминий и кислород – образуют легкую пену у поверхности, а более плотные – никель и железо, – погружаясь, становятся ядром. Ядро сегодняшней Земли – вращающийся шар из жидкого (внешнее ядро) и твердого металла (внутреннее ядро). Ядро подогревается гравитацией и распадом радиоактивных элементов вроде урана, синтезированного в последние мгновения взрыва древней сверхновой. Земля вращается, поэтому ее металлическое ядро генерирует магнитное поле. Завитки этого поля, пронизывая всю планету, простираются далеко в космос и, словно щитом, закрывают планету от солнечного ветра – непрерывного урагана энергетических частиц, извергаемого Солнцем. Несущие электрический заряд, эти частицы отталкиваются магнитным полем Земли или движутся вдоль силовых линий магнитного поля вокруг нашей планеты, уходя в космос.

Исходящее от ядра Земли тепло подогревает всю планету, словно кастрюлю с водой на плите. Восходящий жар, размягчая наружные слои, раскалывает плотную, но легкую кору на части, и, растаскивая эти части в стороны, формирует между ними океаны. Эти части, называемые литосферными плитами, находятся в непрерывном движении. Они сталкиваются друг с другом, скользят друг вдоль друга или подныривают одна под другую. В результате этих смещений образуются высокие горы и глубокие желоба в океане. Движения плит порождают землетрясения и вулканы. Это создает новые земли.

Одновременно с горами, устремлявшимися к небесам, обширные участки коры затягивались в глубины Земли в глубоководных желобах по границам литосферных плит. Вместе с осадочными породами и морской водой эти скалы уходили далеко в недра планеты лишь для того, чтобы снова вернуться на поверхность уже в новом виде. Осадки, нашедшие свой приют на дне у берегов исчезнувших континентов, могли вновь оказаться на поверхности спустя сотни миллионов лет благодаря извержениям вулканов[3] или же замереть в глубинах, превратившись в алмазы.

Посреди всего этого смятения и невзгод возникла жизнь. Смятения и невзгоды выкормили ее, вынянчили, устремляли ее рост и способствовали ее росту и становлению. Жизнь возникла в глубочайших безднах океана, где края литосферных плит врезаются в земную кору и где струи перегретой воды, богатой растворенными минералами, под чудовищным давлением изливаются из трещин океанического ложа.

Первые формы жизни были не более чем пенистыми мембранами, затягивавшими крошечные щели в скалах. Они образовывались, когда восходящие потоки, становясь турбулентными, дробились на водовороты и, теряя мощь, оставляли свой богатый минералами груз[4] в порах и щелях скал. Такие мембраны были несовершенны и похожи на решето. Словно решето, одни вещества они пропускали, а другие – нет. Но содержимое даже столь несовершенных мембран становилось иным – это был уже не бушующий снаружи вихрь, а нечто более размеренное, более упорядоченное. Старый сруб – одни стены да крыша – все же убежище от бушующей снаружи бури, пусть даже дверь провисла и ставни гремят на ветру. Мембраны обратили свои недостатки в достоинства, впуская через поры питательные вещества и энергию и выбрасывая отходы[5].

Укрывшись от химического шума бурлящего мира, эти тихие заводи стали оплотом порядка. Постепенно они отточили производство энергии, благодаря которой смогли отпочковывать маленькие пузырьки, заключенные в долю родительской мембраны. Беспорядочный вначале, этот процесс постепенно становился все более предсказуемым по мере того, как сформировалась внутренняя химическая матрица, которую можно было копировать и передавать новым поколениям ограниченных мембраной пузырьков. В результате новые поколения оказывались более или менее верными копиями своих родителей. Более эффективные пузырьки начали процветать – за счет своих менее организованных сородичей.

Эти простые пузырьки нашли способ остановить, пусть временно и с большими усилиями, в иных случаях непрерывный рост энтропии – общего количества хаоса во Вселенной, – шагнув на порог врат жизни. Такова глубинная суть жизни. Пенящийся первичный бульон бросил вызов безжизненному миру[6].

Самая, пожалуй, восхитительная черта жизни – помимо самого факта ее существования – скорость ее появления. Спустя лишь 100 миллионов лет после формирования Земли как таковой жизнь пробудилась в вулканических глубинах, когда на юную планету из космоса все еще обрушивались тела таких же размеров, как и приведших к появлению крупнейших ударных кратеров на поверхности Луны[7]. Уже 3,7 миллиарда лет назад жизнь выбралась из вечной тьмы морских глубин в залитые солнечным светом поверхностные воды[8], а 3,4 миллиарда лет назад неисчислимые сонмы живых существ начали скапливаться, создавая видимые из космоса рифы[9]. Жизнь окончательно освоилась на Земле.

Те рифы, впрочем, не были коралловыми – до появления кораллов оставалось еще почти 3 миллиарда лет. Первые рифы состояли из тончайших слизистых нитей и пленок зеленоватого цвета, образованных микроскопическими цианобактериями (синезелеными водорослями) – теми же организмами, сплошными синевато-зелеными слоями которых в жаркую погоду зарастают лужи и пруды. Такими же слоями они покрывали в те далекие времена скалистые и песчаные участки мелководья. Штормы засыпали эти слои песком, но водоросли нарастали вновь, чтобы быть засыпанными следующим штормом. Так день за днем, год за годом нарастали подушкообразные холмы из чередующихся слоев слизи и отложений. Эти похожие на холмы образования – строматолиты – станут самыми успешными и долгоживущими формами жизни, когда-либо обитавшими на нашей планете: их безоговорочное господство продлится 3 миллиарда лет[10].

Жизнь зародилась в мире теплом[11], но безмолвном (не считая шелеста ветров и волн). Дуновение ветра вовсе не было свежим: кислорода в воздухе практически не было. В отсутствие защитного озонового слоя солнечный ультрафиолет стерилизовал все, что не было упрятано хотя бы на несколько сантиметров в воду. Цианобактерии, образующие колонии, вынужденно обзавелись защитными пигментами, поглощающими эти лучи. Поглотив энергию излучения, ее можно было на что-то потратить – что цианобактерии и сделали, приспособив ее для химического синтеза. Среди «подогретых» химических реакций были и такие, в результате которых атомы углерода, водорода и кислорода соединялись в молекулы сахаров и крахмала. Этот процесс называется «фотосинтез». Вред был обращен во благо.

Пигмент, улавливающий световую энергию в современных растениях, называется «хлорофилл». Энергия поглощенного света используется для разделения молекулы воды на составляющие ее атомы кислорода и водорода, которые вступают в последовательность химических реакций. Но во времена юности Земли исходными материалами с таким же успехом могли быть и минералы, содержащие железо или серу, хотя наилучшим выбором все равно оставалось самое доступное вещество – вода. Впрочем, этот вариант очень коварен. При использовании воды в качестве «рабочего тела» фотосинтеза образуется побочный продукт. Это газ без цвета и без запаха, сжигающий все на своем пути. Этот газ – одно из опаснейших веществ во Вселенной. Как он называется? Верно – О_2, свободный кислород.

Для возникших в океане и живших под пологом бескислородной атмосферы первых живых существ появление кислорода стало катастрофой. Конечно, откровенно говоря, когда цианобактерии только открыли для себя кислородный фотосинтез – это произошло около 3 миллиардов лет назад, возможно, чуть раньше, – кислорода они выделяли немного. Совсем немного. В следовых количествах, если быть совсем точным. Но кислород – сила настолько серьезная, что даже его следы оказались смертельными для живших тогда существ. Даже эти едва ощутимые дуновения кислородного ветра привели к первому (из многих) массовому вымиранию в истории нашей планеты. Поколение за поколением древнейшие обитатели Земли сгорали в пламени фотосинтеза.

Свободного кислорода стало больше во времена кислородной катастрофы, или «кислородной революции» – неспокойного периода, начавшегося примерно 2,4 миллиарда лет назад и завершившегося около 2,1 миллиарда лет назад. Концентрация кислорода в атмосфере сначала быстро росла, достигнув величин, превышающих сегодняшний уровень 21 %, а затем, по непонятным пока причинам, упала ниже 2 %. И хотя по нынешним меркам этого все равно совершенно недостаточно для дыхания, но на древнюю экосистему это оказало грандиозное влияние[12].

Всплеск тектонической активности унес под морское дно обширные накопления богатых углеродом органических осадков – останков многих поколений живых существ, надежно спрятав их от доступа кислорода. Благодаря этому в атмосфере осталось много кислорода, который мог вступить в реакцию со всем, с чем соприкасается. От кислорода не укрылись даже скалы – железо в них превратилось в ржавчину оксидов, а углерод – в известняк.

В то же самое время из атмосферы исчезли метан и углекислый газ, поглощенные массой новообразованных горных пород. Метан и углекислый газ – два основных компонента того атмосферного «одеяла», которое сохраняет тепло Земли. Они способствуют так называемому «парниковому эффекту», и без них планету накрыло первое – и сильнейшее в ее истории – оледенение. Ледники простерлись от полюса до полюса, покрыв всю Землю на долгие 300 миллионов лет. Но жизнь на Земле пережила обе эти апокалиптические катастрофы – и «кислородную революцию», и Землю-«снежок». Многие создания погибли, но остальных невзгоды лишь подтолкнули к дальнейшему развитию.

Первые 2 миллиарда лет истории Земли самой сложной формой жизни были бактерии. Бактериальные клетки чрезвычайно просты по своему устройству – одиночные ли это бактерии или соединенные в маты на океанском дне либо в длинные нитчатые колонии цианобактерий. Это совсем крошечные клетки – на кончике иглы их может уместиться столько же, сколько хиппи съехалось когда-то в Вудсток (и еще останется место)[13].

Под микроскопом бактериальная клетка выглядит простой и бесхитростной. Но эта простота обманчива. Бактерии отлично адаптируются к самым разным местам и особенностям обитания. Они могут жить почти везде. В человеческом теле (и на нем) бактериальных клеток во много раз больше, чем собственных человеческих. И хотя одни бактерии вызывают серьезные болезни, но нам не выжить без других – тех, что населяют наш кишечник и помогают нам переваривать пищу.

С точки зрения бактерий наш внутренний мир, несмотря на все разнообразие его условий – например температуры и кислотности, – тихое место. Есть бактерии, для которых кипящий чайник – словно для нас погожий весенний день. Есть бактерии, которые благоденствуют в сырой нефти, или в канцерогенных растворителях, или даже в ядерных отходах. Некоторые бактерии способны выжить в космическом вакууме, некоторые – при жесточайших давлении и температуре, некоторые – в кристаллах соли, причем способны находиться при таких условиях миллионы лет[14].

Бактерии хоть и крохотны, но весьма общительны. Разные виды бактерий собираются в группы для обмена метаболитами. Отходы одного вида могут оказаться лакомством для другого. Строматолиты – которые, как мы уже видели, были первыми явными признаками жизни на Земле – были колониями разных видов бактерий. Бактерии могут даже обмениваться друг с другом некоторыми генами. Именно благодаря такому обмену в наше время бактерии развивают устойчивость к антибиотикам: если какая-то бактерия не защищена от конкретного антибиотика, она может безвозмездно позаимствовать нужный ген у другого вида, обитающего в этом же месте.

Такая тяга бактерий к образованию сообществ из разных видов привела к следующему большому эволюционному рывку: бактерии вывели сожительство на следующий уровень – появились клетки с ядрами.

Более 2 миллиардов лет назад небольшие колонии бактерий постепенно начали перенимать привычку жить под одной мембраной[15]. Все началось с маленькой бактериальной клетки под названием «архебактерия», которая предпочла получить некоторые ключевые питательные вещества от своих соседей, став полностью зависимой от них[16]. Затем эта клетка протянула к соседям выросты своего тела, чтобы упростить обмен веществами (и генами). Постепенно участники этого, поначалу добровольного, объединения становились все больше и больше зависимы друг от друга. Каждый из них сосредоточивался на чем-то одном.

Цианобактерии, специализируясь на сборе солнечного света, превратились в хлоропласты – яркие зеленые точки в растительных клетках. Другие разновидности бактерий посвятили себя добыванию энергии из пищи, став крошечными розовыми электростанциями под названием «митохондрии», которые есть практически во всех клетках с ядром – и растительных, и животных[17]. И все они, независимо от своей специализации, передали свои генетические ресурсы центральной архебактерии, ставшей клеточным ядром – библиотекой клетки, хранилищем генетической информации, памятью и наследием[18].

Подобное разделение труда сделало жизнь такой колонии гораздо более эффективной и упорядоченной. То, что начиналось как рыхлая колония, стало единым целым, новым типом жизненной формы – ядерной, эукариотической, клеткой. Состоящие из таких клеток организмы – как одноклеточные, так и многоклеточные – называются «эукариоты»[19].

Возникновение ядра позволило сформироваться более организованной системе размножения. Клетки бактерий обычно делятся надвое, производя две идентичные копии исходной клетки. Привнесение нового генетического материала происходит случайно, фрагментарно и бессистемно.

У эукариот же, напротив, в каждом родительском организме формируются особые репродуктивные клетки, благодаря которым происходит прекрасно срежиссированный обмен наследственным материалом. Смешиваясь, гены обоих родителей становятся планом развития нового самостоятельного индивида, отличающегося от обоих родителей. Этот изящный обмен генетическим материалом мы называем «половой процесс»[20]. Увеличение генетической изменчивости вследствие появления полового размножения привело к стремительному росту разнообразия. Результатом этого стало появление множества разных разновидностей эукариот, а конгломераты эукариотических клеток со временем превратились в полноценные многоклеточные организмы[21].

Эукариоты тихо и скромно возникли в период между 1,85 миллиарда и 850 миллионами лет назад[22]. Примерно 1,2 миллиарда лет назад они разошлись на одноклеточных простейших, или протист, и ранних предков нынешних водорослей и грибов[23]. Впервые в истории Земли жизнь оторвалась от морей – эукариоты колонизировали пресноводные пруды и реки, удаленные от морских берегов[24]. Водорослевые и грибные налеты и корки лишайников[25] расцветили еще недавно безжизненные побережья.

Некоторые эукариоты отважились даже сыграть в многоклеточность – в результате появились морская водоросль Bangiomorpha[26] возрастом 1,2 миллиарда лет и гриб урасфера (Ourasphaira)[27] возрастом 900 миллионов лет. Но были и более диковинные существа. Первые известные признаки многоклеточной жизни датируются периодом 2,1 миллиарда лет назад. Некоторые из этих созданий достигают в поперечнике 12 сантиметров – их никак не назовешь микроскопическими. Но форма их настолько не похожа ни на что остальное, привычное нашему глазу, что совершенно непонятно, к чему они относятся – грибам, водорослям или чему-то еще[28]. Возможно, это какие-то разновидности колониальных бактерий. Не исключено, правда, что когда-то жили группы живых существ – бактерий, эукариот или вовсе каких-то совсем других, – которые вымерли, не оставив потомков, оставшись непостижимыми для нас.

Первым отголоском надвигающейся бури стал распад суперконтинента Родинии, в который была объединена вся суша, существовавшая в то время[29]. Последствием этого геологического события стала череда ледниковых периодов, подобных которым не случалось со времен кислородной катастрофы. На 80 миллионов лет льды вновь, как и тогда, укрыли всю планету. И вновь жизнь ответила, подняв ставки.

Когда жизни был брошен вызов, его приняли миролюбивые водоросли, грибы и лишайники. Когда солнце вернулось, его лучам предстали создания совсем другие – жесткие, быстрые, настороженные. В вулканическом пламени жизнь на Земле была выкована. В ледниковой стуже она закалилась.

Временная шкала № 2. Жизнь на Земле

2

Как собрать животное

Распад Родинии начался примерно 825 миллионов лет назад и длился почти 100 миллионов лет, оставив после себя континенты, расположенные кольцом с центром примерно на экваторе. Он сопровождался бурным вулканизмом, вынесшим на поверхность огромное количество магматических пород. Большей частью это был базальт, который легко поддается выветриванию – а большая часть суши была в тропиках, где жара и влажность значительно ускоряют этот процесс.

Дожди и ветры смыли в океан не только базальтовые лавы. Они упрятали в морские глубины и огромное количество углеродсодержащих осадочных материалов, надежно укрыв их от доступа кислорода. Окисляясь до углекислого газа, углерод усиливает парниковый эффект, согревая Землю. Но когда углерод удаляется из атмосферы, парниковый эффект ослабевает – и Земля остывает. Этот вальс углерода, кислорода и углекислоты задаст ритм последующей истории Земли и жизни на ней.

Выветривание осколков Родинии привело к тому, что около 715 миллионов лет назад Земля вступила в эпоху глобальных оледенений, которая продлилась 80 миллионов лет.

Как и первый эпизод Земли-«снежка», случившийся после кислородной катастрофы – более чем за миллиард лет до описываемых событий, – вторая серия глобальных оледенений ускорила эволюцию. На эту сцену вышла новая, активная группа эукариот – животные[30].

Океан, куда был смыт углерод, за исключением тонкого приповерхностного слоя, практически не содержал кислорода. Его тогда и в воздухе-то было в десять раз меньше, чем сейчас, а уж в поверхностном слое океана и того меньше. Для поддержания жизни животных этого было явно недостаточно, и выжить в таких условиях могли только существа размером не больше типографской точки в конце этого предложения.

Были, однако, животные, которым удалось выжить при мизерных концентрациях кислорода. Это были губки. Впервые они появились около 800 миллионов лет назад[31], когда распад Родинии только начался.

Губки были – и остались – очень просто устроенными животными. Их личинки маленькие и подвижные, но взрослые особи проводят всю свою жизнь на одном месте. Взрослая губка представляет собой бесформенную массу клеток, пронизанную множеством отверстий, каналов и внутренних емкостей. Выстилающие эти каналы и емкости клетки создают ток воды слаженными биениями нитеподобных выростов – жгутиков. Другие клетки вылавливают из этого тока съедобные частицы – детрит. Отдельных органов или тканей у губок нет – можно продавить живую губку через сито, и полученная масса, попав в воду, вновь соберется воедино, восстановив полностью функциональную особь – только форма не сохранится. Это простая форма жизни, которой требуется немного энергии – и немного кислорода.

Но простота – еще не повод для пренебрежительного отношения. Губки своим появлением изменили мир.

Поселившись среди укрывающих морское дно слизистых «ковров», губки принялись фильтровать морскую воду. Одна губка за день профильтровывает совсем небольшой объем, но за миллионы лет миллиарды губок проделали впечатляющую работу – медленно и непрерывно, вне доступа кислорода, на дне накапливался углерод. К тому же губки очистили воду вокруг себя от детрита, который иначе был бы переварен дышащими бактериями. В результате количество растворенного в морях кислорода медленно, но неуклонно повышалось, как и в воздухе над водой[32].

Над губками, в приповерхностном, освещенном солнцем слое воды, медузы и маленькие червеподобные создания питались еще более крошечными эукариотами и бактериями[33]. Чем ближе к поверхности – тем больше кислорода, но богатые углеродом тела планктонных животных быстро тонули, а не оставались дрейфовать – и еще большее количество углерода оказывалось вне досягаемости для молекулярного кислорода. Поэтому в океане и в атмосфере его накапливалось еще больше.

Планктонные создания были уже достаточно велики, чтобы их (не всех, конечно) можно было разглядеть невооруженным глазом. Но все же большинство их них были достаточно мелки, чтобы обмениваться с окружающей средой питательными веществами и отходами жизнедеятельности путем простой диффузии через всю толщу тела. Те же обитатели планктона, кто стал крупнее, обзавелись специальным приспособлением для поступления пищи – ртом. Он же, впрочем, выполнял и обратную задачу, являясь одновременно анусом.

Когда ничем больше не примечательные черви обзавелись отдельным анусом, это привело к биосферной революции. Теперь отходы жизнедеятельности не оставались растворенными в окружающей морской воде, а формировали твердые гранулы, которые быстро опускались на дно. Так началась настоящая «гонка ко дну»: дышащие кислородом организмы, разлагающие органические останки, стали собираться на дне, а не распределяться по всей толще воды, как раньше. Мутные застойные воды становились чище и еще богаче кислородом, закладывая основу для появления более крупных живых существ[34].

Появление ануса имело и еще одно очень важное последствие. Животное, у которого на одном конце есть рот, а на другом анус, волей-неволей выбирает совершенно определенное направление движения – «головой» вперед, «хвостом» назад. Поначалу они просто ползали по дну, собирая обрывки слизистого бактериального «ковра», покрывавшего его уже два миллиарда лет, и кусочки осевшего на него детрита.

Затем они начали закапываться под бактериальные маты. А затем начали их есть. Эпоха безраздельного владычества строматолитов закончилась.

Доев же строматолиты, животные принялись друг за друга.

Случались и другие глобальные оледенения, представлявшие собой проблему. Но проблемы – двигатель эволюции. Процветающие морские водоросли обеспечивали ранним животным гораздо лучшее питание, чем бактерии[35].

Возможно, именно суровость криогенового оледенения толкнула животных на путь усложнения. Что нас не убивает, то делает нас сильнее – и животным просто не оставалось ничего иного, как двинуться по этому пути, чтобы на заре своего существования выжить в таких условиях. И когда льды отступили – а льды всегда отступают, в истории Земли не случалось иного, – оставшиеся животные были изящнее и коварнее своих предшественников. И теперь они были готовы к любым испытаниям, какие бы ни уготовила им родная планета.

Животные внезапно появились в палеонтологической летописи около 635 миллионов лет назад, во время, называемое эдиакарским периодом. Это был расцвет прекрасных, напоминающих листья организмов – вендобионтов, – которые упорно сопротивляются попыткам понять, что же они такое[36]. И если родство некоторых из них с современными животными не вызывает сомнений, то другие представители могли быть лишайниками, грибами или колониями каких-то микроскопических организмов – или же чем-то столь чуждым нынешним формам жизни, что нам просто не с чем их сравнивать.

Среди них была восхитительная дикинсония (Dickinsonia) – широкое, но плоское, как блин, сегментированное существо, которое легко представить грациозно скользящим по донным отложениям, словно сегодняшние плоские черви или голожаберные моллюски[37]. Другой известный вендобионт – кимберелла (Kimberella) – является, скорее всего, очень древним родственником моллюсков[38]. Рангеоморфов вообще не удается соотнести ни с какой известной нам группой животных. Напоминающие батон-плетенку, они, скорее всего, вели прикрепленный образ жизни, отпочковывая дочерние организмы, словно клубника – усы[39]. Мир этих странных, прекрасных и ни на что не похожих созданий был тих и спокоен. Обитали они на мелководьях, среди водорослевых зарослей[40].

Ранние вендобионты были мягкотелыми листоподобными созданиями. Существа, более похожие на привычных нам животных, способные к полноценному активному движению, появились несколько позже – около 560 миллионов лет назад. Одновременно с ними повсеместно появляются ихнофоссилии, или окаменевшие следы, – останки не самих животных, а признаков их деятельности: следов и нор. Ихнофоссилии столь же важны, как следы злодея, только что скрывшегося с места преступления. По следам можно определить телосложение преступника и даже какие-то элементы его намерений. А вот об одежде, в которой он был во время преступления, по следам сказать ничего нельзя, как и об оружии, которое было у него в руках, – для этого нужно застать его непосредственно в момент преступления. С ихнофоссилиями это удается крайне, крайне редко. Так случилось с окаменелостями Yilingia spiciformis из самого конца эдиакария. Иногда на концах дорожки следов находят оставивших их животных – они похожи на кольчатых червей, которых рыбаки часто используют как наживку[41].

Значение ихнофоссилий трудно переоценить. Это стоп-кадр, запечатлевший момент, когда животные начали передвигаться. До тех пор животные вели сидячий образ жизни – по крайней мере, какую-то часть своего жизненного цикла. Практически всегда дорожку следов оставляют животные, способные к направленному мышечному движению. Нет никакой необходимости двигаться в каком-то конкретном направлении, если еда везде вокруг. А вот если животное, обладающее ртом, устремляется куда-то – значит, оно чего-то ищет и это «что-то» – еда. Когда-то, в середине эдиакария, животные принялись активно поедать друг друга. И когда это случилось, животные так же активно старались найти способ не быть съеденными.

Животное, роющее нору в иле, должно обладать плотным упругим телом, чтобы проникнуть в толщу осадка. Этого можно достигнуть разными способами. Тело роющего животного может быть укреплено внутренним скелетом, как у таксы, или внешним, как у рака. Внешние скелеты обычно сначала мягкие и гибкие, как у креветки, но могут минерализоваться и твердеть, словно у омара. Другой подход – «собрать» тело из повторяющихся сегментов, наполненных жидкостью и разделенных перегородками. Завернув сегменты в плотный мускулистый покров, можно продвигаться в почве, опираясь на него. Такой вариант выбрал дождевой червь.

Так же поступают и морские родственники дождевого червя, но они помогают себе рыть, ползать и плавать гибкими, похожими на ножки придатками на каждом сегменте. Самые древние окаменевшие следы – например Yilingia spiciformis – могли быть оставлены именно такими существами.

Животные, подобные дождевому червю, устроены сложнее, чем медузы или примитивные плоские черви. Главным их отличием является наличие внутренностей.

У медуз и плоских червей внутренностей практически нет. Их кишка – это просто впячивание (инвагинация) тела, соединяющегося с внешним миром единственным отверстием, которое является одновременно и ртом, и анусом. Более сложные же животные, напротив, имеют сквозной кишечник со ртом на одном конце и анусом – на другом. У них могут быть внутренние полости тела, отделяющие кишечник от покровов, в которых формируются внутренние органы.

Животные, чей уровень организации близок к медузе, как правило, лишены таких полостей. Наличие внутренних полостей означает, что рост кишки и внешних покровов теперь не взаимосвязан и позволяет формироваться сложному кишечнику, а размерам тела – увеличиваться. Сложный кишечник и большое тело оказываются очень кстати, когда вам придет в голову заняться поеданием соседей по местообитанию. А еще вам понадобятся зубы. Если же вы хотите защититься от съедения, вам понадобится броня. Тела животных Эдиакарского сада были мягкими, водянистыми и беззащитными. Изгнание из рая оказалось жестоким и беспощадным – и было вызвано очередным потрясением планетарного масштаба.

Произошло это в следующем раунде интенсивного выветривания в самом конце эдиакария. Климат нанес такой удар, что практически вся суша была стесана до скального основания и смыта в океан. Это привело к двум важным последствиям. Во-первых, из-за значительного повышения уровня океана были затоплены обширные прибрежные пространства, благодаря чему морские обитатели получили новый простор для освоения. Во-вторых, в океане внезапно оказалось в достатке разнообразных химических веществ – в частности кальция, без которого не построить скелет или раковину[42].

Самые древние известные минерализованные скелеты принадлежат клаудинам (Cloudina), жившим около 550 миллионов лет назад. Клаудины были похожи на стопку крошечных вафельных рожков для мороженого[43]. Их остатки встречаются повсеместно, и, несмотря на свою древность, некоторые из них просверлены каким-то неизвестным хищником[44]. Чуть позже, примерно 541 миллион лет назад, в палеонтологической летописи появляются тоже широко распространенные следовые дорожки трептихнус (Treptichnus) – окаменевшие норы, оставленные в донном иле неизвестным животным. Их появление отмечает начало кембрия – периода второго великого расцвета животных. Животных, которые закапывались, плавали, сражались и пожирали друг друга. Животных с твердыми скелетами, укрепленными кальцием. Животных, у которых были зубы.

Самые известные кембрийские животные – это, пожалуй, трилобиты. Это были членистоногие[45], своим видом напоминающие нынешних мокриц. Они процветали в морях, начиная с раннего кембрия и до девона, когда их звезда закатилась. Окончательно же они вымерли в конце пермского периода примерно 252 миллиона лет назад.

Окаменелые останки трилобитов довольно распространены. Почти во всех любительских коллекциях найдется свой трилобит (и не один), но их привычность и многочисленность – не повод их недооценивать. Трилобиты изысканно красивы, а устроены не менее сложно, чем современные животные. Они обзавелись экзоскелетами и линяли по мере роста, точно как современные членистоногие – от крошечных мошек до громадных омаров. Самое примечательное – это глаза трилобитов, составленные из десятков и сотен простых глазок, как у привычных нам мух и стрекоз. Каждый такой глазок у ископаемых сохранился в виде кристалла карбоната кальция. Разумеется, у разных трилобитов были разные глаза (у некоторых огромные, а какие-то были вовсе слепыми). Одни добывали пропитание, копаясь в иле, другие плавали, не слишком приближаясь ко дну.

Но трилобиты – это еще не вся кембрийская жизнь.

Давным-давно, 508 миллионов лет назад, на дне моря – там, где сейчас находится канадская провинция Британская Колумбия, – сошел оползень. И прихватил с собой все, что было на дне, и внутри дна тоже. Многих животных засыпало целиком, практически перекрыв доступ к ним кислорода. Засыпало так быстро, что животные остались целыми и неповрежденными, так что последующие полмиллиарда лет не нарушили ни мельчайшей детали их облика, даже в мягких частях тела. За прошедшие эпохи мягкие осадочные породы спрессовались в сланец и воздвиглись ввысь, став из морских глубин частью величайшей горной системы Северной Америки. Там их и обнаружили в 1909 году, назвав сланцами Берджесс. Существа, захороненные в этих сланцах, представляют собой редкий стоп-кадр морской жизни кембрия.

Это удивительный зверинец. Ворох шипастых членистых конечностей, острых когтей и перистых усиков – и все это соединено с телами животных, приходящихся дальней родней нынешним ракам, насекомым и паукам. Животные эти странны до необычайности даже в сравнении с пышным разнообразием современных членистоногих. Среди них была, например, опабиния (Opabinia) с ее пятью стебельчатыми глазами и диковинными хватательными челюстями, расположенными на конце гибкого хоботка. Или аномалокарис (Anomalocaris) – метровый хищник, барражирующий на глубине в поисках добычи, которую можно схватить шипастыми «щупальцами» и затащить в напоминающий дробилку рот[46]. Но самая обескураживающая – конечно, галлюцигения (Hallucigenia) – червеобразное создание, пробиравшееся по илистому дну, защищенное от атаки сверху двойным рядом длинных растопыренных шипов.

Пока членистоногие ползали по дну и плавали над дном, в иле копошились разнообразные причудливые черви.

Множество созданий из сланцев Берджесс лишь отдаленно напоминают животных наших дней[47]. Тем не менее понять, к какой же из основных групп животных относится та или иная окаменелость, можно, даже если она оказывается дальним родственником с экзотическим обликом. Помимо членистоногих (в самом широком смысле, включая галлюцигению и другие ископаемые формы, напоминающие современных бархатных червей, онихофор, снующих в листовой подстилке тропических лесов и похожих на дождевых червей с пухлыми ножками), тогда обитало множество закапывающихся в ил животных, родственных разным группам червей.

Как было с членистоногими, так же вышло и с моллюсками, которые столь же мягкие, как членистоногие, – шипастые (по крайней мере, под раковиной). Виваксия (Wiwaxia) с телом кольчатого червя обладала твердым языком, неотличимым от радулы моллюсков – сегодня такими радулами слизни грызут листья салата в огороде. А сверху животное покрыто совершенно нехарактерным для моллюсков кольчужным панцирем[48]. Другим берджесским животным с радулой был одонтогриф (Odontogriphus) – который, впрочем, в остальном выглядел как надувной матрац, скрещенный с кофемолкой. Виваксия и одонтогриф были близкими родственниками ранних моллюсков[49].

А был еще и нектокарис (Nectocaris) – примитивное животное без раковины, отдаленно напоминающее кальмара. Это древнейший известный головоногий моллюск[50][51]. Сегодня к этой группе принадлежат как самое умное и странное из беспозвоночных – осьминог, так и самое большое – колоссальный кальмар. Ископаемая история головоногих так же величественна, как ныне живущие представители этого класса, включая появление – вскоре после нектокариса – наутилоидов с раковинами, похожими на громадные, больше метра, трубы и валторны, а во времена динозавров – закрученных аммонитов, некоторые из которых достигали размера колеса самосвала, что не мешало им изящно парить в толще воды.

После открытия сланцев Берджесс были найдены и другие похожие месторождения примерно того же возраста, среди которых – Маотяньшаньские сланцы на юге Китая. Эти находки встречаются по всему земному шару, от Южной Австралии до Северной Гренландии. Все они примечательны прекрасной сохранностью останков вплоть до малейших деталей. Например, китайская креветкоподобная фусяньхойя (Fuxianhuia) сохранилась настолько, что можно отслеживать нейронные связи в ее мозге[52].

Ископаемые в такой сохранности вообще-то встречаются очень редко. Так произошло благодаря удачному стечению геологических и биохимических обстоятельств. Обычно окаменелости представляют собой только твердые части тел животных, причем замещенные минералами: раковины, кости и зубы, а не нервы, жабры или кишечник. Окаменелости приблизительно того же возраста, что и найденные в сланцах Берджесс, известны давно, но они тоже запечатлели твердые части – следствие стремительной «минерализации» морей в конце эдиакария, позволившей животным отрастить бронезащиту.

В кембрии, на протяжении всего лишь 56 миллионов лет, произошел расцвет форм жизни, которого не случалось ни раньше (за исключением собственно возникновения жизни), ни – и это следует отметить особо – потом. Конечно, 56 миллионов лет – немалый срок, но следующие 485 миллионов лет происходило лишь совершенствование основ, заложенных в кембрии. Со времен гибели динозавров прошло больше времени, чем длился кембрийский период. Неудивительно, что такой стремительный взрыв разнообразия получил название «кембрийский взрыв».

Впрочем, это едва ли был стремительный взрыв – скорее долгий глухой рокот. Он зазвучал с распадом Родинии и, сопровождая восхождение и закат эдиакарской фауны, утих только 480 миллионов лет назад[53].

К концу кембрийского периода в палеонтологической летописи уже появились все основные группы животных, существующие и поныне[54]. Это были не только членистоногие и различные черви, но и иглокожие и позвоночные. Одним из первых позвоночных была метасприггина (Metaspriggina) из сланцев Берджесс. Вместо жесткой внешней кальцитовой брони у нее был гибкий внутренний остов, к которому крепились мощные мышцы. Так гораздо лучше для плавания – причем быстрого, чтобы ускользнуть в кошмарной гонке с гигантскими членистоногими, наподобие аномалокариса.

Метасприггина оказалось одной из самых первых рыб, увековеченных в окаменелостях. И ее история принадлежит уже следующей главе.

Временная шкала № 3. Сложная жизнь

3

Пришествие позвоночника

Когда в теплых мелких кембрийских морях стал слышен стук клешней шипастых клешней членистоногих, события разворачивались в песчаных россыпях дна. Миниатюрное создание саккорит (Saccorhytus), размером с булавочную головку, мирно жило, фильтруя воду, струящуюся между песчинок[55]. Фильтраторы давно не были экзотикой – губки занимались этим уже 300 миллионов лет, да и другие животные – например моллюски – регулярно вступали на этот путь. Просеивание ила в поисках съедобных крошек – дешевый и эффективный способ добывать себе пропитание, особенно для мелких животных со скромными запросами, а саккорит был именно таким.

На одном конце напоминающего по форме картофелину (хотя и крохотную) тела у саккорита был большой круглый рот, жадно всасывающий поток воды, создаваемый рядами колышущихся ресничек. По каждой стороне тела шел ряд отверстий, напоминающий иллюминаторы, через которые выходила отфильтрованная вода. Внутри тела располагалась липкая слизистая сеть, к которой прилипали частицы детрита – органических осадков. Большая часть тела животного была занята этим фильтровальным аппаратом, включающим рот и множество отверстий, – глоткой. Облепленная детритом слизь сворачивалась в жгут и отправлялась в кишечник, который, наряду с остальными внутренними органами, занимал относительно небольшой объем в задней части тела. Анус был внутренним, и экскременты выделялись через те же отверстия-«иллюминаторы», как и сперма или яйца при размножении.

Саккорит был совершенно беспомощен перед лицом превратностей судьбы – практически так же, как песчинки, среди которых он обитал. Фильтраторам – губкам, двустворчатым моллюскам и многим другим – совершенно все равно, что именно фильтровать; очевидно, в их глотках и ловчих сетях нашли свой конец бесчисленные множества крошечных животных, не заинтересовавших крупных хищников. Некоторые потомки саккорита смогли найти выход, став крупнее, или быстрее, или одевшись в броню – в любых комбинациях.

Большой размер означает, что животное не будет проглочено целиком, – хотя не гарантирует, что тебя не разорвут на части. Чтобы справиться и с этой проблемой, некоторые животные обзавелись броней. Многие добились этого, пропитав свои покровы карбонатом кальция, извлеченным из сильно минерализованной морской воды. Это одно из самых распространенных в природе соединений – из кальцита сложены мел, другие виды известняка и мрамор. Кембрийские моря были богаты карбонатом кальция, который обитатели этих морей превращали в перламутр раковин моллюсков и броню панцирей ракообразных, микроскопические спикулы губок и громадные остовы коралловых рифов.

Некоторые защищенные броней наследники саккорита создали свою уникальную кольчугу, каждое звено которой являлось отдельным кристаллом кальцита. Сделав это, они стали первыми иглокожими – предками морских звезд и морских ежей. План строения всех современных иглокожих основан на числе 5, и этим они отличаются от всех остальных животных. Однако в кембрии они были более разнообразными: некоторые все еще оставались двусторонне-симметричными, какие-то стали трехлучевыми, а другие и вовсе утратили какую бы то ни было симметрию. Но все начиналось с фильтровального аппарата – рта и отверстий глотки – саккорита, пусть со временем его и заменили другие способы питания. Среди современных иглокожих так не питается никто.

Иглокожие выбрали стратегию защиты от хищников с помощью брони. Но от хищника можно и сбежать – уплыть от атакующего так быстро, как только можешь. На этот вариант пал выбор других потомков саккорита, отдельные представители которых отрастили у заднего конца глотки машущий хвост – так намного проще (быстро) уплыть от любой потенциальной угрозы.

А началось все с длинного упругого стержня, прочного, но при этом гибкого, который в процессе эволюции сформировался из «кармана» кишки, образующегося при развитии зародыша. Этот стержень – хорда – похож на те длинные воздушные шарики, из которых аниматоры на детских праздниках завязывают лошадок, мечи и цветы. Хорда очень гибкая, но стоит убрать приложенное усилие – и она вновь возвращается к своему исходному виду длинной узкой прямой трубки. Благодаря этому свойству хорда отлично подходит для крепления к ней с разных сторон рядов мышц, которые, попеременно сокращаясь и расслабляясь, S-образно изгибают тело животного то в одну, то в другую сторону. Так, извиваясь, животное продвигается в толще воды. Координируют эти движения равномерно расположенные отростки нерва, проходящего вдоль верхней стороны хорды, – спинного мозга.

Практически так выглядели кембрийские животные ветуликолии[56]. Эти существа длиной не больше нескольких сантиметров обладали глоткой наподобие саккоритовой, за которой располагался сегментированный хвост. И хотя некоторые ветуликолии плавали в толще воды[57], большую часть жизни они проводили, зарывшись в песок и выставив наружу только рот, потихоньку втягивая ил. Но в случае угрозы они вспоминали про свой хвост и быстро уплывали прочь от опасности, а на новом месте хвостом же выкапывали себе на дне новое убежище. Родственны ветуликолиям юннанозооны, у которых глотка стала расти вместе с хвостом. Причем хвост юннанозоонов вытянулся не только назад, но и вперед, зайдя на верхнюю сторону глотки и охватив ее, придав животному рыбообразную форму[58]. Так же выглядела и пикайя (Pikaia)[59], странное создание из сланцев Берджесс, как и обитатель чэнцзянской биоты катаймирус (Cathaymyrus)[60].

Катаймирус на первый взгляд напоминает филе анчоуса. Его хорда и мышечные блоки отлично видны (в передней части, где глотка), но вот с остальными органами проблема. В качестве глаз катаймирус обходился единственным пигментным пятном. У катаймируса не было ни головы, ни плавников, ни ушей, ни носа, ни мозга – практически ничего. Это был бы отличный клиент Гудвина, Великого и Ужасного, – тем не менее он явно отказался путешествовать вместе с Элли и ее друзьями по дороге, вымощенной желтым кирпичом. Несмотря на это, катаймирус и его родственники жили успешно – хотя и скромно – полмиллиарда лет. Закопавшись хвостом вперед в неприметных щелях, они коротали дни в освященной веками традиции фильтрования морского осадка. Лишь столкнувшись с угрозой, они отваживались на отчаянный рывок – к ближайшему убежищу. Некоторые из родственных катаймирусу животных дожили до наших дней, и это ланцетники.

Глотка и хвост катаймируса были объединены в монолитное изящное тело. Некоторые родственники катаймируса избрали совершенно другой путь. Вместо того чтобы объединять глотку с хвостом, эти создания – оболочники – разделили их, в полной мере пользуясь преимуществами каждой части тела на разных стадиях жизненного цикла[61]. Личинка оболочников – это почти один хвост, с примитивным мозгом, зрительным пятном и органом гравитационного чувства. Эти органы чувств крайне несовершенны, но полностью отвечают нуждам личинки – отличать свет от тьмы, а низ – от верха. Глотка личинки тоже рудиментарна и не позволяет ей питаться – и это тоже полностью устраивает личинку, чья задача – найти место достаточно глубокое и сумрачное, чтобы, обосновавшись там, стать взрослой и прожить всю жизнь. Найдя подходящее место, личинка прикрепляется к нему головой вниз и превращается во взрослую особь, утрачивая хвост и разрастаясь. Взрослый оболочник – это, по сути, одна громадная глотка, способная лишь питаться. Ведущее прикрепленный образ жизни животное – легкая добыча, поэтому оболочники обзавелись собственным доспехом в виде «туники» (даже их латинское название – «облаченные в тунику») из целлюлозы. Это вещество совершенно несъедобно, и, помимо туникат, встречается только у растений. В тунике могут содержаться и другие экзотические для животных вещества – например никель или ванадий, извлеченные из морской воды, – или минеральная «пропитка», прибавляющая прочности. Например, вид Pyura выглядит точно как камень, пока ее не разобьешь. Такой образ жизни оболочники ведут с кембрия[62].

Оболочников всегда кормила глоточная рото-щелевая фильтрующая система, внедренная еще саккоритом и славная многомиллионолетней историей[63]. А вот их ближайшие родственники – позвоночные – проявили оригинальность: они превратили инструмент панического бегства – хвост с хордой – в специализированный аппарат направленного движения. Катаймирус и сходные животные пользовались хордовым хвостом только для очень коротких рывков. У оболочников укрепленный хордой хвост есть только у личинок, которые пользуются им (если вообще пользуются) почти исключительно при поиске будущего местообитания. Найдя же его, они прикрепляются и остаются там навсегда. Такие животные могут обходиться минимальной информацией о том, куда они направляются. Хвост им нужен лишь для того, чтобы побыстрее завершить и без того недолгое путешествие.

В противоположность этому ни одно позвоночное не проводит заметную часть своего жизненного цикла в прикрепленном состоянии[64]. Им, находящимся в постоянном поиске, необходим гораздо более развитый комплекс куда более разнообразных органов чувств. Позвоночные в процессе эволюции обзавелись крупными парными глазами, усовершенствованным обонянием и сложной системой обнаружения движений воды[65]. Позвоночные стали куда более чувствительны к окружающей их среде и своему месту в ней, чем кто-либо из последователей саккорита – будь то оболочники, ланцетник, ветуликолии, иглокожие и прочие. Развитой системе органов чувств требовался сложный централизованный мозг. И действительно, мозг позвоночных не уступал, а зачастую и превосходил по сложности мозг других подвижных животных – ракообразных, насекомых и даже такого гроссмейстера конечностей, как осьминог, несмотря на то что мозг у всех этих животных развивался совершенно по-разному.

Из мрака кембрийских морских глубин, сверкая, словно проблески солнечного света в воде, появились рыбы, такие как Metaspriggina[66], Myllokunmingia и Haikouichthys[67]. Останки этих созданий свидетельствуют о том, что к середине кембрия позвоночные уже существовали и были широко распространены. У этих самых первых рыб были рты, но не было челюстей и были глотки, хотя они уже не были фильтраторами. Гораздо более активные, чем родственники-оболочники, позвоночные нуждались в большем количестве кислорода. Древние глоточные окна, происхождение которых прослеживается до саккорита, превратились в жаберные щели. Всасываемая ртом вода мускульным усилием выбрасывалась через жаберные щели. Богатые кровеносными сосудами перистые жабры извлекали из воды кислород и сбрасывали в нее углекислоту. Следовательно, позвоночные усовершенствовали свою глотку: поля нежно колышущихся ресничек заменили ряды мышц – для воздухообмена (то есть дыхания) и для захвата добычи[68].

Позвоночным нужно больше энергии, чем другим животным. Отчасти потому, что позвоночные в среднем довольно крупные. Киты и динозавры – и те и другие позвоночные – крупнейшие из когда-либо существовавших на Земле животных, но ими дело не ограничивается. Не будем забывать о рыбах – китовой акуле и гигантской акуле; пресмыкающихся – питонах и удавах и комодском варане; млекопитающих – слонах и носорогах. Редкие беспозвоночные могут сравниться с ними в размерах. Мы, люди, – тоже довольно крупные животные[69]. Конечно, есть и крохотные позвоночные, лишь несколько граммов весом, но все позвоночные различимы невооруженным глазом. А вот многих беспозвоночных без лупы или микроскопа не разглядеть[70].

Среди беспозвоночных самые многочисленные – насекомые, тело которых поддерживается наружным скелетом, построенным из гибкого хитина. Чтобы вырасти, насекомое сбрасывает весь свой наружный скелет, увеличивается в размерах, а затем ждет, пока новый скелет, все еще мягкий, затвердеет – и только тогда вновь начинает активно двигаться. Это одна из причин, почему насекомые маленькие: стоит превысить размерный предел – и без экзоскелета животное будет раздавлено собственным весом. Ракообразные, близкие родственники насекомых, тоже линяют, но они обитают преимущественно в воде, которая принимает часть их веса. Поэтому ракообразные могут вырастать больше насекомых – например, крабы или омары бывают гораздо крупнее любого насекомого. Но даже самый большой омар – блоха по сравнению со многими позвоночными.

Самые примитивные из ныне живущих позвоночных – миноги и миксины. Наружной брони у них нет, и, по-видимому, ни у кого из их предков брони тоже никогда не было. Как и метасприггина и другие древнейшие рыбы, миноги и миксины лишены челюстей и парных плавников. Однако другие позвоночные обзаводились толстыми панцирями из бронированных пластин. Панцирные рыбы появились позже, в кембрии. В броню было заковано большинство древних рыб, которые тоже не имели челюстей, а основой их внутреннего скелета оставалась хорда[71]. Обычно голова и глотка были укрыты сплошными пластинами, которые к заднему концу тела уменьшались, а связи между ними становились подвижнее, позволяя животному свободно двигать хвостом. Эти пластины строились не из кальцита (одна из разновидностей карбоната кальция), а из другого минерала – гидроксиапатита, одной из форм фосфата кальция. Позвоночные – единственные животные в мире, строящие броню из фосфата кальция[72].

Броня древнейших рыб напоминала слоеный пирог из разных форм гидроксиапатита: внизу находился губчатый слой, в середине гидроксиапатит был уложен плотнее, а сверху это все было покрыто тонким слоем очень плотного, очень прочного гидроксиапатита. Эти формы известны нам под названиями «кость», «дентин» и, наконец, «эмаль» – самый твердый материал, вырабатывающийся в живом организме. У нас с вами и кость, и дентин, и эмаль – причем именно в такой последовательности – можно найти только в зубах. Так что можно сказать, что те бронированные позвоночные были просто покрыты зубами по всей поверхности тела. И даже в наши дни акульи чешуйки выглядят, словно миниатюрные зубы, поэтому акулья кожа столь шершава, что когда-то ее использовали вместо наждачной бумаги.

Кембрийские позвоночные обзавелись броней по тем же самым причинам, что и прочие животные той эпохи – для самозащиты[73]. Эволюция панцирных рыб происходила в тот же период, когда появились хищные наутилоиды и гигантские морские ракоскорпионы – эвриптериды[74], самым ужасным среди которых был живший в девоне Jaekelopterus. Этот оживший кошмар с большими выпученными глазами и громадными клешнями достигал 2,5 метра в длину и, скорее всего, каждый его день был рыбным[75].

Первыми из рыб броню надели птераспиды. Головной щит у них иногда имел выступы по бокам, делавшие их обладателя похожими на гидроплан, но парных гибких плавников у птераспид не было. О внутреннем строении этих тяжело бронированных существ известно очень мало, потому что у них были хрящевые черепные коробки, а опорой внутренних органов служила губчатая, но от этого не менее упругая хорда, окруженная хрящевыми элементами. Впрочем, у некоторых панцирных рыб мягкий головной хрящ минерализовался, поэтому очертания мозга, сосудов и нервов сохранились в деталях. По этим окаменелостям стало ясно, что эти бесчелюстные бронированные рыбы были устроены по тому же образу, что и миноги – бронированные миноги.

Бесчелюстные бронированные рыбы заполняли древние моря с позднего кембрия до конца девона – и встречались в богатом разнообразии удивительных форм. Одни были заключены в пластинчатую броню и проводили большую часть своего времени, барражируя над морским дном или роясь в иле в поисках детрита. Другие, как изящные телодонты[76], носили гибкую кольчугу акульей шагрени, которая не мешала быстро передвигаться в открытом море.

У древнейших рыб, например метасприггины, на переднем конце тела была пара сильно сближенных глаз, наподобие фар у мотоцикла. Места для ноздрей уже не было. За обоняние отвечали особые клетки в глотке, оставшиеся от древних фильтрующих предков позвоночных. Но у птераспидных рыб глаза стали располагаться по бокам головы, освободив место для парных ноздрей. Мозг разделился на правое и левое полушария, что привело к расширению лицевой части головы[77].

Цефаласпиды, имевшие единственную ноздрю, как и современные миноги, довольствовались единственным органом чувств – обонятельным мешком, который касается основания мозга. Эволюция других бесчелюстных шла в ином направлении. Окаменелости мозга одной такой рыбы, Shuyu[78], свидетельствуют о том, что у нее было два обонятельных мешка, открывающихся в ротовую полость, вместо единственной ноздри. Такое строение, при котором лицевая часть головы еще больше расширяется, – характерная черта челюстноротых позвоночных, но не миног. У других продвинутых бесчелюстных появляются парные грудные плавники, которыми тоже не могут похвастать ни миноги, ни птераспиды, хотя для челюстноротых это совершенно привычно. Основание для появления челюстей было заложено.

Когда в процессе эволюции панцирные рыбы перешагнули эту черту, они превратились в совсем иных животных[79]. Сейчас челюстноротые составляют больше 99 % всех позвоночных, а из бесчелюстных сохранились лишь миноги и миксины.

Челюсти появились в результате преобразования первой жаберной дуги – хрящевой «рамки», отделяющей рот от первой жаберной щели, – когда та, сложившись пополам, закрепилась серединой и так превратилась в верхнюю и нижнюю челюсти. В результате такого превращения первая жаберная щель сократилась до крошечного отверстия – брызгальца, расположенного позади и выше верхней челюсти.

Первыми позвоночными с челюстями были плакодермы. На первый взгляд они мало чем отличались от других панцирных рыб, чьи головы упрятаны в толстые костные щиты. Но при более пристальном рассмотрении становятся видны не только челюсти, но и много других усовершенствований, которые встречаются только у челюстноротых. Например, вторая пара плавников в дополнение к грудным – брюшные, расположенные практически по бокам от ануса[80]. Плакодермы появились в начале силурийского периода и существовали до конца девонского.

Самые примитивные плакодермы – антиархи – были защищены столь же мощной броней, как и птераспиды. Более продвинутые артродиры, напротив, как правило (но не всегда!), несли облегченную броню, а один из них – достигавший 6 метров в длину Dunkleosteus с его острыми, как бритва, громадными челюстями – стал самым главным хищником девонских морей.

Обратите внимание: я назвал острыми, как лезвия бритвы, челюсти дунклеостея, а не зубы – у плакодерм не было отдельных зубов[81]. Режущие кромки его чудовищных челюстей были образованы заостренными кромками самих челюстных костей.

Одним из наиболее продвинутых плакодерм был энтелогнат (Entelognathus) – несмотря на то что обитал он 419 миллионов лет назад, в начале силура, то есть был одним из первых известных плакодерм[82]. Его плотно облаченные в броню голова и хвост были характерны для артродир, хотя со своими 20 сантиметрами он смотрелся бледно на фоне своего чудовищного родственника дунклеостея.

Другим отличием энтелогната от дунклеостея – и всех остальных плакодерм – были его челюсти: у энтелогната челюсти состояли из нескольких костей, как у современных костных рыб, в том числе отдельная верхняя челюсть (максилла) и нижняя челюсть (мандибула).

Энтелогнат мог бы нам улыбнуться – и мы бы поняли, что это именно улыбка.

Хоть плакодермам и не удалось пережить конец девонского периода, от них произошли три другие группы челюстноротых позвоночных. Ими стали хрящевые рыбы (акулы, скаты и их родственники), костные рыбы (к которым относится большинство современных рыб – от осетра и рогозуба до сардин и морских коньков; а от костных рыб произошли и все наземные позвоночные, включая и нас) и еще одна вымершая группа – акантоды, или крючкозубые.

Акантоды просуществовали до пермского периода – и в перми полностью вымерли. У большинства хрящевых и костных рыб хорда – прочная, но гибкая «балка», поддерживающая тело, – в ходе зародышевого развития заменяется сегментированным позвоночником. У хрящевых рыб он, разумеется, хрящевой, хотя иногда может до определенной степени минерализоваться. У костных рыб хрящ в основном замещается костью. Неизвестно, обладали ли плакодермы или акантоды позвоночником вместо хорды, но если обладали, то, скорее всего, хрящевым[83].

Акантоды сменили броню на чешую и обзавелись своей отличительной чертой – хорошо заметным шипом в переднем крае каждого плавника. По своему же внутреннему строению они были полностью хрящевыми и сильно напоминали акул[84]. Ветвь акантод рано отделилась от ветви хрящевых рыб – группы, дожившей до наших дней и прекрасно себя чувствующей.

В силуре вместе с энтелогнатом жила рыба под названием гуйюй (Guiyu). Это самая древняя из хорошо сохранившихся костных рыб (от которых произошли и все наземные позвоночные)[85]. Костные рыбы существовали и до гуйюй, но их останки фрагментарны и вызывают вопросы. Но важность гуйюй не только в том, что ее окаменелости хорошо сохранились, и не в том, что это первая достоверно известная костная рыба. Гуйюй примечательна тем, что это одна из самых первых лопастеперых рыб – своеобразной группы костных рыб, давших начало наземным позвоночным.

В том числе и нам.

4

Бег на сушу

Океан кишел жизнью от взрыва разнообразия в кембрии до рыбного буйства девона. Но лишь немногие существа пока отваживались подняться над гладью вод, направившись на сушу. У них были на то причины.

Во-первых, довольно долго суши было мало. Континенты росли медленно. Сталкиваясь, литосферные плиты порождали дуги вулканических островов. Струи магмы, поднимаясь из глубин, пробивали кору и вносили свою лепту. Острова росли один возле другого, заполняя промежутки, и, закруженные вихрями беспокойной мантии, сталкивались, превращаясь в первые континенты.

Во-вторых, жить на суше непросто. Вода – нежная колыбель. Без ее поддержки существа чувствуют каждый грамм своего веса, который тянет их к земле. Палящее солнце быстро высушит тела. Жабры, не погруженные в воду, не смогут функционировать, не давая своему владельцу дышать. Всякий, кто осмелился выйти на сушу, был бы обессилен, обезвожен, а также задохнулся бы. Первопроходцам суши предстала бы среда почти столь же враждебная, как открытый космос.

И столь же безжалостная. На суше тогда не было ничего, кроме бесплодной вулканической породы. Не было тенистой прохлады от древесных крон, потому что деревьям еще только предстояло появиться. Не было плодородной почвы, а лишь пыль, выточенная ветром из голых скал, потому что пригодную для растений почву создают и обогащают ее обитатели – корни растений, грибы, черви. Та часть Земли, что возвышалась над урезом воды, была пустыней, такой же сухой и безжизненной, как Луна, чей все еще громадный диск висел над горизонтом.

Но, как мы уже видели, жизни не привыкать отвечать на вызовы. Совершенно новая среда обитания, свободная от конкурентов суетливого океана, открывала широчайшие возможности для роста и развития тем созданиям, которые смогли бы освоить ее. Первым шагом стало заселение внутренних прудов и рек водорослями, произошедшее не менее 1,2 миллиарда лет назад[86]. Возможно, тогда (или даже чуть позже) корочки бактерий, водорослей и грибов прятались в укромных уголках бесплодного побережья. Не исключено, что некоторые ветвистые эдиакарские создания, оказавшись застигнутыми врасплох отливом, проводили какое-то время на суше[87]. В кембрийские времена какое-то оставшееся неизвестным существо проползло по отлогим песчаным пляжам континента Лаврентия[88], оставив след, удивительно похожий на след мотоцикла[89]. Но это был след отчаянной вылазки, как если бы мотоциклист, заложив несколько лихих виражей, с облегчением вернулся под спасительную сень. Жизнь выбиралась на сушу, но не задерживалась там надолго.

Всерьез вторжение на сушу началось в середине ордовика, примерно 470 миллионов лет назад[90] – практически одновременно с эволюционным рывком в морях, благодаря которому на смену странным порождениям кембрия пришли существа куда более современного облика[91]. Маленькие ползучие растения, печеночники и мхи, создали на суше миллионы крошечных плацдармов. Благодаря своим прочным и устойчивым к высыханию спорам они оказались не просто случайными посетителями суши. Вскоре в небо устремились первые деревья. Первыми были нематофиты. Нематофит Prototaxites был больше метра в диаметре и достигал нескольких метров в высоту. Вряд ли это было дерево, даже древовидный папоротник – скорее всего гигантский лишайник, союз мха и водорослей.

А там, внизу, Земля не замирала. При очередном всплеске вулканизма наружу были выброшены горные породы, активно реагировавшие с углекислотой и удалявшие ее из атмосферы. Без углекислого газа, поддерживавшего парниковый эффект, стало холодать. В это же время гигантский южный континент Гондвана достиг Южного полюса. На планете вновь появились ледники. Замерзавшая в них вода пришла из океанов, чей уровень снизился, и в первую очередь сократилась площадь континентальных шельфов, где обитало большинство животных. Ледниковый период длился 20 миллионов лет – от 460 до 440 миллионов лет назад. Он не был таким катастрофическим, как криогеновый, и совсем не таким, как гуронский (период оледенения, к которому привела кислородная катастрофа). Тем не менее вымерло много видов морских животных.

И вновь, как обычно, брошенный вызов жизнь приняла. После оледенения появились прочные, похожие на папоротники растения, чьи споры были еще устойчивее к высыханию, чем у печеночников. Проиграв конкурентную битву, печеночники отступили в укромные влажные тенистые уголки, где они живут и по сей день. Суша, когда-то пустынная, стала покрываться яркой зеленью.

К концу силура, примерно 410 миллионов лет назад, поднялись леса папоротников, мхов и нематофитов. Корни растений начали разрушать горные породы, превращая их в почву. Вместе с почвой появились почвенные грибы, и некоторые из них вступили в обоюдовыгодные отношения с растениями, образовав микоризу. Грибы, раскинув грибницу, добывали из почвы полезные минеральные соединения, которыми делились с растениями, а те взамен снабжали грибы питательными веществами, образованными путем фотосинтеза. Участвующие в микоризе растения имеют существенные преимущества перед «одиночками». Почти все современные растения участвуют в подобном симбиозе[92].

Открытые ветрам и дождям, растения сбрасывали чешуйки, раскидывали споры, избавлялись от лишних веток. Во влажных лабиринтах образующейся лесной подстилки начали ползать мелкие животные.

Первыми наземными животными стали мелкие членистоногие – многоножки, паукообразные, такие как сенокосцы, и ногохвостки – близкие родственники насекомых, которые вскоре появятся и быстро станут самыми успешными наземными животными на Земле как по количеству видов, так и по количеству особей.

В девонском периоде леса росли и расширяли свой ареал. Эти леса не очень-то напоминали современные[93]. Древние деревья, например кладоксилеевые, напоминали гигантский камыш. Их полый неветвящийся стебель устремлялся на 10 и даже больше метров вверх, а на его вершине располагалась кисточковидная крона наподобие метелки[94]. Позднее появились растения, похожие на привычные нам плауны и хвощи, которые встречаются на болотах и в сырых низинах и поныне. Но сегодняшние хвощи и плауны – небольшие растения, а их древние предшественники были великанами. Плаун лепидодендрон (Lepidodendron) вырастал до 50 метров, хвощи – до 20. Большинство этих деревьев были полые. В их стволах не было сердцевины, и держались они только за счет своей толстой внешней коры. У некоторых, например у археоптериса (Archaeopteris), древесина уже была, и они были больше похожи на нынешние деревья – за исключением того, что они размножались спорами, как папоротники, а не семенами.

Казалось бы, мимо такого изобилия пищи никак нельзя было пройти. Но многие миллионы лет растения не фигурировали в меню животных. Древесину трудно разжевать и почти невозможно переварить, к тому же растения производят фенолы и смолы, которые животные не переносят. Съесть растительный материал можно было только после того, как бактерии и грибы разложат его на съедобный детрит. Долгое время растения были не источником пищи, а лишь декорациями миниатюрных драм, в которых мелкие хищники охотились на совсем крошечных детритофагов в лесной подстилке. Способность питаться растениями еще только предстояло приобрести. Первыми были насекомые, которые начали с чувствительных частей растений – органов размножения, таких как шишки. Вслед за ними объявились новые пришельцы из моря – четвероногие, или тетраподы.

Животные, как и все живое, возникли в море. Многие из них остаются там до сих пор, и позвоночные – не исключение. Даже сегодня большинство позвоночных – это рыбы. Так что четвероногих – позвоночных, которые вышли на сушу, – можно считать довольно странной группой рыб, приспособившихся к жизни на отрицательных глубинах.

Корни тетрапод тянутся в ордовик, когда первые челюстноротые появились во время бурного роста биоразнообразия[95]. К силуру появилось множество челюстноротых рыб, как уже встречавшаяся нам в главе 3 гуйюй. Те древние рыбы сочетали в себе признаки, сегодня обнаруживаемые у двух разных групп. Одна из них – лучеперые рыбы, к которым относятся практически все современные рыбы, от групперов до гурами и от форели до камбалы. У этих рыб лучи парных плавников крепятся непосредственно к костям в стенке тела. Но лучеперые доминировали не всегда. В древности на первых ролях была другая группа – лопастеперые рыбы. Как нетрудно догадаться по названию, лопасти их плавников присоединены к туловищу через крепкие мускулистые основания, поддерживаемые дополнительными костями.

В те времена лопастеперые были разнообразной группой, включающей, например, ониходонтов со слабо окостеневшим черепом и своеобразными бивнеподобными зубами; или громадных хищных ризодонтов, крупнейший из которых – Rhizodus hibberti – вырастал до 7 метров в длину. Были и самые разные другие формы, чьи тела часто укрывала крупная чешуя, покрытая особой разновидностью эмали.

Одними из самых консервативных лопастеперых были и остаются целаканты. Они возникли в девоне[96] и сохраняли свой облик до эпохи динозавров, когда вымерли. По крайнем мере, именно так считалось долгое время, пока в 1938 году недавно умершую особь не обнаружили возле берегов Южной Африки, куда ее прибило от берегов Коморских островов[97]. Там, на западе Индийского океана, до сих пор обитает небольшая популяция этого вида. Еще одну популяцию нашли позже у берегов Индонезии[98]. Эти животные мало чем отличаются от своих девонских предков. Современные целаканты обитают на больших глубинах возле отвесных подводных скал, поэтому они долго не попадались исследователям, хотя хорошо известны местным рыбакам-любителям.

А вот некоторые двоякодышащие рыбы, напротив, эволюционировали до полной неузнаваемости. И если австралийский рогозуб (Neoceratodus) – закованная в чешуйчатую броню пресноводная рыба – очень похож на древних лопастеперых, то южноамериканский чешуйчатник (Lepidosiren) и африканский протоптер (Protopterus) изменились до такой степени, что раньше их считали тетраподами[99].

Разгадка – в названии.

У всех рыб сначала были легкие, которые закладываются у зародыша как вырост верхней стороны кишки. Однако у большинства рыб легкие превратились в плавательный пузырь, которым регулируется плавучесть. У целакантов – исключительно морских рыб, причем глубоководных, – он заполнен жиром. Но двоякодышащие обитают в пересыхающих реках и прудах, где они всегда рискуют остаться, образно выражаясь, на сухом пайке. Поэтому двоякодышащим гораздо полезнее использовать легкие для дыхания воздухом. Чешуйчатник и вовсе дышит только воздухом. Но это не значит, что двоякодышащие как-то особенно родственны тетраподам. Они приспосабливались к наземной жизни независимо друг от друга. Конечности чешуйчатника и протоптера истончились, став похожими на хлысты, а не окрепли, чтобы выдерживать вес животного на суше. Самые первые двоякодышащие, обитавшие в девонском периоде, были практически неотличимы от остальных лопастеперых.

Как и те рыбы, чьи сородичи однажды шагнули на сушу. Принадлежность Eusthenopteron и Osteolepis к рыбам не вызывала никаких подозрений, но именно их ближайшие родственники уже эволюционировали до состояния, при котором жизнь над водой сначала стала редкой прихотью, но потом превратилась в постоянную привычку.

Многие из них были обитателями заросших мелководий и охотились на своих мелких сородичей. Некоторые становились крупными существами и, карабкаясь своими ловкими сильными плавниками, забирались в хорошо замаскированные зарослями засады, из которых было удобно атаковать ни о чем не подозревающую добычу. Так часто делали ризодонты. Другая группа лопастеперых – элпистостегалии – зашла гораздо дальше.

От рыла до хвоста элпистостегалии были хищниками мелководий. В отличие от большинства рыб, сплюснутых с боков, тело элпистостегалий было уплощенным, как у крокодила, – чтобы лучше рыскать в мелкой воде. У некоторых, для полноты картины, даже глаза располагались не по бокам головы, а на верхушке. Непарные плавники – спинной, анальные и остальные – редуцировались или исчезли, а парные стали практически неотличимы от лап с плавникообразной каймой. Образцовым примером был позднедевонский тиктаалик (Tiktaalik)[100], как и элпистостега (Elpistostege)[101]. Эти животные, длиной около метра, размерами и формой напоминали небольшого крокодила. У них была широкая плоская голова с глазами на середине верхней стороны, гибкое тело и сильные передние конечности, похожие на лапы. Кости конечностей точно соответствуют костям лап тетрапод. У этих рыб были легкие, а внутренними жабрами они, по-видимому, пользовались неохотно. Часть крыши черепа, которая у обычных рыб заходит на зону жабр, у элпистостегалий довольно коротка, в результате образуется выраженная шея. Это очень удобно для засадного хищника, которому надо быстро вертеть головой, чтобы схватить проворную добычу. Практически во всем эти рыбы были тетраподами, рыб в них выдавала лишь плавниковая каемка вместо пальцев.

Тиктаалик, элпистостега и прочие существовали около 370 миллионов лет назад, в конце девона. Но история их уходит гораздо глубже. Кто-то променял плавники на лапы как минимум на 25 миллионов лет раньше: примерно 395 миллионов лет назад на пляже на территории современной Центральной Польши появилась цепочка следов[102]. Никто не знает, что за вид тетрапод это был, но никем, кроме тетрапода, это животное быть не могло.

Помимо древности, эти следы примечательны и местом появления – на берегу не пресного водоема, а в морской приливной зоне. Словно Афродита[103], первые тетраподы вышли из волн прибоя. Волны эти были солеными (или солоноватыми, если это был речной эстуарий)[104].

Тем временем земные недра по-прежнему находились в неустанном движении. С тех пор как распался суперконтинент Родиния, континенты разошлись в разные стороны. Постепенно направление дрейфа континентов, продолжавшегося полтора миллиарда лет, начинало меняться. Предвестником надвигающихся событий стало ордовикское вымирание, когда великий южный континент Гондвана надвинулся на Южный полюс.

К концу девона Гондвана и Лавразия, объединявшая громадные северные массивы суши, начали двигаться навстречу друг другу. Их столкновение породит великие горные хребты и огромный единый континент – Пангею, вновь отразившись на созданиях, обитавших на этих землях. Так разлетаются игрушки и книги, стоит лишь дернуть одеяло, на котором их неосмотрительно оставили. Выветривание только что поднявшихся гор вытягивало из воздуха углекислоту, снижая парниковый эффект и возвращая ледники в южные, приполярные области Гондваны. Вулканизм тоже принимал посильное участие в событиях. И пришло вымирание.

Затронуло оно в основном морских обитателей. Сильно пострадали кораллы. Вымерли широко распространенные в девоне рифообразующие губки – строматопороидеи[105], и на рифах вновь распространились строматолиты. Буйство стихий прогремело последним набатом для оставшихся бесчелюстных панцирных рыб, плакодерм и многих лопастеперых. Но остальные выжили, ознаменовав окончание девона разнообразием тетрапод.

Впрочем, поначалу тетраподы практически не покидали водоемов. Даже обзаведясь лапами с пальцами, тетраподы оставались в нише засадных водных хищников, унаследованной от ризодонтов и элпистостегалий. Для чего бы ни предназначались лапы с пальцами, но возникли они точно не ради выхода на сушу.

Самые примитивные из известных тетрапод – элгинерпетон (Elginerpeton)[106] с территории современной Шотландии и обнаруженная в Латвии вентастега (Ventastega)[107]. А еще – тулерпетон (Tulerpeton)[108] и пармастега (Parmastega)[109], найденные на территории России, и ихтиостега (Ichthyostega), обитавшая в краю тропических болот, когда-то существовавших на территории современной Гренландии. Пармастега и внешностью, и повадками напоминала тиктаалика – или современного каймана – и крейсировала в верхнем слое воды, так что только глаза выступали над поверхностью. Ихтиостега была крупнее (около полутора метров в длину), мощно сложена, а ее позвоночник был очень необычной формы – судя по его форме, на суше ихтиостега практически не пользовалась короткими толстыми лапами, а плюхала по-тюленьи[110]. Еще один найденный в Гренландии вид, акантостега (Acanthostega), был вдвое меньше и гораздо изящнее. Конечности у акантостеги, конечно, были, но к телу они крепились практически посередине туловища, и их форма совершенно не подходила для какого бы то ни было перемещения по суше. Зато у нее были внутренние жабры, точь-в-точь как у рыб, так что она была сугубо водным животным[111]. А вот другой ее современник, гинерпетон (Hynerpeton), обнаруженный в Пенсильвании, был мускулист и вполне приспособлен к наземной жизни[112]. К концу девонского периода тетраподы стали группой очень разнообразных, но преимущественно водных странных лопастеперых рыб с ногами.

Может сложиться впечатление, что древнейшие тетраподы не были серьезно настроены пользоваться своими ногами – по крайней мере, ступнями. Тулерпетон был шестипалым, ихтиостега – семипалой, акантостега – как минимум восьмипалой[113]. С тех пор многие тетраподы в ходе эволюции утрачивали пальцы и даже конечности, но ни у кого из современных тетрапод не бывает в норме больше пяти пальцев. Пятипалая конечность (то есть состояние пентадактилии) стала настолько типовой, что кажется порой богоданной сущностью, а случайная шестипалость – попранием основ.

Первая волна тетраподового разнообразия успешно пережила конец девона, но в следующем, каменноугольном, периоде ее постепенно сменили более продвинутые создания, которые были меньше и стройнее[114]. Они были больше похожи на саламандр, чем на рыб. И они, наконец, решили, сколько же пальцев у них должно быть на каждой конечности.

Когда 335 миллионов лет назад Пангея обретала свои окончательные очертания, сумрачные душные леса, шумевшие на месте нынешнего шотландского Лотиана в окружении вулканов и горячих источников, были полны ползучих тварей, от чьего кваканья было решительно негде скрыться. Это был настолько колоритный пейзаж, что одну из тетрапод, найденную в этом богатом месторождении, назвали Eucritta melanolimnetes – «существо из Черной лагуны»[115].

Одна сторона жизни первых тетрапод держала их накрепко привязанными к воде, даже когда их конечности окрепли уже настолько, что могли спокойно удерживать тело над землей, – размножение. Ради этого ранние тетраподы, как и современные земноводные, должны были возвращаться в воду. Их молодь, должно быть, напоминала головастиков – рыбообразные создания с плавниками и жабрами.

Но близок был час животных, которые совершат революцию в размножении, открыв ворота к окончательному покорению суши. В лесах, которым суждено было через миллионы лет стать пластами угля, среди кваканья других первых наземных позвоночных, нор скорпионов размером с добрую собаку и под незримой угрозой морских ракоскорпионов, преследующих тетрапод и на берегу, жило животное по имени вестлотиана (Westlothiana). Это маленькое – размером с ящерицу – создание[116] было эволюционно очень близко к прародителю группы тетрапод, которые научились откладывать яйца с крепкой водонепроницаемой скорлупой. Имея личный пруд в каждом яйце, их можно откладывать вдали от воды. Так была наконец разорвана пуповина, соединяющая позвоночных и море.

В будущем от этих животных произойдут рептилии, птицы и млекопитающие.

5

Явитесь, амниоты!

Вымирания, сопровождавшие образование Пангеи, не пощадили ни леса археоптерисов и кладоксилопсидов, ни великих рифостроителей девона – губок и кораллов. Вымерли панцирные рыбы плакодермы и почти все лопастеперые. Почти не осталось трилобитов. Спутанные космы цианобактериальных нитей вновь вышли на первые места. Строматолиты опять, как в древнейшие времена, стали повелителями рифов – по крайней мере, на какое-то время[117].

Эти вымирания ударили и по ранним тетраподам, чьи первые смелые набеги на сушу остановились. Выжили те, кто оставался у воды, а еще лучше – в воде.

Но некоторые собрались с силами и попытались под гневом небес вновь завоевать сушу. Это была совсем другая ветвь древа тетрапод, созданий, которые были уже далеко не просто рыбами с лапами.

В самом начале каменноугольного периода по берегу ползал отдаленно напоминающий саламандру педерпес (Pederpes)[118]. В отличие от фееричных многопалых предшественников наподобие акантостеги и ихтиостеги, педерпес установил правило, которое выполняется до сих пор: не больше пяти пальцев на одной конечности. Впрочем, ископаемые останки показывают, что у него сохранился рудиментарный шестой палец – воспоминание о прошедших временах.

Для своего времени педерпес был почти гигантом. Мир, в котором он жил, был населен множеством гораздо меньших тетрапод[119], которые рыскали вдоль кромки воды в поисках мелких членистоногих, например многоножек, и насмерть сражались со скорпионами – а порой и с ракоскорпионами, по старой памяти приползавшими поохотиться на берег, как они это делали миллионы лет назад[120]. И хотя эти обитатели раннего карбона были гораздо лучше своих девонских предков приспособлены к сухопутной жизни, все равно от воды они не отдалялись и обитали в затапливаемых поймах. Они сделали еще несколько шагов по пути на сушу, но все еще не решались двинуться дальше.

Некоторые же карбоновые тетраподы и вовсе остались водными. Кто-то даже решился расстаться с лишь недавно обретенными конечностями. Метровый крассигирин (Crassigyrinus) был муреноподобным хищником с крошечными конечностями и громадными, полными зубов челюстями. Этот ужас карбоновых вод бороздил все реки и озера каменноугольного периода. Кое-кто зашел еще дальше. Мелкие змееподобные земноводные аистоподы утратили конечности полностью[121]. Эти создания словно вернулись в ушедшую эпоху тетрапод, никогда не покидавших воды. Многие миллионы лет заинтересованность тетрапод в жизни на суше была весьма сомнительной.

Такими же мелкими и слабыми по сравнению со своими предками выглядели и растения, под сенью которых обитали тетраподы после вымираний конца девона. Лесам потребовалось время, чтобы восстановиться, но, оправившись, они стали величайшими тропическими лесами, когда-либо росшими на Земле. Основой этих лесов были 20-метровые хвощи каламиты (Calamites) и 50-метровые плауны лепидодендроны. Эти великаны возносились в небо, которое было не голубым, а бурым и пахло гарью.

Современные деревья растут обычно медленно и живут долго – десятилетия и века. Основа деревьев – древесная сердцевина ствола. Возле коры проходят пучки сосудов, по которым вода движется к листьям, где используется в фотосинтезе, а синтезированные сахара опускаются к стволу и корням, чтобы накормить их. Каждое дерево размножается много раз за свою долгую жизнь. Образующие полог дождевого леса листья практически полностью скрывают землю тенью, а наверху формируется совершенно самостоятельная экосистема, обитатели которой – как животные, так и растения – могут вообще никогда не спуститься на поверхность земли.

Совершенно другими были карбоновые леса. Плауны, как и их девонские предки, были полыми; их опорой служила кора, а не сердцевина. Стволы были покрыты зелеными листоподобными чешуями. Чешуи покрывали все растение – от ствола до кончиков обвислых ветвей в высокой кроне. Поскольку растение не имело сосудов, обеспечивающих транспорт питательных веществ, в каждой чешуе осуществлялся фотосинтез для снабжения питанием близлежащих тканей.

Но еще больше поразил бы нас тот факт, что эти деревья большую часть своей жизни проводили невзрачными пнями. Только созрев к размножению, дерево стремительно вздымалось вверх, словно фейерверк в замедленном показе[122], чтобы взорваться на вершине разветвленной кроной, рассеивающей по ветру споры.

Истратив все споры, дерево погибало.

Многие годы затем дожди и ветра, грибы и бактерии подтачивали пустую оболочку, пока она не обрушивалась на вечно сырую подстилку. Лес из плаунов напоминал обезлюдевшие поля Западного фронта Первой мировой: ряды похожих на кратеры полых пней, заполненных гнилой водой и смертью; голые стволы без ветвей и листьев, поднимающиеся из трясины разложения. Тени в этом «лесу» не было, как и ярусов. Лишь слой перегноя постоянно нарастал вокруг обломков рухнувших деревьев.

Расточительная жизнь плаунов имела огромные последствия для всего мира. Эти деревья для своего быстрого регулярного роста потребляли огромное количества углерода, получая его из атмосферной углекислоты. Такое интенсивное потребление – наряду с не менее интенсивным выветриванием вновь выросших гор – снижало парниковый эффект, что, в свою очередь, привело к росту ледников вокруг Южного полюса.

В карбоне создания, которые сегодня участвуют в гниении отмершей древесины – термиты, жуки, муравьи, и остальные – еще не появились. Животных, поедающих растительную массу, было еще очень мало. Среди этих немногих были палеодиктиоптеры – одни из самых первых летающих насекомых. Некоторые из них достигали размера вороны, а крыльев у них было не две пары, как у всех современных насекомых[123], а три: перед двумя обычными парами была еще пара маленьких рудиментарных лопастей – отголоски времен еще более древних, времен многокрылых насекомых, от которых не осталось и следа. У палеодиктиоптер был хорошо развит сосущий ротовой аппарат, словно у блох. Летая на большой высоте, они садились на плауны, чтобы полакомиться их нежными спороносными органами[124].

При той интенсивности фотосинтеза, которой сопровождался рост древних плаунов, выделялось огромное количество кислорода. Его в атмосфере в период карбона было столько, что удары молний поджигали деревья, как факелы, даже в сырости тропических лесов. При пожарах образовывались громадные количества древесного угля, а небо было постоянно затянуто дымом.

Наслоения угля и подстилки полностью скрывали медленно гниющие стволы плаунов. Спустя 300 миллионов лет многометровые наслоения таких захороненных стволов стали залежами угля, которые дали имя всему этому геологическому периоду, хотя такие леса были обильны и в пермском периоде. Почти 90 % всех известных залежей каменного угля образовались в течение бурных 70 миллионов лет – в эпоху древних плаунов[125].

Земноводные в этом мире благоденствовали: появились самые разнообразные формы. Пока мелкие виды ползали по берегам водоемов, роясь в поисках таких же мелких скорпионов, пауков и сенокосцев, их более крупные сородичи оставались водными обитателями, рассекавшими глубины рек и озер в поисках небольшой добычи или бросаясь на неосторожно приводнившихся гигантских поденок, палеодиктиоптер, гигантских стрекоз размером с чайку и прочих летучих жителей карбона.

Некоторые карбоновые земноводные больше соответствовали своему названию и вели промежуточный образ жизни, находясь преимущественно на суше. От них произошли амниоты, поэтому на первых порах они были неотличимы от земноводных, рядом с которыми обитали: некрупные, похожие на саламандр существа[126]. Как и земноводные, они суетливо прятались в пустых пнях плаунов, выскакивая поохотиться на тараканов или чешуйниц и стараясь избежать внимания более крупных жутковатых созданий, которых изобилие кислорода превратило в настоящих монстров. Первым амниотам приходилось уворачиваться от жал скорпионов размером с собаку, прятаться от многоножек размером с ковер-самолет и, вероятно, содрогаться от поступи безжалостных, вооруженных шипами и похожих на танки двухметровых ракоскорпионов, покинувших родной океан в погоне за быстро эволюционирующей добычей, обладающей позвоночником.

Откладывание яиц в этом Саду земных наслаждений было для амфибий делом крайне опасным. Метать икру в открытой воде, как это делают современные лягушки, означало просто накормить первую проплывающую рыбу или амфибию. Для защиты своего потомства земноводным приходилось идти на разные ухищрения. Одни охраняли свою кладку. Другие искали «водоемы» вдали от открытой воды – например в пнях. Некоторые откладывали икру в виде желеобразной массы в растительности, которая нависает над водой, так что маленькие головастики падали прямо в воду. Кому-то удалось продлить личиночную стадию, так что из икринки развивался не головастик, а миниатюрная взрослая особь, готовая сразу же сбежать от любой угрозы. Были и такие, которые зашли дальше всех: матери оставляли икру в своем теле, иногда даже подкармливая ее через ткани своего организма, так что потомство рождалось сразу взрослым[127].

Амниоты пошли еще дальше. Их приспособление относилось не к тому, куда откладывать яйца, а к самим яйцам: в них несчастная беспомощная запятая эмбриона была окружена не капелькой желе, а набором оболочек, державших опасности внешнего мира на расстоянии так долго, как только могли.

Одной из мембран был амнион, водонепроницаемая емкость, которая была для эмбриона и личным водоемом, и системой жизнеобеспечения[128]. Желточный мешок – запасом провианта. Аллантоис – хранилищем отходов. Все это было упаковано в хорион, который, в свою очередь, был окружен скорлупой.

У первых амниот скорлупа была мягкой и кожистой, больше похожей на змеиную или крокодилью, чем на твердую кристаллическую скорлупу птичьих яиц[129]. Важно то, что амниотам не нужно было так заботиться о кладках – для чего необходимо сложное поведение и серьезные энергозатраты, – как земноводным. Яйца достаточно отложить, закопать в кучу опавших листьев или гниющего мусора, чтобы они не остывали, – и забыть о них.

Такое яйцо стало для земноводных в первую очередь просто еще одним способом повысить шансы своего потомства не быть съеденным еще до вылупления. Но попутно первые яйцекладущие нашли способ окончательно порвать с водой. Яйцо – словно скафандр колониста, осваивающего новый, враждебный мир – мир вдали от воды.

За несколько миллионов лет появились настоящие амниоты. Теперь это не были мелкие животные, похожие на саламандр, – нет, теперь это были мелкие животные, похожие на ящериц. Такие животные, как гилономус (Hylonomus) и петролакозавр (Petrolacosaurus), были очень похожи друг на друга, и образ жизни вели тоже похожий – непрерывно охотились на насекомых и других мелких животных, которым не удавалось ускользнуть от голодных челюстей. А еще они были у самого основания эволюционной линии, которая спустя миллионы лет привела к змеям, ящерицам, крокодилам, динозаврам и птицам. Другой была судьба археотириса (Archaeothyris). Это существо принадлежало к пеликозаврам, группе рептилий, среди потомков которых окажутся млекопитающие, включая человека.

Эволюция амниотического яйца стала ключом к успеху наземных позвоночных. Мир растений тоже дал свой ответ на аридизацию климата: отдаленные родственники папоротников обзавелись семенами, дав начало ветви, которая в будущем станет голосеменными.

Первые наземные растения – печеночники и мхи – подобны земноводным тем, что их размножение полностью зависит от воды. Созревающие на мужских растениях спермии плывут по сверкающей водной пленке, которой всегда покрыты листья и стебли таких водолюбивых растений, в поисках готовых быть оплодотворенными яйцеклеток на женских растениях. Оплодотворенная яйцеклетка вырастает в растение, на котором созревают не спермии или яйцеклетки, а крошечные частички – споры. Они разлетаются вокруг и, вырастая, вновь дают мужские и женские растения.

В этом цикле, продолжающемся снова и снова, все время чередуются поколения растений, производящих половые клетки, – гаметофитов – и растений, производящих споры, – спорофитов. Споры могут быть защищены от высыхания, но половым клеткам вода требуется в обязательном порядке. Поэтому мхи и печеночники не могут без воды.

Гаметофиты и спорофиты мхов и печеночников похожи друг на друга. А вот у папоротников в жизненном цикле явно перевешивает спорофит. Все папоротники, которые нам встречаются в лесах и полях, – спорофиты. Споры созревают в рядах капсул на нижних сторонах листьев. Гаметофиты же папоротников, напротив, маленькие, тонкие и незаметные. Они вообще не очень-то похожи на папоротник. А так как на них созревают яйцеклетки и спермии, которые должны плыть друг навстречу другу, то гаметофитам нужны для роста влажные места. Гаметофитам гигантских плаунов и хвощей карбоновых лесов – тоже.

У некоторых папоротников гаметофиты стали настолько мелкими, что едва ли превосходили размерами созревающие на них половые клетки. И даже более того – настолько мелкими, что весь гаметофит помещался внутри споры, которая, таким образом, оказывалась мужской или женской. Дальше – больше: у некоторых видов женские споры перестали выбрасываться в окружающую среду, оставаясь на родительском растении. Мужские споры попадали на женские с ветром. Оплодотворенная яйцеклетка становилась семенем, которое было защищено прочной кожурой и прорастало, только попав в благоприятные условия. Как и в случае с амниотическим яйцом, эволюция семян позволила растениям избавиться от тирании воды.

Бурный рост каменноугольных лесов длился недолго. Конец ему положило медленное движение Пангеи на север. Окраины континента, которые до этого находились на Южном полюсе и большую часть позднего каменноугольного и раннего пермского периодов были скованы льдом, вновь оттаяли. Но глобальная циркуляция теплых экваториальных вод была нарушена соединением северного и южного континентов. Эту преграду течениям было не преодолеть.

Но был еще и океан, бурливший жизнью, – Тетис. Огромный, окаймленный рифами, тропический залив на восточном берегу Пангеи, вполне сравнимый с ней по размерам, благодаря чему весь суперконтинент напоминал огромную «С».

Из-за такого расположения суши, не позволявшего теплым течением замкнуть глобальную циркуляцию, климат на берегах Тетиса обладал ярко выраженной сезонностью. Долгие сухие сезоны внезапно заканчивались свирепыми ливнями летних муссонов, похожими на те, что в наши дни заливают Индию, но только в гораздо большем масштабе[130]. Для лесов, в которых доминировали плауны, такой климат совсем не годился, им требовалась тропическая влага круглый год. Площади, занятые дождевыми лесами, значительно сократились и остались лишь отдельные участки. Исключение составлял Южный Китай. Тогда это был отдельный небольшой континент на восточном краю Тетиса. Время забыло про эту землю, и она осталась покрыта лесами из гигантских плаунов.

На смену влаголюбивым каменноугольным джунглям пришли смешанные леса из споровых и семенных папоротников и небольших плаунов, которые были лучше приспособлены к сезонному климату с преобладанием сухих и очень жарких периодов. Вдали же от побережий начала расти пустыня.

На земноводных и рептилий гибель каменноугольных лесов оказала колоссальное влияние[131]. Земноводные пострадали очень сильно, хотя пресмыкающимся удалось удержаться и воспользоваться возможностями, открывшимися при изменении климата.

Земноводные в массе своей оставались крокодилоподобными обитателями прибрежных зон, но некоторые приспособились к опустыниванию и стали гораздо больше походить на рептилий. Среди них стоит отметить напоминающего носорога диадекта (Diadectes), достигавшего трехметровой длины. Он стал одним из первопроходцев среди тетрапод, перешедшим на радикально новый рацион: он был в числе самых первых растительноядных. До сих пор все тетраподы питались членистоногими, рыбой или поедали друг друга. Поймать мясо тяжело, но, пойманное, оно легко и быстро съедается и переваривается. Растениям же некуда бежать, им остается лишь стоять до последнего, что они и делают своими плотными, волокнистыми тканями, каждая клетка которых защищена крепостной стеной неперевариваемой целлюлозы.

Раз растительный материал нельзя разрушить механически – а у первых тетрапод не было эффективных жевательных зубов, – то его надо измельчить, насколько это возможно, проглотить и медленно переваривать в протяженном кишечнике, словно в компостной яме, с участием разных бактерий. Таким способом питательные вещества удается извлечь из этой пищи, но медленно. По этой причине травоядные животные, как правило, крупны, медлительны и питаются без перерыва. К диадекту присоединились и первые растительноядные пресмыкающиеся, среди которых выделяются массивные, словно перекормленные, бизоны, бугорчатые парейазавры – потомки мелкого шустрого гилономуса – и разнообразные пеликозавры, в том числе эдафозавр (Edaphosaurus) – более стройное существо, носившее на спине мембрану, натянутую на удлиненные отростки позвонков.

На этих растительноядных охотились другие наземные амфибии – например эриопс (Eryops), выглядящий как жаба, возомнившая себя аллигатором. Будь у него колеса, это был бы БТР. С зубами. За звание «царя горы» с ним боролся другой парусный пеликозавр – диметродон (Dimetrodon).

Земноводные и пресмыкающиеся, в отличие от птиц и млекопитающих, не способны регулировать температуру тела собственными силами. Замерзнув, они становятся вялыми и беспомощными, поэтому для активной деятельности им надо согреваться на солнце. Благодаря этому возникали интересные возможности для животных, способных разогреваться и остывать быстрее остальных. Пеликозавры были первыми из тетрапод, кто всерьез занялся своим метаболизмом. Развернув парус к солнечным лучам, эдафозавр и диметродон разогревались гораздо быстрее рептилий, не имеющих такого приспособления – и первыми оказывались на кормовых угодьях. Развернув же парус к солнцу торцом, можно было быстро сбросить избыточное тепло. Пеликозавры обзавелись и другим усовершенствованием: в отличие от большинства рептилий, чьи челюсти усеяны рядами одинаковых заостренных зубов, у пеликозавров стали появляться отличающиеся зубы, которые позволяли своим обладателям эффективнее справляться с пищей.

Эти адаптации – терморегуляция и специализация зубов – стали предвестниками более масштабных изменений.

Отпрыском линии пеликозавров был тетрацератопс (Tetraceratops)[132], живший в раннепермской пустыне в тех местах, которые сейчас являются штатом Техас. Очень похожий на пеликозавров, он несет в своем черепе и зубах признаки изменений, ведущих к чему-то совершенно другому, к новому отряду рептилий, которые разовьют новшества в обмене веществ, намеченные пеликозаврами. Этих созданий называют терапсидами[133]. Обычно их называют звероящерами; именно от них позже произойдут млекопитающие, но это случится спустя несколько десятков миллионов лет.

В отличие от пеликозавров и прочих рептилий, конечности у терапсид обычно располагались вертикально под туловищем, а не торчали вбок громадными кочергами. Терапсиды могли похвастаться набором разнообразных зубов, которые менялись от вида к виду в зависимости от рациона. И они были теплокровными, то есть могли регулировать свой обмен веществ, не обращая внимания на положение солнца над горизонтом. Терапсиды доминировали в сухих ландшафтах Пангеи с ярко выраженной сменой времен года. Их появление привело к закату их прародителей пеликозавров, а наземным амфибиям пришлось массово возвращаться в водоемы.

На каждую экологическую нишу, какие только были доступны в средней и поздней перми, нашелся свой, прекрасно ей соответствующий, терапсид. Среди ранних растительноядных терапсид выделялся двухтонный монстр мосхопс (Moschops), на смену которому пришли самые, пожалуй, успешные (и самые уродливые) тетраподы всех времен – дицинодонты. Размеры этих бочкообразных существ были самые разные – от маленькой собаки до носорога. У них были широкие головы с приплюснутыми мордами, словно эти животные постоянно во что-то врезались. Вместо зубов у них был роговой клюв, осталось лишь два громадных бивнеподобных верхних клыка. Формально растительноядные, на деле дицинодонты хватали и тащили все, что попадалось им на пути и что могло поместиться в пасти. Некоторые мелкие виды были роющими. Впоследствии обе эти привычки помогут им выжить при грядущем апокалипсисе.

На дицинодонтов охотились свирепые хищники – горгонопсы – тоже терапсиды. Как и дицинодонты, они были разных размеров, от барсука до медведя. Горгонопсы внешне были очень похожи на свою добычу (разве что охотничьи навыки позволяли им не врезаться во что ни попадя, поэтому морды у них не были такими приплюснутыми). Поджарые четвероногие хищники, они щеголяли огромными верхними клыками, которых бы не постыдился и саблезубый тигр. Среди терапсид были и другие хищные группы, например цинодонты. Они, как правило, были меньше горгонопсов, а со временем стали и того меньше.

Пермский период продолжался, и цинодонты почти отодвинулись на задний план. Это были мелкие, зачастую ночные животные. Они обладали большим мозгом, а их зубная система была полностью дифференцирована на резцы, клыки и моляры. У них был мех и вибриссы. Их соседями по экологической нише были столь же мелкие, похожие на ящериц потомки петролакозавра и гилономуса.

В своей наивысшей точке Пангея протянулась практически от полюса до полюса. Объединение континентов в один громадный массив суши имело радикальные последствия для жизни и на суше, и в океанах. На суше смешивались и перемешивались друг с другом виды, когда-то эндемичные для своих континентов. Жестокая конкуренция между местными обитателями и пришельцами привела к вымиранию многих видов.

В море наиболее богаты жизнью были континентальные шельфы – сравнительно мелководные области возле берегов континентов. При столкновении континентов протяженность шельфов сокращалась, поэтому в море конкуренция за жизненное пространство была не слабее, чем на суше.

Суровее становился и климат. Климат во внутренних районах Пангеи был очень засушливым, даже несмотря на эпизодические наводнения, приносимые летними муссонами, а по мере смещения суперконтинента к северу – зачастую и крайне знойным. Растительная жизнь уже не чувствовала себя так же вольготно, как прежде, хотя прохладные южные области Пангеи были покрыты кажущимися бесконечными зарослями древовидных папоротников глоссоптерисов (Glossopteris). Меньше растений – меньше кислорода, причем настолько меньше, что в конце перми на уровне моря вы бы дышали так же привольно, как сегодня в Гималаях. Наземная жизнь задыхалась.

Но худшее было еще впереди. Подступал Армагеддон: мантийный плюм[134], миллионы лет поднимавшийся из глубин планеты, в конце пермского периода достиг коры и расплавил ее.

В поздней перми ни у кого не возникло бы мысли спускаться под землю в поисках преисподней – ад сам поднялся из глубин. Там, где сейчас Китай, на месте пышных джунглей клокотали озера магмы, из трещин истекала лава, а над всем этим вздымались столбы ядовитого дыма, газы которого усиливали парниковый эффект, превращали морскую воду в кислоту и рвали в клочья озоновый слой, круша защищающий от смертельного ультрафиолета щит.

Не успела биосфера прийти в себя, как спустя лишь 5 миллионов лет последовал новый удар. Китайский плюм оказался лишь прелюдией. Основное же действие началось, когда на поверхность прорвался плюм гораздо больший. Это произошло в Сибири.

Земля треснула. Из мириады разломов изливалась магма, которая в конце концов покрыла черным базальтом территорию такой же площади, как континентальная часть США от Восточного побережья до Скалистых гор[135]. Толщина базальтового слоя была больше километра. Выброшенные при этом пепел, дым и газ убили почти все живое на планете. Это произошло не мгновенно: пытка вымиранием растянулась на полмиллиона лет агонии.

Главным компонентом этого адского варева стал углекислый газ, которого было выброшено столько, что из-за парникового эффекта средняя температура на поверхности планеты поднялась на несколько градусов. Многие районы Пангеи, и до этого задыхавшиеся от недостатка кислорода и изнуренные палящим зноем, стали совершенно безжизненны.

Произошедшее с окаймлявшими океан Тетис рифами нельзя назвать иначе, чем «катастрофа». Светолюбивые водоросли-симбионты желеобразных полипов, слагающих коралловые рифы, крайне чувствительны к температуре. С ростом температуры они покинули своих хозяев, обрекая их на быструю гибель[136]. Поблеклые мертвые кораллы разваливались на куски. Изменение уровня моря к этому моменту уже стало причиной угасания табулят и ругоз – коралловых полипов, многие миллионы лет бывших основой рифовых экосистем, и Сибирское извержение стало последней каплей[137]. Без кораллов быстро погибли и все обитатели рифов.

Но и это еще не все. Вулканы опалили небо. Извержение забросило высоко в атмосферу миллионы тонн диоксида серы, который в холоде верхних слоев конденсировался в крошечные капельки. Из оседавшего на них водяного пара собирались плотные облака, отражавшие обратно в космос солнечные лучи. В результате температура на поверхности пусть ненадолго, но падала. Пекло сменялось леденящей стужей. Проливаясь с дождями, диоксид серы превращался в сернистую кислоту, которая сметала с лица земли любую растительность, выщелачивала почву и сжигала лесные деревья до почерневших пней. Кошмар усугублялся добавлением соляной и даже плавиковой кислот. Хлористый водород к тому же, прежде чем быть смытым из атмосферы дождями, разрушал озоновый слой, открывая дорогу на поверхность губительному ультрафиолету.

Морской планктон и наземные растения обычно быстро справляются с излишками углекислоты. Но вся растительная жизнь была в упадке, поэтому углекислый газ тоже вымывался дождями, усугубляя выветривание горных пород.

Плодородный слой почвы, не удерживаемый больше корнями растений, был смыт дождями – остались лишь голые камни. Море превратилось в густой «суп», мутный не только от взвеси почвы и мелких обломков, но и от тел животных и растений, запекшихся в этой огненно-кислотной геенне. Гнилостные бактерии набросились на это изобилие плоти, тратя и без того драгоценный кислород. Трупному цветению ядовитых водорослей нашлось много работы, но и этим созданиям не довелось пережить происходившее. Бурлящая кислота, в которую превратилась морская вода, растворяла любые раковины любых обитателей океанов. Даже те, кто выжил в мрачных застойных водах, не смогли перенести метаморфозы, произошедшей с их минерализованными скелетами, которые стали тонкими и хрупкими.

А беды не кончались. Извержение нарушило покой залежей гидратов метана в слоях льда под дном в районе Северного Ледовитого океана. Море взбурлило, с ревом выбрасывая на сотни метров вверх облака метановой пены. Метан – гораздо более сильный парниковый газ, чем даже углекислота. Парниковый эффект набирал обороты. Мир варился.

И в довершение инфернальной картины извержения каждые несколько тысяч лет выстреливали в атмосферу столбы ртутных испарений[138], отравляя всех, кто еще не задохнулся, не сгорел, не сварился, не зажарился и не растворился.

В результате катастрофы из каждых двадцати морских видов животных погибло девятнадцать, из каждых десяти наземных – семь и больше. Многие из них не оставили потомков или хотя бы родственных видов.

Например, погибли последние трилобиты. Эти деловитые создания, похожие на мокриц, бродили по морскому дну и проплывали над ним с раннего кембрия. К моменту катастрофы их закат длился уже многие миллионы лет, и к пермскому периоду уже осталось мало трилобитов, поэтому их финальный аккорд тихо прозвучал в минорной тональности.

Так же случилось и с бластоидеями – группой стебельчатых иглокожих. Между кембрием и пермью жило двадцать групп иглокожих, и бластоидеи были среди последних сохранившихся к перми. Нынешние иглокожие стали настолько привычны, что любой купающийся воспринимает их как должное. До наших дней дожили пять групп иглокожих: морские звезды, офиуры, морские лилии, морские огурцы, или голотурии, и морские ежи.

Однако их с легкостью могло бы быть четыре – если бы не всего два вида в одном роде морских ежей, которые пережили эволюционный шторм, морские ежи тоже были бы преданы забвению. Выжившие удержались, эволюционируя и порождая все новые и новые виды, породив в итоге всех существующих морских ежей. Так что, хоть современные морские ежи и чрезвычайно разнообразны – от округлых пурпурных ежей до почти плоских «песчаных долларов» (отряд Clypeasteroida), – их палеозойские родственники были куда разнообразнее. Но все современные морские ежи ведут свою родословную от иглокожих, обладавших крайне ограниченным генофондом, – это наследие тех, кто уцелел в кошмаре конца перми. Если бы не стойкость этих немногих свидетелей катаклизма, морских ежей на наших пляжах не было бы, как нет там бластоидей[139].

Погибли почти все раковинные моллюски – одних сожгла кислота, другие задохнулись в бескислородных водах. Выжили считаные виды, среди которых была Claraia, похожая на морского гребешка. В перми и до нее властителями морей были плеченогие, или брахиоподы, – существа, очень похожие на двустворчатых моллюсков, которые питались, отцеживая детрит из морской воды. Вымирание нарушило баланс – почти все плеченогие вымерли, а считаные современные виды играют в морских экосистемах очень незначительные роли. Ход перешел к Claraia и ее потомкам – именно поэтому побережья и дно современных морей так изобилуют двустворчатыми моллюсками, такими как устрицы и мидии (и морские гребешки), а плеченогие обычно встречаются в окаменелостях. Последствия пермского вымирания мы наблюдаем по сей день.

На суше были сметены поколения амфибий и рептилий. Исчезли легионы неуклюжих, рогатых бородавчатых парейазавров. Не пережили пермского периода и парусные пеликозавры, как и большинство родственных им терапсид. Почти полностью были уничтожены огромные стада дицинодонтов, мирно глодавших хвощи и папоротники на пермских равнинах, вместе с преследовавшими их саблезубыми горгонопсами.

Почти всем амфибиям пришлось вернуться в воду, из которой они вышли в далеком уже девоне. Те же, кто переходил к наземной жизни и чьи повадки и образ жизни больше напоминали рептилий, вымерли. Именно в этой группе когда-то в раннем карбоне появился предок всех амниот, благодаря которому проект «жизнь на суше» стал гораздо более осуществимым. До наших дней не дожил никто из подобных животных.

Ад, приоткрывший свои врата в Китае и удивительно широко распахнувший их в Сибири, забрал в свою ненасытную утробу почти всю жизнь на Земле. Суша превратилась в беззвучную и безжизненную пустыню. Растительной жизни почти не осталось, а уцелевшие судорожно цеплялись за умирающую планету. Практически мертвы были океаны. Рифы исчезли, дно покрылось ковром зловонной слизи. Жизнь словно отбросили назад, в докембрийскую эпоху.

Но жизнь вернется. И когда это произойдет, это будет самый красочный, самый буйный карнавал великолепия, который когда-либо видел мир.

6

Парк триасового периода

После кошмара, которым ознаменовался конец пермского периода, планета приходила в себя десятки миллионов лет. Когда-то изобиловавший жизнью на море и на суше мир почти опустел. Вот оппортунистам стало комфортно – как совершенно замечательному листрозавру (Lystrosaurus).

Напоминавшие обликом свинью, аппетитом – золотистого ретривера, а мордой – электрический консервный нож, листрозавры стали животным эквивалентом поросли сорняков на пустыре. Они принадлежали к дицинодонтам – ветви терапсид, некогда обширной и разнообразной группе созданий, которые были властителями земель в пермском периоде. Возможно, от апокалипсиса, унесшего жизни множества их сородичей, листрозавров спасла привычка закапываться при виде опасности.

Успех листрозаврам обеспечила их способность жить где угодно и питаться чем угодно, наравне с их коротким и широким черепом. Нижнюю челюсть, утратившую все зубы и превратившуюся в острый роговой клюв, приводили в движение массивные жевательные мышцы. Верхняя челюсть тоже лишилась зубов и представляла собой клювоподобную пластину, лишь с каждой стороны плоской морды сохранилось по одному клыку, выросшему до небольшого бивня. Мощная голова была подобна экскаватору: все съедобное, что листрозавр был способен найти, откапывалось, соскабливалось, скашивалось и сгребалось в непрестанно жующую пасть.

Сразу после вымирания и еще миллионы лет спустя наземная жизнь была представлена едва ли не исключительно листрозаврами. Стада этих созданий бродили по всей Пангее, чувствуя себя в немногочисленных лесах и болотах так же комфортно, как и в сухих знойных пустынях, ставших основным ландшафтом той эпохи. Были тогда, разумеется, и другие животные, но из десяти особей девять были листрозаврами. Это были, видимо, самые успешные наземные позвоночные, когда-либо обитавшие на Земле.

Кто же выжил помимо листрозавров? Роман земноводных с удаленной от воды сушей, закрученный диадектом и эриопсом, закончился. Триасовые амфибии были водными существами, обликом и повадками напоминавшими крокодилов. При этом среди них попадались великаны, некоторым из которых посчастливилось дожить до середины мелового периода, и лишь тогда эти живые памятники ушедших эпох наконец вымерли. В конечном счете приз достался более мелким формам. В триасе появилась первая лягушка – Triadobatrachus.

В крайних северных и южных широтах Пангеи листрозавры, несмотря на свою повсеместность, встречались значительно реже, особенно в начале триаса. В это время полярные регионы представляли собой обширные территории с засушливым (хотя и не столь иссушающе знойным, как в тропиках) климатом и редкими водоемами, в которых все еще царствовали гигантские земноводные.

Унаследовавшие триас рептилии произошли от немногочисленных небольших созданий, спасшихся от вымирания под ногами (и в норах) листрозавров. Попав в триасовый период, они породили ошеломляющее разнообразие форм в результате взрыва видообразования, который стал дерзким ответом на события, которые почти безвозвратно уничтожили жизнь на планете[140]. Многие из этих новоиспеченных рептилий отправились в воду.

Среди первых появившихся в триасе групп животных, наряду с лягушками, были черепахи. И, как и лягушки, их эволюция началась в воде. Помимо проганохелиса (Proganochelys), обликом очень напоминавшего современных сухопутных черепах с полностью сформированным панцирем, среди триасовых черепах известны: Odontochelys с полностью сформированным брюшным щитом – пластроном, но лишь незначительно расширенными ребрами, у полноценных черепах формирующих спинной щит – карапакс[141]; Pappochelys – животное чуть меньше привычной болотной черепахи, у которого в зачаточном состоянии еще и пластрон, и карапакс[142]; Eorhynchochelys, полностью лишенный и пластрона, и карапакса, у которого совершенно не черепаховый длинный хвост сочетался с совершенно черепаховым клювом[143]. Для черепах, получерепах и даже условно черепах триас был золотым веком, когда самые разные виды этих животных занимали разнообразнейшие природные ниши.

Черепах отдаленно напоминали плакодонты[144], медлительные широкотелые морские животные, часто защищенные карапаксом, с плоскими призмовидными зубами, приспособленными раздавливать раковины моллюсков. А пока плакодонты перерывали ил в поисках моллюсков, над ними под бликами волн стремительно проносились в постоянном поиске рыбы представители других отрядов водных пресмыкающихся – нотозавры и довольно похожие на них талаттозавры и пахиплеврозавры. Это были стройные, длинношеие и длиннохвостые создания, чьи конечности напоминали плавники. Дальние родственники нотозавров – зачастую гораздо более крупные и еще более склонные к жизни в воде плезиозавры, которые появятся спустя миллионы лет. Тем не менее нотозавры, талаттозавры и пахиплеврозавры, как и плакодонты, жили только в триасе и вымерли до его окончания.

На мелководьях рыскал неутомимый шестиметровый любитель рыбы танистрофей (Tanystropheus), у которого шея была длиннее всего тела вместе с хвостом. Еще более любопытно, что при такой длине шея была удивительно негибкой, а ее скелет состоял примерно из дюжины чрезвычайно длинных позвонков. Даже на фоне остальных триасовых рептилий – одна причудливее другой – танистрофей был особенно экзотичен.

А ведь были еще и дрепанозавры.

Большую часть времени эти невероятные существа проводили, зависнув над водой. У них были цепкие хвосты с жесткими «когтями» на конце. Цепляясь хвостом и фиксируясь «когтем», животное повисало над водой и, раскачиваясь, ловило рыбу при помощи загнутых когтей на одном из пальцев каждой передней конечности. Пойманная рыба отправлялась в длинный клюв, напоминающий птичий[145].

В морях триаса обитали и хупезухиды[146] – небольшая группа водных рептилий с короткими ластообразными конечностями, но длинными клюворылыми мордами. Эти странные создания связаны с вершиной эволюции водных рептилий – ихтиозаврами. Тоже появившиеся в триасе, ихтиозавры очень напоминали дельфинов. Они проводили в море всю свою жизнь и здесь же, как и киты, рождали потомство. По размерам некоторые из них также были похожи на современных китов: триасовые шонизавры (Shonisaurus)[147] достигали в длину 21 метра – это не только крупнейшие из известных ихтиозавров, но и вообще самые крупные из известных морских рептилий. И хотя ихтиозавры жили до конца мелового периода, во время их триасового расцвета никто не мог бы сравниться с ними.

На суше переставали пастись громадные рогатые бородавчатые парейазавры, уцелевшие с пермских времен, а вот их гораздо меньшие далекие родственники проколофоны не собирались уходить в тень. Широкие черепа этих маленьких приземистых колючих созданий были полны зубов, пригодных для перемалывания растений или насекомых. Ни одна триасовая заросль папоротников и саговников не обходилась хотя бы без одного из этих неприметных, но деловитых существ. Стоило раздвинуть заросли – и один или несколько стремительно скрывались в тени. В триасе проколофоны были повсюду, но к концу периода не осталось ни одного.

Впрочем, тогда проколофонов легко можно было спутать со столь же колючими и такими же похожими на ящериц клювоголовыми, которые тоже были распространены повсеместно. Правда, в отличие от проколофонов клювоголовые сохранились до наших дней. На нескольких небольших островках у побережья Новой Зеландии нашли убежище небольшие популяции гаттерий – единственного ныне живущего вида клювоголовых, линии, чья история уходит в прошлое почти на четверть миллиарда лет.

Как и в случае клювоголовых, история самых первых чешуйчатых – предков современных змей и ящериц – тоже началась в триасе, с таких видов, как Megachirella[148]. Многие мелкие ранние рептилии выглядели, словно ящерицы, но только Megachirella была настоящей ящерицей.

Ящерицы, как и мелкие амфибии карбона, с легкостью расставались со своими конечностями. В их эволюционной истории это происходило неоднократно. Апофеозом такого стремления стало появление змей, но это случится в далеком пока что юрском периоде, когда распад Пангеи приведет к процветанию и ящериц, и змей[149]. Змеи не сразу лишились всех ног – у некоторых ранних форм оставались задние конечности[150]. Крошечные рудиментарные задние конечности оставались у мелового пахирахиса (Pachyrhachis), плававшего у южных берегов Тетиса[151]. Другая древняя змея, Najash, обладала гораздо более крепкими конечностями, крепившимися к тазу, и обитала на суше[152]. Как видно, уже вскоре после своего возникновения змеи были представлены множеством разнообразных роющих и плавающих видов.

Листрозавры, а вместе ними и еще несколько более редких видов дицинодонтов, переживших Великое вымирание, продолжали развиваться и изменяться, породив несколько похожих, но гораздо более крупных животных – например каннемейерию (Kannemeyeria) размером с добрую корову. Бок о бок с этими крупными существами бродили по равнинам ринхозавры – животные, очень похожие на дицинодонтов, с такими же крупными телами и клювообразными рылами, но эволюционно более тесно связанные с другой группой – властелинами триаса архозаврами (то есть «ящерами-властителями» в переводе с греческого).

Ранние архозавры не все были мелкими. Одним из первых был громадный ужасающий эритрозух (Erythrosuchus) – пятиметровый монстр, который эволюционировал, чтоб извлечь все преимущества, предоставляемые богатой передвижной кладовой в виде листрозавров.

В наше время архозавры представлены двумя абсолютно непохожими группами животных – крокодилами и… птицами. В триасе птицы еще не появились, но зато изобилие существ, так или иначе похожих на крокодилов, могло привести в замешательство.

Самыми похожими были фитозавры, которых можно было бы легко спутать с крокодилами, если бы не их ноздри – они обычно располагались не на рыле, а почти на макушке, рядом с глазами, что позволяло животному легко плыть под водой, показывая над поверхностью лишь меньшую часть тела. Фитозавры были хищниками, возможно, рыбоядными. Близки к ним были растительноядные этозавры, защищавшиеся от угроз бронированными панцирями из островерхих пластин, – прообраз анкилозавров, которые появятся 100 миллионов лет спустя.

Опасаться этозаврам стоило грозных рауизухий – четвероногих хищников до 6 метров в длину, чьи мощные черепа пугающе напоминали черепа огромных плотоядных динозавров наподобие тираннозавра. Аллигаторы, как правило, передвигающиеся почти ползком, при необходимости быстро переместиться прибегают к «высокой походке», заводя выпрямленные ноги под тело, а не растопыривая в стороны. При обитании на суше такая походка требует гораздо меньших затрат энергии. Именно так ходили рауизухии, как и многие другие архозавры. Но некоторые из них перешли на двуногость – по крайней мере временную.

На суше, на море – и в воздухе. В погоне за насекомыми, вышедшими на арену уже в карбоне, а к триасу породившими множество разнообразных, в том числе довольно необычных форм, позвоночные предприняли в перми и триасе несколько попыток освоить полет. Сразу несколько разновидностей планирующих рептилий охотились на стрекоз в лесах перми и триаса. Одним из них был кюнеозавр (Kuehneosaurus), очень похожий и внешне, и образом жизни на современных летучих драконов – ящериц малайских джунглей. Другой формой, более характерной для триаса – в том числе и своей необычностью и непохожестью ни на кого из предшественников, – был шаровиптерикс (Sharovipteryx), который для планирования между деревьями обзавелся тонкой кожистой перепонкой, натянутой между сильно удлиненными задними лапами.

Но полноценно летать, а не просто планировать с дерева на дерево позвоночные начали только в триасе. Аэронавтами стали птерозавры (которых раньше называли птеродактилями) – члены большой группы архозавров, близкие родственники динозавров[153]. Крылья птерозавров представляли собой эластичные мембраны из кожи и мышечных волокон, натянутые между телом и конечностями, точнее, безымянным (четвертым) пальцем – «птеродактиль» означает «крылатый палец». Первые птерозавры были маленькими и подвижными, почти как летучие мыши. И, как и летучие мыши, они были довольно пушистыми.

В процессе эволюции птерозавры увеличивались в размерах, пока к концу мела не достигли размеров небольших самолетов, практически утратив способность к машущему полету. Для взлета легким, но обладающим такими громадными крыльями птерозаврам оставалось только расправить крылья по ветру, а остальное было делом физики. Успеху птерозавров способствовало их хрупкое строение: скелеты этих животных постепенно превратились в жесткие коробкообразные каркасы летательных аппаратов, состоящие из тонкостенных полых костей, стенки которых истончились едва ли не до бумажной прозрачности. Самые крупные птерозавры приспособились парить в восходящих потоках спокойного воздуха. Эти живые планеры могли маневрировать удивительно проворно, чтобы не упускать ни малейшей струи теплого течения даже в пределах размаха собственных крыльев. Так они забирались все выше и выше – лишь для того, чтобы соскользнуть с одного потока и спланировать на соседний[154]. Так они могли покрывать огромные расстояния практически без затраты сил. Гигантские птерозавры, например птеранодон, барражировали над морями, порожденными распадом Пангеи, перелетая между молодыми расходящимися континентами.

Такие перелеты могли осилить лишь самые крупные птерозавры – птеранодоны, кетцалькоатли и, возможно, еще большего размера арамбургиана. Никакая сила не смогла бы взмахнуть этими огромными крыльями, не смяв их. Только у маленьких птерозавров крылья были достаточно малы для активного полета, подобно летучей мыши[155]. Самые последние, самые громадные птерозавры вообще почти не летали, а неуклюже вышагивали, словно огромные самоходные шатры – роста им хватало, чтобы на равных общаться с жирафами.

Распад Пангеи открыл новые возможности для ящериц и змей. Для птерозавров, оседлавших воздушные течения, это стало началом конца. Дрейф континентов в юрском и меловом периодах сделал климат изменчивым и бурным, в противоположность гораздо более равномерному распределению температур триаса. Пусть климат Пангеи вовсе не был комфортным, но вот ветры (за исключением сезона муссонов) были вполне умеренные. Отсутствие ледяных шапок на полюсах и свободная циркуляция океанических течений по всем широтам сглаживали разность температур между полюсами и экватором. Но когда климат стал меняться, усилившиеся ветры стремительно уничтожили хрупких живых воздушных змеев, разбивая их о землю подобно пляжным зонтикам, поваленным штормом и разлетевшимся на кусочки.

Среди буйства рептилий продолжали цепляться за жизнь немногочисленные – крайне немногочисленные – терапсиды, которые не относились к дицинодонтам. В раннем триасе нишу мелких и средних хищников заняли цинодонты размером с собаку, например циногнат (Cynognathus) и тринаксодон (Thrinaxodon). Годы шли, их потомки становились все меньше и меньше, одновременно становясь все свирепее и свирепее. Так, скользя почти незамеченными в самых глухих уголках ночными часами, они превратились в млекопитающих. Но их время пока не пришло.

В позднем триасе среди архозавров с наиболее выраженной двуногостью среди рауизухий, ринхозавров и прочих крокодилоподобных животных появились динозавры.

Динозавры и птерозавры – «птицеподобные» архозавры, противопоставляемые линии, ведущей к крокодилам, – уходят корнями в триасовую группу, характерными представителями которой были афанозавры, например Teleocrater – длинное приземистое четвероногое существо, в целом похожее на крокодила, но с длинной шеей и небольшой головой[156].

Глядя на подобных телеократеру созданий, сложно представить, что их потомкам уготована чудесная и важная судьба, тогда как почти все их соплеменники канут в Лету. Но намек на это крылся в костях. Скорость роста афанозавров была чуть выше, чем у других архозавров, а сами они были чуть более быстрыми и чуть более чуткими.

Еще ближе к динозаврам были силезавры. Более стройные и изящные, они могли похвастаться длинными шеями и хвостами, но передвигались они по-прежнему в основном на четырех ногах[157]. Афанозавры и силезавры вымерли к концу триаса. Их ближайшие родственники, динозавры, перешли к двуногой походке как основному способу передвижения, а не случайным эпизодам и перестроили соответствующим образом всю свою анатомию. И унаследовали Землю.

История динозавров началась без лишнего шума в теплых влажных областях в сердце Гондваны, вдали как от сокрушаемых штормами побережий Тетиса, так и от инопланетного жара близлежащих пустынь. И хотя динозавры уже начали разделяться на хищных теропод и травоядных завропод, хорошо известных по их последующей истории, но в триасовой феерии дицинодонтов, ринхозавров, рауизухий, этозавров, фитозавров и гигантских амфибий динозавры остались на вторых ролях.

Но по мере угасания крупных растительноядных – дицинодонтов и ринхозавров – растительноядные динозавры начали занимать свои места. Одновременно с этим они двинулись на север, достигнув в конце концов экваториальных пустынь, куда раньше путь им был заказан. Но даже тогда они все еще оставались мелкими игроками в великой драме крокодилоподобных архозавров. Тероподы, подобные целофизу (Coelophysis) и эораптору (Eoraptor)[158], были пока что мелкими юркими хищниками, охотившимися на что придется, и ничем не напоминали монстров юры и мела. На суше балом по-прежнему правили рауизухии, в реках и озерах – гигантские амфибии, в морях – множество разных пресмыкающихся. Завроподы и их родня, как платеозавр (Plateosaurus), были, конечно, велики, но до таких исполинов, как брахиозавр или диплодок, им предстоял еще долгий путь. До конца триаса не было никаких явных признаков того, что именно динозаврам, а не какой-то другой группе рептилий, будет сопутствовать такой оглушительный успех. Пока же они занимали скромные средние места в триасовом оркестре и еще 30 миллионов лет оставались в тени других солистов.

Земные глубины тем временем по-прежнему пребывали в движении. Сотни миллионов лет собиравшийся из фрагментов Родинии суперконтинент Пангея, в свою очередь, готовился расколоться на части.

Распад начался в слабом месте – по шву континентальной коры, где похожие драмы уже гремели в далеком прошлом. Задолго до Пангеи, 480 миллионов лет назад, в ордовике две литосферные плиты, столкнувшись, отправили в небытие древний океан, воздвигнув на его месте Аппалачи, протянувшиеся вдоль Восточного побережья Северной Америки.

Спустя многие миллионы лет, в триасе, кора вновь начала рваться почти по той же линии, создавая то, что вскоре обернется новым океаном – Атлантическим. Огромная рифтовая долина, растущая брешь в земле, протянулась от Каролины на юге до залива Фанди на севере. По мере роста бреши в нее с обеих сторон сползали осадочные породы, образуя постоянно меняющийся рисунок озер и рек, полный жизни, но окаймленный вулканами с обеих сторон.

И вот настал миг, когда кора истончилась настолько, что уже не могла сдерживать рыкающее в глубине чудовище. Волна магмы вырвалась на поверхность 201 миллион лет назад, заливая базальтом восток Северной Америки и пока еще близкий запад Северной Африки и выбрасывая в воздух углекислоту, дым, пепел и уже привычный коктейль ядовитых газов. Температура на планете, и так высокая, подскочила до значений, еще более враждебных жизни. Как будто Земля, страдая от своей прошлой неудачи 50 миллионов лет назад, предприняла еще одну попытку избавиться от жизни.

Кризис продолжался 600 000 лет.

В конце концов море залило рифт, давший начало Атлантике. Но это море уже не увидело многих животных, которые могли бы рассекать его воды: катастрофа забрала талаттозавров, пахиплеврозавров, нотозавров, гупезухид и плакодонтов. Остались ихтиозавры и боковая ветвь нотозавров, плезиозавры. Сухопутные дицинодонты и проколофоны, рауизухии и ринхозавры, силезавры, странные Sharovipteryx, Tanystropheus и дрепанозавры – вымирание смело их всех. Великий триасовый цирк сгинул, оставив лишь кучку оборванцев.

От всего обширного древа крокодилоподобных животных осталась лишь веточка, породившая современных нам крокодилов. Выжили, пусть и далеко не все, гигантские амфибии, как и некоторые птерозавры и очень немногие млекопитающие, наряду с цинодонтами (своими родственниками, принадлежащими к терапсидам), недавно возникшие клювоголовые, черепахи, лягушки, ящерицы – и динозавры.

Почему динозавры выжили, а множество очень похожих на них крокодилоподобных созданий нет – до сих пор загадка. В конце концов, это может быть просто везение – вытянул же счастливый билет в конце перми листрозавр. Но теперь плодиться и эволюционировать, заселяя открывшийся дивный новый мир, предстояло именно им – динозаврам.

7

Динозавры в полете

Динозавры всегда были созданы для полета. Началом стала их приверженность двуногости, которая всегда была сильнее, чем у любых из их крокодилоподобных родственников[159].

У большинства животных, передвигающихся на четырех ногах, центр тяжести расположен в районе груди. Чтобы встать на задние лапы, таким животным приходится тратить много сил, и долго стоять в вертикальном положении им тяжело. У динозавров же центр тяжести был смещен назад, к тазовой области. Относительно короткое спереди от бедер, сзади тело уравновешивалось длинным жестким хвостом, поэтому динозавры могли без усилий стоять на задних лапах. В отличие от других амниот с коренастыми мощными конечностями, задние ноги динозавров могли быть длинными и тонкими. Ноги, утончающиеся к концам, легче передвигать. Чем легче передвигать конечности, тем быстрее можно бегать. Передние конечности, больше не задействованные в передвижении, уменьшились, а кисти освободились для других дел – захвата кусков добычи или лазанья по деревьям.

Похожие на длинный рычаг, балансирующий на длинных задних лапах, динозавры обзавелись системой координации, которая постоянно отслеживала положение тела в пространстве. Их мозг и вся нервная система были отточены лучше, чем у любого другого существовавшего до тех пор животного. Благодаря всему этому динозавры могли не только стоять, но и бегать, расхаживать, вертеться и крутиться с самоконтролем и грацией, подобных которым Земля еще не видела, и это оказалось формулой успеха.

Динозавры прошлись паровым катком по остальным формам жизни. К концу триаса они стали столь разнообразны, что заняли все наземные экологические ниши, подобно терапсидам в перми, – но сделали это с непревзойденной элегантностью. Хищные динозавры всех размеров охотились на растительноядных динозавров. Растительноядные же для защиты или вырастали до размеров грузовика, или обрастали броней толщиной с танковую. Завроподы вернулись к четвероногости и стали самыми большими наземными животными за всю историю: некоторые из них достигали 50 метров в длину и весили более 70 тонн, как аргентинозавр (Argentinosaurus)[160].

Но даже гигантам не удалось полностью избежать угрозы быть съеденными. На них охотились гигантские хищники – «сухопутные акулы» кархародонтозавры (Carcharodontosaurus) и гиганотозавры (Giganotosaurus)[161]. Апофеозом – на закате эры динозавров – стал тираннозавр (Tyrannosaurus rex).

В этом создании потенциал уникального строения динозавров был использован полностью. Задние конечности пятитонного монстра представляли собой пару колонн мышц и связок, в которых скорость и грация предшественников были принесены в жертву невероятной мощи и почти непреодолимой силе[162]. Уравновешенное длинным хвостом тело было относительно коротким, передние конечности уменьшились до крохотных придатков, основная масса сконцентрировалась в шейных мышцах и длинных челюстях. Челюсти были полны зубов, размерами и формой напоминавших бананы – если бы бананы могли быть прочнее стали. Эти зубы могли крушить кости[163] и пробивать броню медлительных, но хорошо защищенных растительноядных размером с автобус – таких, как анкилозавр или многорогий трицератопс. Тираннозавр и его родня отрывали от добычи кровавые ломти и заглатывали их целиком – с костями, броней и всем остальным[164].

Но с неменьшим успехом динозавры могли быть и маленькими. Некоторые могли бы станцевать у вас на ладони. Например, микрораптор (Microraptor) был размером с ворону и весил не больше килограмма, а своеобразный и (Yi), похожий на летучую мышь и такой же крохотный, как его название, весил вдвое меньше.

Терапсиды были размером от мелкого терьера до слона, но динозавры превзошли их со всех сторон. Как же им удалось стать такими громадными – и такими крошечными?

Все началось со способа дыхания.

Еще в глубокой древности среди амниот произошел раскол. Млекопитающие – последние выжившие терапсиды, дотриасовые реликты, смело прятавшиеся в тени динозавров, – дышали, просто вдыхая и выдыхая. Если взглянуть беспристрастно – это довольно неэффективный способ снабжать тело кислородом и избавлять от углекислоты. Приходится расточительно расходовать энергию на прокачку свежего воздуха через рот и нос и далее по дыхательным путям в легкие, где кислород всасывается в кровеносные сосуды, окружающие легкие. И те же кровеносные сосуды должны сбросить избыток углекислоты в тот же самый просвет легких, откуда воздух надо выкачать наружу по тому же длинному пути. Поэтому очень сложно избавиться сразу от всего несвежего воздуха в легких, равно как заполнить каждый уголок легкого свежим воздухом за один вдох.

Другие амниоты – динозавры, ящерицы и прочие – тоже вдыхают и выдыхают воздух через те же отверстия, но последовательность событий между вдохом и выдохом у них совсем другая. Эти животные развили одностороннюю систему работы с воздухом, благодаря которой дыхание стало гораздо более эффективным. Воздух после вдоха попадал в легкие, но не выходил обратно сразу же. Вместо этого через односторонние клапаны он направлялся в обширную систему воздушных мешков. Подобная картина наблюдается у некоторых современных ящериц[165], но максимально использовали систему воздушных мешков динозавры. У них воздушные мешки – фактически расширения легких – окружали внутренние органы и даже заходили внутрь костей[166]. Динозавры были воздушными животными.

Такая система работы с воздухом была столь же элегантна, сколь необходима. Имея развитую нервную систему и ведя активный образ жизни, динозавры вырабатывали и расходовали большое количество энергии, которое существенно нагревало их тела. При такой активности необходимо доставлять кислород к нуждающимся в нем тканям настолько эффективно, насколько это только возможно. Двигательная активность приводила к выработке значительного количества избыточного тепла. Воздушные мешки хорошо поглощали и рассеивали его. В этом кроется секрет громадных размеров, которых достигали динозавры – у этих животных было воздушное охлаждение.

Если тело растет в размерах при сохранении формы, то его объем увеличивается гораздо быстрее площади его поверхности[167]. Иными словами, чем больше размеры тела, тем больше соотношение между объемом внутренних и поверхностных тканей. В результате может возникнуть проблема снабжения тела пищей, водой и кислородом, как и проблема удаления отходов и тепла, вырабатываемого в результате жизнедеятельности, – ведь площадь поверхности, через которую происходит обмен, по отношению к объему обслуживаемых тканей неуклонно уменьшается.

Большинство созданий имеют микроскопический размер, так что для них такой проблемы не существует, но стоит вырасти больше типографской точки – и она встанет в полный рост. Решением является, во-первых, развитие специализированных транспортных систем, таких как сосудистая, легкие с системой бронхов и альвеол; а во-вторых – изменение формы и создание увеличенных или запутанных конструкций в качестве радиаторов, от парусов пеликозавров и ушей слонов до сложных лабиринтов в легких, которые, помимо газообмена, выполняют и другую важную роль, активно рассеивая тепло[168].

Млекопитающие, оказавшись в мире без динозавров и получив возможность не ограничиваться размерами барсука, решили эту проблему за счет избавления от волос по мере увеличения размеров тела и потоотделения. Капельки влаги, испаряясь на поверхности тела, забирают необходимое для этого тепло от подкожной сети сосудов, создавая эффект охлаждения. Выдыхаемый из легких воздух тоже уносит с собой тепло, поэтому некоторые особенно мохнатые млекопитающие тяжело дышат, открыв пасть и высунув длинный влажный язык, чтобы охладиться. Самым большим наземным млекопитающим был парацератерий (Paraceratherium) – высокий безрогий носорог с вытянутым телом, живший около 30 миллионов лет, спустя многие миллионы лет после исчезновения динозавров. Его рост был около 4 метров в холке, а вес – до 20 тонн.

Но крупнейшие динозавры были намного, намного больше. У гигантских завропод, таких как один из крупнейших когда-либо существовавших наземных животных 70-тонный 30-метровый аргентинозавр, площадь поверхности была ничтожна в сравнении с объемом тела. И даже изменения формы тела – удлинения шеи и хвоста – было совершенно недостаточно, чтобы справиться с избытком тепла, производимым его громадными внутренностями.

Завроподы были очень большими, но есть эмпирическое правило: у больших животных метаболизм менее интенсивный, чем у мелких, поэтому они не такие горячие. Чтобы согреться на солнце, такому динозавру нужно было очень много времени – но и остывать ему тоже приходилось очень долго, поэтому очень большой динозавр, однажды разогревшись, дальше мог поддерживать такую температуру просто благодаря своим размерам[169].

Впрочем, достижение динозавров все равно спасало их, позволяя вырастать такими огромными. Так как от их легких, самих по себе объемных, расходилась по всему телу система воздушных мешков, эти животные были не такими массивными, как казались – при своих размерах. Воздушные мешки в костях облегчали и скелет. Скелет динозавров – это подлинный шедевр биологической инженерии: кости облегчены до набора полых несущих стоек при абсолютном минимуме ненесущих частей.

Но фокус в том, что роль системы воздушных мешков не ограничивалась отведением тепла из легких. Они забирали тепло непосредственно от внутренних органов, так что отпадала необходимость сначала переносить его с током крови в легкие, теряя по пути часть и усложняя тем самым задачу. Наиболее выгодно это было для печени – органа, вырабатывающего очень много тепла, который у крупного динозавра достигал размеров автомобиля. Воздушное охлаждение внутренностей динозавров было более эффективным, чем жидкостная альтернатива млекопитающих[170]. Благодаря этому динозавры смогли достичь гораздо больших размеров, чем млекопитающие, не сварившись при этом заживо.

Так что аргентинозавр в гораздо меньшей степени был громоздким бегемотом, чем легко ступающей четвероногой нелетающей… птицей. Ведь именно птицы – наследники динозавров – обладают таким же облегченным скелетом и особым строением тела, таким же быстрым обменом веществ и такой же системой воздушного охлаждения. И все эти приспособления чрезвычайно полезны для полета – занятия, требующего легкой прочной рамы.

Полет ассоциируется еще и с перьями. Покрывающее тело оперение было отличительной чертой динозавров почти с самого начала их истории. Поначалу перья были больше похожи на волосы, как и у птерозавров – первой группы позвоночных, освоивших полет в далеком триасе, и близких родственников динозавров[171]. Даже без необходимости летать перья обеспечивают достаточную теплоизоляцию маленькому животному, вырабатывающему много тепла. Проблема, стоявшая перед мелкими активными динозаврами, была противоположна заботившей гигантов – мелким требовалось предотвратить рассеивание добытого дорогой ценой тепла в окружающую среду[172]. Простые перья быстро эволюционировали: у них появились опахало, бородки и окраска[173]. Для таких умных и активных животных, как динозавры, была характерна сложная социальная жизнь, в которой демонстрация играла важную роль.

Еще одним ключом к успеху динозавров стало откладывание яиц. Несмотря на то что позвоночные, в общем, всегда откладывали яйца – что и позволило первым амниотам завоевать сушу, – многие вернулись к древнему, унаследованному еще от первых челюстноротых способу размножения – живорождению. Это лишь вопрос поиска такой стратегии защиты потомства, которая не окажется слишком обременительной для родителя. Млекопитающие тоже начинали с откладывания яиц. Затем почти все они перешли к живорождению, но заплатили за это огромную цену. Живорождение – крайне энергозатратная стратегия, что накладывает ограничения на предельный размер сухопутных млекопитающих[174]. Кроме того, при живорождении ограничено количество детенышей в помете[175].

Динозавры никогда не защищали свое потомство таким образом. Все динозавры откладывали яйца – как и все остальные архозавры. Активные и сообразительные животные, динозавры повышали шансы своего потомства на успех, высиживая кладку в гнезде и заботясь о вылупившихся детенышах. Многие, особенно самые стадные растительноядные, например завроподы и практически сменившие их в мелу гадрозавры, которые были мельче и ходили, по крайней мере, время от времени на двух ногах, устраивали гнезда на общественных гнездовьях, которые могли занимать все видимое пространство от горизонта до горизонта. Самки динозавров, откладывая яйца, тратили кальций из собственных костей, чтобы сформировать скорлупу; эту черту унаследовали и птицы[176].

В свете преимуществ, которые давало откладывание яиц, такая жертва была вполне оправданной. Яйцо амниот – один из шедевров эволюции. В нем упрятан не только эмбрион, но и полноценная система жизнеобеспечения. Яйцо содержит запас питательных веществ, достаточный для обеспечения зародыша до вылупления, а система удаления отходов все это время предотвращает отравление такой изолированной биосферы. Отложив яйцо, самка оказывалась избавленной от проблем и затрат на обеспечение будущего детеныша, укрытого в ее теле.

Некоторые динозавры все-таки тратили силы на заботу о своем потомстве после вылупления – но они не были намертво связаны этим обязательством. Некоторые ограничивались закапыванием яиц в теплую нору или навоз. Энергия, которая иначе была бы потрачена на воспроизведение и защиту небольшого числа потомков, могла быть потрачена, например, на откладывание значительно большего количества яиц, чем может выносить живородящее животное. И, конечно, на рост. Росли динозавры быстро. Завроподам требовалось расти так быстро, как это только возможно, чтобы стать неинтересными для хищников. Хищникам приходилось расти в ответ. Например, тираннозавр набирал взрослый вес – 5 тонн – меньше чем за 20 лет, прибавляя в день по два килограмма. Никто из его не таких громадных родственников не рос с такой скоростью[177].

Динозавры и их ближайшие родичи потратили миллионы лет, накапливая приспособления к полету: перья, быстрый обмен веществ, эффективное воздушное охлаждение для регулирования температуры тела, легкая конструкция тела и исключительная приверженность откладыванию яиц[178]. Зачастую динозавры пользовались некоторыми из этих адаптаций для совершенно нептичьих задач – например чтобы вырасти до размеров, которых еще – и никогда после – не видала суша. В конце концов динозавры получили разрешение на взлет. Как же они сделали последний шаг и оказались в воздухе?

Это произошло в юрском периоде, когда в процессе эволюции представители одной из линий и без того некрупных хищников стали еще меньше. Чем мельче они становились, тем гуще становился их перьевой покров – ведь мелким животным с быстрым обменом веществ нужно как-то удерживать тепло. Некоторые из них жили на деревьях – на что не пойдешь, лишь бы улизнуть от своих более крупных собратьев. Некоторые открыли, как пользоваться своими оперенными крыльями, чтобы подольше оставаться в воздухе, – и стали птицами.

В крыле нет ничего волшебного. Вся суть крыла – в его форме, благодаря которой в полете, вклиниваясь в воздух, крыло заставляет одни частицы двигаться очень быстро, а другие – медленнее. Результатом разности скоростей воздуха на разных участках крыла оказывается появление направленной вверх силы, действующей на крыло. Величина этой силы пропорциональна скорости, с которой движется крыло, а называется эта сила подъемной.

Есть два способа подняться в воздух.

Можно стартовать с поверхности земли (или воды). Будущему воздухоплавателю надо разогнаться как можно быстрее, хлопая крыльями со всей силы. Теоретически можно взлететь и держа крылья строго горизонтально, но в реальности среди летающих животных не встречается столь классных бегунов. При взмахе крылом изменяется распределение потоков воздуха вокруг него и их скорости, что увеличивает подъемную силу, и невероятное становится возможным[179].

Альтернативный вариант – забраться на возвышенность и прыгнуть вниз, позволяя потрудиться для разгона силе тяжести. Еще надежнее прыгнуть в восходящий поток – струю теплого воздуха, поднимающуюся от земли.

Лучшие среди летунов – мелкие, даже микроскопические создания, отдающиеся на волю ветров. Таких много среди живых существ, и подобным образом они путешествовали с незапамятных времен, будь то плывущие в ордовикском бризе споры древнейших наземных растений, выдыхаемые тираннозавром вирусы, сорвавшиеся с его кожи бактерии, вцепившиеся в паутинки пауки, крошечные насекомые – все они составляли и составляют обширный, сильно недооцениваемый воздушный планктон, парящий всюду – и прямо над поверхностью земли, и на границе космоса. Очень маленьким организмам, как и спорам или пыльце, чтобы подняться в воздух, не нужны ни крылья, ни какие бы то ни было иные приспособления – достаточно легкого ветерка.

В этом-то и проблема. Аэропланктон не способен управлять своим движением, полностью подчиняясь капризам ветра. Даже маленьким летунам нужны крылья, если они желают сами направлять свой полет. Но для существа размером с пылинку молекулы воздуха представляются чем-то гораздо большим, чем, к примеру, для пчелы или мухи. С точки зрения пылинки воздух вязкий, словно вода или сироп, так что полет больше похож на плавание. Крылья самых маленьких насекомых напоминают скорее щетинки – ими не машут, а гребут, выбирая направление в воздухе.

Для создания же, для которого сила тяжести – в силу его размеров – важнее, чем движение молекул воздуха, первым опытом полета становится просто управляемое падение – например парашютирование. Парашют, который можно заставить перемещаться по горизонтали на расстояние большее, чем по вертикали, – это уже планер, хотя планирование – тоже всего лишь контролируемое падение[180].

Такой способ движения животные открывали неоднократно, от так называемых «летающих» змей, которые, вытягиваясь, становятся подобием летающего крыла, и «летающих» лягушек с огромными парашютоподобными лапами до множества видов планирующих существ, похожих на ящериц, – как ныне живущих, так и известных только по ископаемым останкам, – у которых кожа была натянута по обеим сторонам на чрезвычайно удлиненные ребра или даже на особые кости прямо в коже. Рептилии занимались этим, как минимум, с перми. Опытные парашютисты не редкость и среди млекопитающих – хорошо известны белки-летяги, «летающие» на складках кожи между передними и задними лапами. Планировать млекопитающие научились почти сразу после своего появления. Один из наиболее древних отрядов млекопитающих – харамииды – шагнули в воздух еще в юрском периоде. Возможно, они опередили даже древнейших известных птиц – археоптериксов[181].

Сложно считать простым совпадением то, что все эти планеристы являются (или являлись) древесными животными и что способность к планированию возникала независимо много раз[182]. В конце концов, естественный отбор безжалостен к упавшим особям вида, полюбившего карабкаться по деревьям. Любое приспособление, снижающее риск разбиться, поможет умереть не сегодня, но хотя бы завтра – и поэтому отбор будет к нему благосклонен[183].

Хоть какая-то перспектива подняться в воздух была только у мелких динозавров, потому что, как мы смогли убедиться, законы физики неумолимы: с увеличением размера пропорционально растут энергозатраты на взлет. Только мелкие летуны способны к машущему полету. Крупные – только к парящему.

Динозавры попали в воздух разными путями – бежали и хлопали, парили и падали. В любом случае летающими они стали случайно. Оперенные крылья появились у них задолго до того, как полет стал возможен хотя бы теоретически. Многие динозавры щеголяли пучками перьев (иногда без опахал) задолго до появления летающих видов.

Но обзавестись полноценным перьевым покровом выпало линии мелких хищных динозавров. Несмотря на то что эти существа во многом напоминали птиц – складывали передние лапы так же, как птицы – крылья[184], высиживали яйца[185], как птицы, и многое другое, – некоторые из них были просто слишком велики, чтобы подняться в воздух[186]. Но тем не менее у многих были перья – для сохранения тепла, для брачных ритуалов, для маскировки от хищников или для всего вышеперечисленного сразу (и наверняка еще для каких-нибудь целей).

Первые полеты не были чем-то большим, чем короткие прыжки, случавшиеся на земле или где-то не очень высоко. Чтобы устроиться на ночлег в нижних ветвях, крылья первых поднявшихся в воздух динозавров были вполне неплохи – но и не более того. Птенцы, будучи еще меньше, могли зайти дальше, помогая себе короткими крыльями взбираться по крутым склонам или стволам деревьев[187]. Но вот он забрался на ветку – что дальше? Даже динозавр с зачаточными крыльями, особенно мелкий, спрыгнет, замедляя крыльями падение, изредка хлопая в попытке замедлиться еще сильнее. Крылья «канонической» первоптицы археоптерикса были полностью оперены, но на грудине у нее не было киля, к которому должны крепиться маховые мышцы, поэтому археоптерикс вряд ли был хорошим летуном, но вполне мог пролететь немного между ветвями или вспорхнуть с земли на ближайшую ветку.

Археоптерикс, живший в конце юрского периода, был лишь одним из целого сонма разнообразных динозавров, экспериментировавших с полетом. Некоторые из них были бипланами – с маховыми перьями не только на передних, но и на задних конечностях. Наиболее известным таким динозавром является микрораптор (Microraptor), обнаруженный в Китае, относящийся к семейству дромеозаврид[188]. Дромеозавриды наряду с еще одним семейством некрупных, смышленых бипедальных динозавров – троодонтидами – были близкими родственниками археоптерикса. Троодонтиды наравне с птицами и дромеозавридами экспериментировали с перьями и, вероятно, тоже пытались летать. У троодонтида анхиорниса (Anchiornis), который жил в юрском периоде[189] еще до появления археоптерикса, были, как и у микрораптора, перья на всех конечностях.

Очень странную попытку полететь предприняла другая небольшая группа динозавров, родственная птицам, дромеозавридам и троодонтидам. Эти небольшие создания размером от воробья до скворца почти наверняка обитали в кронах деревьев. Перья у них были – Epidexipteryx щеголял хвостом из длинных лентовидных перьев[190], но крылья были голые, кожистые, словно у летучих мышей[191]. Эти существа, скансориптериды, представляли собой результат кратковременного эксперимента динозавров с полетом, похожим на полет летучих мышей, который начался и закончился еще до того, как первая птица вылупилась из яйца, и задолго до рождения первой летучей мыши.

История эволюции полета интересна еще и тем, как часто животные утрачивают эту способность[192].

Птицы, похоже, не упускают возможности отказаться от полета, как только такая возможность у них появляется. Начать с того, что далеко не все птицы хорошо летают. По меньшей мере две большие группы птиц уже давно отказались от полета. Во-первых, это бескилевые, к которым относятся страусы, эму, казуары и киви, а также вымершие новозеландские моа и мадагаскарские эпиорнисы – и те и другие вымерли вскоре после того, как на этих островах появились первые люди. Во-вторых, это пингвины, превратившие крылья в ласты для подводного полета. Обе эти группы очень древние. Другие птицы обычно становились нелетающими, попав на удаленные острова без наземных хищников и обнаружив, что тут можно расслабиться – так случилось с нелетающим галапагосским бакланом, новозеландским совиным попугаем и уже вымершим маврикийским дронтом.

Были, впрочем, и другие большие группы нелетающих птиц, вымершие миллионы лет назад. В позднем мелу на берегах моря, протянувшегося с севера на юг всей Северной Америки, обитали напоминавшие зубастых чаек примитивные летающие птицы ихтиорнисы (Ichthyornis)[193], ловившие рыбу под сенью паривших в вышине птеранодонов. Рядом с ними обитали нелетающие гесперорнисы (Hesperornis) – крупные, больше метра в длину, практически бескрылые птицы, которые, словно пингвины, были ныряющими рыбоядными. В то же время, когда ихтиорнисы и гесперорнисы населяли побережье Небраски, в Аргентине обитала другая меловая птица – патагоптерикс (Patagopteryx), который был размером с курицу и тоже утратил способность к полету. Семейство динозавров альваресзавриды включало в себя несколько маленьких оперенных созданий с длинными ногами, но уменьшенными до крошечных придатков крыльями с заметным когтем на каждом. При первом изучении их тоже приняли за нелетающих птиц[194].

Полет – дело затратное. Так было в мезозое и так продолжает быть сейчас, поэтому, несмотря на то что в плане строения динозавров все необходимые для полета черты присутствовали чуть ли не с появления этой группы, неудивительно, что многие летающие животные, если представляется такая возможность, отказываются от своего умения. Мелкими и лучше приспособленными к полету среди дромеозаврид и троодонтид были, как правило, ранние представители этих семейств – их более поздние родичи были крупнее и больше тяготели к земле. Поздние дромеозавриды и троодонтиды – драконы, упавшие на землю.

Птицы стали нелетающими еще до того, как стали птицами.

Немногие отказались от борьбы. Небеса в меловой период быстро наполнились чириканьем, криками и трелями бесчисленных птиц. Многие из них относились к энанциорнисам – птицам, внешне очень похожим на современных, но во многих деталях сильно отличавшихся – например у них сохранились зубы в клюве и когти на крыльях. Но птицы современного типа начали появляться задолго до конца мела. Житель позднемеловых побережий астериорнис (Asteriornis), например, был близким родственником современных уток, гусей и кур[195].

Земля продолжала меняться. К концу мела Пангея раскололась на части, в которых уже можно было без особой натяжки узнать знакомые нам части суши. В результате на разных континентах линии динозавров стали расходиться на разные виды. Так, группа теропод абелизавры встречалась почти исключительно на южных континентах, тогда как рогатые цератопсы – например трицератопс – почти всегда жили на западе Северной Америки и в Восточной Азии, которые в те времена еще были соединены, но уже обособились от остальных массивов суши[196].

Островная изоляция порождала диковинные Страны Чудес динозавров. Например, юрская Европа была архипелагом тропических островов, как сегодняшняя Индонезия со своей собственной уникальной фауной миниатюрных завропод – как всего лишь шестиметровый европазавр (Europasaurus)[197]. Мадагаскар, как и сейчас, был раем для экзотических существ. Многие экологические ниши на этом острове в мелу занимали крокодилы – даже травоядные[198].

В том же меловом периоде появились цветковые растения[199]. Их история, как и у тетрапод, началась у воды, когда берега рек украсились белыми поблескивающими кувшинками, резко выделявшимися на фоне зеленой стены хвойных.

Растения уже давно научились защищать свои зародыши, пряча их в семена, но цветковые привнесли новые уровни защиты. Как и у всех остальных растений, для образования эмбриона женская половая клетка должна быть оплодотворена мужской. Но цветковые добавили еще одну клетку с двумя ядрами, которая, будучи оплодотворенной другим спермием, дает начало эндосперму – ткани, которой питается эмбрион в начале своей жизни. Все это укрыто в дополнительный защитный слой, из которого развивается плод. Плоду предшествует цветок – который своим цветом и запахом привлекает опылителей. Плод тоже может быть яркий и ароматный, прямо-таки кричащий: «Съешь меня!» Животные съедят – и разнесут семена, разбросав их с пометом.

Простые наземные растения, такие как мхи, миллионы лет пытались привлечь животных, чтобы те помогали им в оплодотворении[200], наверное, с самых первых дней колонизации суши. Усилия эти были окутаны мглой и мраком и даже близко не смогли сравниться с впечатляющим взрывным появлением цветковых растений, произошедшим одновременно со столь же взрывной эволюцией опылителей – муравьев, пчел, ос и жуков, которые в настоящее время уверенно держат пальму первенства по количеству видов. Цветковые растения и их опылители связаны тонкими, многогранными и сложными отношениями, которые возникли лишь в эпоху расцвета динозавров.

Казалось, миру динозавров не будет конца. Он действительно мог существовать и дальше, даже несмотря на подъем мантийного плюма на полуострове Индостан в конце мела. Не считая этой детали, Земля в юрском и меловом периодах словно застыла в оцепенении. Кризис, завершивший меловой период, напротив, был быстрым и жестоким – и пришел с небес.

Достаточно беглого взгляда на поверхность Луны, чтобы увидеть запечатленные на ней следы столкновений. Значительная доля твердых поверхностей в Солнечной системе испещрена кратерами – от микроскопических до гигантских. Даже мельчайшие астероиды усыпаны следами столкновений с еще меньшими обломками. Этих свидетельств нет лишь на тех небесных телах, которые постоянно обновляют свою поверхность[201].

Неоднократно оставляли свои следы пришельцы из космоса и на Земле, но на нашей планете кратеров сохранилось мало. Те немногие тела, которые не сгорают в плотной атмосфере, почти не оставляют этих шрамов – их быстро затирают погодные явления и конечно же деятельность живых существ. Черви роют свои ходы через стенки кратеров, в которые те обрушиваются. Корни раскалывают, превращая в пыль. Их заливают моря, засыпают осадки, обживают растения и животные, пока не исчезнут самые их следы.

Но достаточно лишь одного. Мир динозавров встретил свой внезапный конец при ударе астероида 66 миллионов лет назад.

Как и все утренние сенсации, столкновение готовилось долго. Карта динозавров была помечена много лет назад. Около 160 миллионов лет назад, в поздней юре, в дальней части пояса астероидов произошло столкновение, в результате которого на свет появился 40-километровый астероид Баптистина, а вместе с ним – рой из нескольких сотен обломков больше километра в поперечнике, некоторые – существенно больше. Эти предвестники гибели рассеялись по внутренней части Солнечной системы[202][203].

Спустя примерно 100 миллионов лет один из них столкнулся с Землей. Круто спикировав с северо-востока[204], пришелец, чей размер мог достигать 50 километров, врезался в побережье полуостров Юкатан в нынешней Мексике со скоростью 20 километров в секунду, войдя глубоко в кору и расплавив ее. За ослепительной вспышкой прошел мчащийся со скоростью 1000 километров в час шквал, чей рев невозможно представить. Он уничтожил всю жизнь в Карибском бассейне и большей части Северной Америки, прежде чем по всему миру начался камнепад раскаленных обломков и обжигающий ураган, превращающий деревья в факелы. Цунами сначала увело всю воду далеко в Мексиканский залив, чтобы затем обрушить на побережье 50-метровый вал, прокатившийся более чем на 100 километров в глубь материка.

Астероид ударил в слои, богатые ангидритом, которые когда-то оседали на дно древнего моря. Ангидрит – безводный сульфат кальция, который при ударе выделил огромные количества диоксида серы. Попав в стратосферу, диоксид серы сконденсировался, сформировав облака, которые вместе с выброшенной при ударе пылью закрыли Солнце и погрузили мир в зиму, продолжавшуюся несколько лет. К моменту, когда Солнце вновь засияло в небе, диоксид серы уже пролился обжигающими кислотными дождями, изранив выжившие растения и растворив все морские рифы.

Все нелетающие динозавры вымерли. Последние птерозавры сгинули в ударной волне. В морях погибли наследники триасовых нотозавров – величественные плезиозавры, а вместе с ними и мозазавры – ужасающие морские ящерицы-вараны[205]. Из морских вод исчезли великие аммониты – бороздившие моря в закрученных раковинах родственники кальмаров и осьминогов, достигавшие размеров автобусного колеса. Их родословная тянулась с кембрия и сгорела в метеоритном пламени.

Удар оставил после себя кратер 160 километров в поперечнике.

Но жизнь вновь оправилась от удара, хотя погибло три четверти видов. Уже через 30 тысяч лет подводная часть кратера была заселена планктоном[206], который вскоре засыпал дождем своих меловых останков следы кратера.

Выжившими оказались далекие потомки терапсид, которые, как и динозавры, перешли к быстрому обмену веществ, но использовали его совершенно иначе. Это были млекопитающие, которые наконец вышли на свет из тени, в которой скрывались с триаса.

8

Эти великолепные млекопитающие

Давным-давно, в далеком девонском периоде, была у панцирной рыбы в задней части головы пара косточек, по одной с каждой стороны. Рыба не обращала на них внимания. Рыба была вообще-то очень занята – она поднимала песчаную муть перед немигающими фасеточными глазами преследовавшего ее гигантского морского скорпиона.

Косточки же – расположенные прямо над первой парой жаберных щелей – продолжали делать свое дело, фиксируя мозг в защитной хрящевой капсуле относительно наружной костной брони, за что и получили название подвесок.

Две другие хрящевые детали, отделявшие рот от первой жаберной щели, сложились пополам, обратив новообразованный шарнир – сустав – назад, и стали челюстями. Сустав между челюстями задвинул первую пару жаберных щелей так, что они съежились до маленьких отверстий – брызгалец, расположившихся прямо над челюстными сочленениями с обеих сторон головы. И теперь поддерживающие мозг подвески стали выполнять сразу три задачи. Они по-прежнему остались важными структурными элементами. Но теперь с одной стороны к ним крепились мышцы, открывающие и закрывающие брызгальце, а с другой стороны они оказались плотно прижаты к парным отверстиям в мозговой коробке, ведущим к внутреннему уху.

Внутреннее ухо – это крошечная хрупкая конструкция, без которой рыба полностью теряет ориентацию в пространстве, не понимая, где верх, а где низ. Этот орган состоит из лабиринта заполненных жидкостью трубочек. Колебания жидкости воздействуют на сгустки обогащенной минеральными веществами массы, которые прикреплены к чувствительным волоскам. К другому концу этих волосков подходят нервные волокна. Движение в окружающей среде приводит к движению жидкости в трубочках, сгустки сдвигаются, и вместе с ними смещаются волоски, в результате возникает нервный импульс, который передается по нервным волокнам в мозг, – и рыба сразу же осознает, где она и в каком положении: очень быстро уплывает от прожорливого морского скорпиона, щелкающего клешнями в опасной близости.

Колебания воды воспринимает эта же система каналов, посредством тех же микроскопических клеточных волосков, подобных струнам арфы. Колебания воды «перебирают» эти «струны», каждая из которых настроена на определенный тон, и рыба отчетливо различает зловещий рокот преследователя. А пара уже знакомых нам косточек проводит эти вибрации от внешних покровов прямо к внутреннему уху.

У самых ранних тетрапод – например у акантостеги – подвески (которые еще называют «гиомандибулы») были солидными крепкими костями, которые не очень-то хорошо проводили звуки, особенно если тон был выше басовитого рокота, как у отдаленного грома[207].

Окончательно выйдя на сушу, четвероногие оказались на открытом воздухе, акустика которого была совершенно иной. Хрящи жаберных дуг стали поддерживать язык и гортань, но гиомандибулы остались на своем месте. Но отныне они сосредоточились на восприятии звука. Брызгальца перекрылись тонкими мембранами – барабанными перепонками. Гиомандибулы теперь передавали колебания от барабанных перепонок непосредственно к внутреннему уху. Получив новую роль, гиомандибулы получили и новое солидное имя: columella auris – «ушной столбик». Впрочем, чаще ее называют более приземленным именем – «стремечко». Оно расположено между барабанной перепонкой и внутренним ухом в своем собственном маленьком царстве – среднем ухе[208].

Колебания барабанной перепонки, когда до нее доносится звук, передаются через стремечко на внутреннее ухо. Так и сегодня воспринимают звуки земноводные, пресмыкающиеся и птицы. Со временем стремя стало тонким, как игла, и способным передавать даже шепот. Но даже у такой конструкции есть свой предел. Наш мир наполнен чириканьем, карканьем и воркованием – птицы издают одни из самых громких звуков в природе[209]. Но при этом птицы практически не слышат звуков с частотой больше 10 000 колебаний в секунду – 10 кГц[210].

Иначе обстоят дела у млекопитающих. В их среднем ухе не одна-единственная косточка – стремечко, – а целых три. Стремечко по-прежнему соединено с внутренним ухом, а через него – с мозгом, но между ним и барабанной перепонкой встроены еще две косточки – молоточек, прикрепленный к барабанной перепонке, и наковальня, соединяющая молоточек со стремечком[211].

Такое изменение строения радикально отразилось на слухе млекопитающих. Цепочка из трех косточек усиливает звук и повышает чувствительность внутреннего уха к высоким частотам. Люди могут (по крайней мере, в детстве) слышать звуки с частотой до 20 кГц – гораздо выше, чем способен пропеть жаворонок[212]. Но по сравнению с другими млекопитающими люди просто тугоухи: собаки слышат звуки частотой до 45 кГц[213], кошачьи лемуры – до 58 кГц[214], мыши – до 70[215], а кошки – до 85 кГц[216]. Но по сравнению с дельфинами мы вообще глухие – эти морские млекопитающие слышат звуки частотой до 160 кГц[217]. Эволюция связки трех косточек в среднем ухе млекопитающих открыла им совершенно новую вселенную звуков, недоступную остальным позвоночным.

Млекопитающие словно бы нашли дыру в заборе, окружающем их уютный маленький дворик, и увидели через нее удивительные неизведанные просторы.

Откуда же взялись молоточек и наковальня?

Когда челюсти только появились у рыб, спасающихся бегством от других обитателей глубин, сочленение челюстей оказалось прямо под брызгальцем – остатком первой жаберной щели, которое позже затянется барабанной перепонкой. Челюстной сустав лишь по чистой случайности оказался рядом с ухом, а не чем-нибудь еще.

Но челюстной сустав и барабанная перепонка не просто рядом расположены – они в неразрывной связи друг с другом. И в этой неразрывности был ключ к будущему успеху млекопитающих.

Когда нижняя челюсть только появилась, она была хрящевым стержнем – половиной первой жаберной дуги, которая в результате сгибания пополам сформировала челюсти: верхняя ее половина стала верхней челюстью, нижняя – нижней. Со временем хрящи окостенели, хотя остатки сохранились (по крайней мере, на эмбриональной стадии) в виде меккелева хряща – тонкой полоски ткани вдоль внутренней стороны нижней челюсти.

Нижняя челюсть рептилий и динозавров – не единственная кость, а сложная конструкция из нескольких костей, играющих каждая свою роль. Спереди находится зубная кость, на которой, как нетрудно догадаться, расположены зубы. Сзади находится сочленовная, образующая сустав – сочленение – с расположенной в основании черепа квадратной костью. Так же была устроена и нижняя челюсть терапсид – предков млекопитающих.

По мере того как терапсиды эволюционировали в млекопитающих, становясь все меньше и меньше, от размеров крупной собаки к мелкой, затем достигнув размера кошки, потом ласки, мыши, наконец, крохотной землеройки и все это время становясь все более свирепыми охотниками, челюсти тоже менялись. Зубная кость становилась основной костью нижней челюсти. Подобно кукушонку, растущему быстрее своих сводных братьев, она выталкивала остальные кости назад, где они или сливались с ней в единое целое, или же перемещались в дальний угол возле стремечка. Зубная кость в конце концов настолько разрослась, что сформировала новый собственный сустав уже не с квадратной, а с другой костью черепа – чешуйчатой.

Квадратная кость в результате оказалась ненужной для сустава. Она уменьшилась в размерах и, находясь возле стремечка, стала работать вместе с ним, став наковальней. Следующей к ним присоединилась бывшая сочленовная кость, ставшая молоточком[218].

У некоторых предшественников млекопитающих челюстной сустав оказался сложной конструкцией, в которой соединялись и зубная кость с чешуйчатой, и сочленовная с квадратной. Последняя пара, уже начавшая превращаться в молоточек и наковальню, оказалась выполняющей сразу две совершенно разные задачи: они и работали в составе челюстного сустава, что требовало большой прочности, и участвовали в проведении звука, для чего была нужна высокая чувствительность. Это был такой же компромисс, как и в истории со стремечком у предков тетрапод за много миллионов лет до этого, и он точно так же не мог сохраниться долго.

В конце концов квадратная и сочленовная кости оказались свободными в полости среднего уха. Поначалу они еще соединялись с челюстью тонкой полоской редуцирующегося меккелева хряща, но потом он исчез окончательно, а млекопитающие, чей слух в результате эволюции среднего уха резко обострился, внезапно оказались в неизведанном тетраподами мире звуков.

Формирование среднего уха млекопитающих стало прямым следствием тенденции к миниатюризации размеров тела[219], и это происходило неоднократно в истории нашего класса – как минимум трижды среднее ухо возникало независимо у разных групп млекопитающих: у предков однопроходных – современных яйцекладущих австралийских утконоса и ехидны, у общего предка сумчатых и плацентарных млекопитающих, которые в наши дни представляют практически всех млекопитающих на Земле, а затем у многобугорчатых – похожих на грызунов зверей, появившихся еще в юрском периоде, но полностью вымерших в эоценовом.

Долгий путь от терапсид к млекопитающим начался еще на заре триаса с тринаксодона, представителя цинодонтов. Это создание напоминало джек-рассел-терьера – если смотреть на него, сильно прищурившись. Впрочем, тринаксодон, если не принимать в расчет его куцый хвост и походку вразвалку, был очень похож на млекопитающих. Тело этого любителя рыть норы было покрыто шерстью, а на морде торчали вибриссы[220].

Еще больше черт млекопитающего было во внутреннем строении тринаксодона. Даже на этой ранней стадии зубная кость уже была основной в нижней челюсти, хотя в среднем ухе пока что имелось лишь стремечко.

Зубы рептилий – одинаковые заостренные колья простой конструкции, вырастающие заново по мере выпадения. Но уже пеликозавры попытались усовершенствовать свой стол, обзаведясь разными зубами для разных целей. Их потомки терапсиды продолжили это начинание.

На ум сразу приходят горгонопсы с их сабельными клыками и их добыча дицинодонты с эффективной комбинацией крупных клыков и рогового клюва. Солидные клыки были и у цинодонтов – чье название означает «собачий зуб», но у них сохранилась тенденция к дальнейшей дифференциации зубов. У млекопитающих четыре типа зубов: режущие и рвущие резцы, колющие клыки, перетирающие премоляры и давящие моляры. У тринаксодона были резцы и клыки, но зубы за клыками еще не обрели четкой функциональной роли.

В отличие от рептилий, у которых ребра отходят от всех позвонков, у тринаксодона ребра были только в грудной части, образуя привычную нам грудную клетку. Такая особенность строения характерна только для млекопитающих. Наличие грудной клетки подразумевает, что у тринаксодона имелась диафрагма – мышечный пласт, отделяющий грудную клетку от брюшной полости и обеспечивающий глубину и регулярность вдохов[221].

Другое приспособление к дыханию скрывалось у тринаксодона в носу. В отличие от рептилий, чьи внутренние ноздри открываются в свод ротовой полости прямо у рыла, это животное обзавелось длинной носовой полостью, практически полностью отделенной от ротовой. Носовая и ротовая полости тринаксодона смыкаются только в самом дальнем своем конце, так что воздух попадает в дыхательное горло, минуя место для жевания, благодаря чему животное может пережевывать пищу, не прерываясь на вдохи. Крупная носовая полость наполнилась лабиринтом костных выступов, поддерживавшим слизистую оболочку большой площади, которая обеспечивает отличное обоняние и подогревает вдыхаемый воздух, пока в ротовой полости один за другим исчезают куски незадачливой добычи.

Таким образом, перед нами предстает активное животное с быстрым обменом веществ, подобным таковому у динозавров, но достигнутым иначе. Воздух, в отличие от легочных мешков, прокачивался диафрагмой. Тринаксодон и более поздние цинодонты, как и мелкие динозавры, для сохранения тепла обзавелись меховой шубой. Процесс питания стал более эффективным, поскольку для быстрого метаболизма требуется много топлива. Вместо поедания добычи целыми кусками, которые потом надо переваривать в тишине и покое или, подобно птицам и динозаврам, дробить в желудке проглоченными камнями, тринаксодон использовал возможности своих разнообразных зубов, чтобы разгрызать добычу во рту, сохраняя при этом способность нормально дышать.

Превращение терапсид в млекопитающих было сложным процессом, шедшим сразу в нескольких разных линиях терапсид. Животные, неотличимые от млекопитающих по всем ключевым признакам, появились уже к концу триаса. Все они были маленькими: кюнеотерий (Kuehneotherium) и морганукодон (Morganucodon) были не больше современных землероек, длиной меньше 10 сантиметров. У них уже было полностью сформировано среднее ухо[222], а зубы были четко разделены на режущие, колющие, перетирающие и давящие.

Давящие моляры этих животных отличались тем, что выступы на них располагались не в линию, как у акул, а в шахматном порядке, образуя двумерную жевательную поверхность. При этом выступы и впадины нижних моляров были отражением верхних, обеспечивая плотное смыкание их поверхностей. В результате пережевывание пищи было еще эффективнее, дополняя арсенал маленьких шустрых существ, которым просто ради выживания приходилось каждый день съедать почти равный собственному вес насекомых. Но уже в те древние времена млекопитающие обладали пищевой специализацией: в то время как морганукодон мог справиться с твердой хрустящей добычей вроде жуков, кюнеотерий предпочитал лакомиться чем помягче – молью и бабочками[223].

Быстрый метаболизм, обеспечиваемый эффективным пережевыванием пищи и не менее эффективным дыханием, которое позволило к тому же обзавестись отличным обонянием; практически неуклонное стремление к уменьшению размеров тела, которое попутно вылилось в развитие острого слуха, восприимчивого к высоким частотам; привычка прятаться в норах – все это говорит о том, что млекопитающие развивались в экологической нише, практически недоступной прочим позвоночным, – ночных животных.

Триасовая Пангея по многим показателям была недружелюбным местом. Не считая подверженных ярости штормов берегам Тетиса, суша была в основном пустыней, раскаляющейся днем до невозможности прикоснуться. Кюнеотерий и морганукодон жили в такой пустыне между 20 и 30 градусами северной широты. В таких условиях лучшим решением было зарыться в глубокую нору, подальше от дневного жара, а на охоту выползти ночью или очень рано утром. Для такого образа жизни просто необходим быстрый обмен веществ. Рептилиям, чтобы очнуться от оцепенения ночной прохлады, нужно разогреться на солнце, а за это время самых вкусных жучков разберут вечно горячие млекопитающие. Да и насекомые будут в это время вялые, так что ловить их будет проще.

Зрение не очень важно для животных, проводящих весь день в темных норах и вылезающих только ночью, чтобы охотиться при свете луны и звезд, – для них гораздо важнее слух, обоняние и осязание. Все эти чувства медленно, но неуклонно совершенствовались у терапсид со времен тринаксодона и достигли совершенства у млекопитающих. Триасовый день был царством рептилий, но ночь принадлежала млекопитающим. Еще долгих 150 миллионов лет им суждено играть в этой песочнице.

Все динозавры вылупились из яиц. Когда-то это можно было сказать и о млекопитающих. Как мы уже видели, эта привычка была хороша, так как позволяла размножаться быстро, затрачивая мало усилий. Очень похожий на млекопитающее юрский терапсид кайентатерий (Kayentatherium) – один из самых последних терапсид, не ставших еще полноценными, покрытыми мехом млекопитающими, – откладывал дюжину яиц, из которых вылуплялись совершенно такие же, только миниатюрные кайентатерии, сразу же готовые к самостоятельной жизни[224].

Но все менялось. И особенно менялся мозг млекопитающих – он становился больше. Только что вылупившиеся млекопитающие постепенно приобретали привычный нам облик детеныша – относительно недоразвитые, большеголовые, с созревающим мозгом. Для формирования и поддержания деятельности мозговой ткани требуется очень много ресурсов организма, и это оказывается непосильным бременем для маленьких животных, которым и без того приходится очень быстро бежать, только чтобы остаться на одном месте. Поэтому размеры кладок млекопитающих стали сокращаться, а времени детенышам родители стали уделять больше. У самок видоизмененные потовые железы стали выделять богатый белком и жиром секрет, и детеныши стали получать богатое сбалансированное питание, оптимальное для быстрого роста. Этот секрет мы теперь называем «молоко». С точки зрения истории и этимологии именно выкармливание животных молоком («млеком») делает животное млекопитающим.

Млекопитающие жили в борьбе. К моменту появления в позднем триасе динозавров млекопитающие уже далеко зашли по пути к совершенству в искусстве быть маленькими и жить короткой, пронзительной, насыщенной жизнью. Но им определенно было бы легче, вернись они к нормальному размеру, тем более теперь, с большим мозгом, который стал бы им важным подспорьем.

Но вся беда в том, что к моменту, когда млекопитающие созрели для того, чтобы вырасти из роли маленьких ночных насекомоядных и падальщиков, все экологические ниши оказались заняты стремительно развивающимися динозаврами. Более того, небольшому, умному, активному динозавру млекопитающие были даже не конкурентами – для него они были добычей.

Быстроживущие животные эволюционируют тоже быстро. Во времена динозавров успело появиться не меньше двадцати пяти различных групп млекопитающих.

Млекопитающие были неудержимой азартной оравой. Пусть им не удалось стать большими в эпоху динозавров, но некоторые все же достигли размеров опоссума и даже барсука – достаточно, чтобы воровать яйца динозавров, и охотиться на их детенышей[225], и, возможно, не позволять мелким пернатым динозаврам спускаться с ветвей на землю.

Спустившись же, динозаврам пришлось бы иметь дело не с одной, а с двумя очень разными группами млекопитающих, напоминающих белок-летяг[226]. Не было бы спасения и в воде: там можно было встретиться с 800-граммовой касторокаудой (Castorocauda), обладавшей уплощенным хвостом наподобие бобрового, густым мехом и острыми зубами – прекрасное снаряжение, чтобы нырять за юрской рыбой[227]. Бывший когда-то прибежищем для экзотических животных Мадагаскар облюбовали напоминающие кролика винтана (Vintana) и адалатерий (Adalatherium), которые благодаря своим крупным глазам и отличному обонянию не оставили бы ни малейшего шанса хищным динозаврам[228].

Почти все эти линии млекопитающих, сколь бы многочисленны и полны жизни они ни были, вымерли к моменту гибели динозавров. Осталось только четыре: яйцекладущие однопроходные, сумчатые, плацентарные и многобугорчатые, и все четыре прослеживаются далеко в богатое прошлое млекопитающих.

Однопроходные – тоже млекопитающие, ведь они выкармливают своих детенышей, хоть те и вылупляются из яиц. Представленная сегодня лишь австралийскими утконосом и ехидной, эта группа является лишь удивительным отголоском некогда процветавшей на всех южных континентах очень древней ветви млекопитающих, избравших свой собственный путь еще в юрском периоде[229].

Большинство же остальных млекопитающих – плацентарные – полностью порвали с откладыванием яиц, перейдя на внутриутробное вынашивание меньшего количества детенышей. Зародыши млекопитающих окружены теми же самыми оболочками, что и любой зародыш амниот, только без скорлупы. Эту защитную роль мать взяла на себя в высшем акте бескорыстной преданности. История ветви плацентарных, как и однопроходных, прослеживается до мелких древолазов, охотившихся на насекомых в кронах юрских деревьев[230].

А вот сумчатые избрали расчетливый компромисс между стратегией «отложил и забыл» яйцекладущих однопроходных и беременностью плацентарных. Сумчатые, хотя и вынашивают свое потомство в утробе, но рождают детенышей, находящихся на сравнительно ранней стадии эмбрионального развития. Оказавшись в негостеприимном мире, эти крохотные создания пробираются сквозь джунгли материнской шерсти в сумку и прикрепляются там к соску, где в безопасности и сытости дорастают до положенного размера. Так животные приспособились к тяжелым условиям обитания, где не всегда удается добыть пропитание. Попавшая в трудное положение сумчатая самка может легко избавиться от своего потомства, чтобы позже, когда – и если – обстоятельства позволят, обзавестись новым.

В ископаемой летописи сумчатые появляются так же давно, как и плацентарные[231], их история длинна и славна. Особенно хорошо они чувствовали себя на небольших изолированных континентах – там они достигали удивительного разнообразия форм. Большую часть кайнозойской эры вотчиной сумчатых была Южная Америка, где они обитали на равных с очень странной группой плацентарных – неполнозубыми, включающими ленивцев, муравьедов, броненосцев и подобных им зверей. Но властвовали в этом царстве сумчатый аналог саблезубого тигра тилакосмил (Thylacosmilus) и его свита, различные боргиениды, обликом и повадками напоминавшие волков и медведей. Вторжение плацентарных после столкновения Южной Америки с Северной уничтожило их практически полностью.

Впрочем, некоторые южноамериканские млекопитающие дали отпор и перешли в контрнаступление, возглавляемое гигантскими наземными ленивцами и броненосцами. Авангардом стали опоссумы, которые до сих пор неутомимо рыщут по мусорным бакам Америки. В наши дни сумчатые в основном обитают в Австралии, к засушливым условиям которой их образ жизни отлично подходит.

Так что гибель динозавров млекопитающие, закаленные миллионами лет эволюции, встретили во всеоружии. Их эволюционный взрыв был подобен хорошо выдержанному шампанскому, хорошенько встряхнутому и неумело открытому.

Однако их уже ждали главные хищники постапокалиптического мира – птицы. Фороракосы – огромные нелетающие родственники (хотя и отдаленные) соколов и воробьев, чьи головы были размером с лошадиные, они легко могли снести одним ударом голову любому млекопитающему, у которого хватило бы безрассудства выглянуть из норы. Словно тираннозавр вернулся.

Но и этот кошмар растаял в пыли палеоценовых прерий, и млекопитающие – особенно плацентарные – расцвели, породив множество видов разнообразнейших форм и размеров. Первые попытки, впрочем, выглядели неуклюже и бесформенно, словно они никак не могли определиться с направлением своего развития. Пантодонты и диноцераты, арктоциониды и мезонихии – все эти давно вымершие группы сочетали в себе черты хищных и травоядных. Пантодонты и диноцераты были крупными травоядными, став одними из первых травоядных млекопитающих, достигших таких размеров. Некоторые пантодонты были размером с носорога, отдельные диноцераты вырастали до слоновьих габаритов. Стопроцентные травоядные, они тем не менее обладали устрашающими клыками. У арктоционидов удивительным образом сочетались медвежьи клыки и оленьи копыта.

Столь же противоречивы были и мезонихии. В их лице фороракосы встретили достойных соперников. Ужасающий эндрюсарх (Andrewsarchus) был ростом в холке как взрослый человек, ширина его головы была больше, чем у медведя-кадьяка длина, а волчий череп он мог бы втянуть в ноздрю. На ногах у него были копыта. Крупнейший наземный млекопитающий хищник напоминал огромную свирепую свинью[232].

В конце мела Земля, несмотря на недавний астероидный удар, была теплым уютным местом. Но, когда палеоцен завершился и сменился эоценом, спокойное тепло сменилось изнуряющей жарой. Леса и степи сменились джунглями. Одновременно с этим на смену ранним противоречивым млекопитающим пришли их потомки, которые уже определились с выбором цели. Вышли на сцену копытные, хотя в дни эоцена они напоминали скорее белок, мельтешащих среди деревьев. Возможно, причиной было желание не попасться титанобоа (Titanoboa) – змее размером с автобус[233].

Среди самых ранних парнокопытных были формы, которые решили проблему бегства от опасностей радикально – они вернулись в воду, став китами. Причем сделали они это с воодушевлением и, по эволюционным меркам, весьма резво.

Первые признаки «китовости» – хорошо наблюдаемые у быстрого волкообразного хищника пакицета (Pakicetus) и его лисообразного родственника ихтиолеста (Ichthyolestes) – проявлялись в удлиненных зубастых челюстях, что часто встречается у рыбоядных зверей, и различных изменениях анатомии внутреннего уха, которые могут способствовать восприятию звуков под водой[234]. Черты водного образа жизни были еще отчетливее выражены у похожего на морского льва или выдру амбулоцета (Ambulocetus), чьи конечности, хотя и полностью сохранили функциональность, но стали существенно короче[235].

Китам не понадобилось много времени, чтобы стать полностью водными созданиями, хотя даже 20-метровый базилозавр (Basilosaurus), от носа до хвоста воплощавший сказания о морском змее, в память о своих сухопутных предках сохранил крохотные рудименты задних конечностей[236].

Теперь их уже ничто не могло остановить. Киты сменили гигантских морских ящеров – чья ниша оставалось вакантной с тех пор, как в конце мела вымерли плезиозавры и мозазавры. Киты оказались чрезвычайно успешной группой, став одними из самых умных животных, а синий кит – самое большое животное, когда-либо существовавшее на планете. Тем сильнее впечатляет скорость этого превращения – весь путь от абсолютно сухопутных форм до полностью водных был пройден за 8 миллионов лет[237].

Другое превращение, пожалуй, еще поразительнее – тем, что стерло почти все следы произошедшего.

Отделившись в меловом периоде от Южной Америки, Африка стала изолированным континентом. В изоляции ей удалось пробыть 40 миллионов лет. Ранние африканские плацентарные млекопитающие, оказавшись предоставленными сами себе, эволюционировали в настолько разные формы, что не осталось никаких внешних признаков общности их происхождения[238]. Величественные слоны, водные сирены – дюгони и ламантины, трубкозубы, тенреки, златокроты, прыгунчики и даманы – все это они, афротерии, которые развивались параллельно со своими северными родственниками лавразиатериями – копытными, китами, хищными, летучими мышами, панголинами и прочими насекомоядными.

Любая классификация кого-то оставит за бортом. В случае млекопитающих при делении на афротериев и лавразиатериев (и южноафриканских неполнозубых) за бортом остались эуархонтоглиры – ворох всякого хлама наподобие крыс, мышей, кроликов. Ах да, чуть не забыли приматов. Мелкие торопливые создания с направленными вперед глазами и цветным зрением, чей мозг склонен к любопытству, а руки – к экспериментам, выглянули из возвышающихся тропических лесов эоцена, чтобы посмотреть на быстро меняющийся мир.

Временная шкала № 4. Эпоха млекопитающих

9

Планета обезьян

Танец дрейфующих континентов неспешен, но неумолим.

Около 30 миллионов лет назад Антарктида, отколовшись от Пангеи, настолько сильно сместилась к югу, что оказалась полностью окружена океаном. Это единственное событие возымело сильнейшее – и длительное – воздействие на климат Земли. Впервые океанические течения смогли беспрепятственно циркулировать вокруг нового континента. Эта циркуляция закрыла доступ теплых вод из тропиков к тогда еще теплым берегам Антарктиды. Холод повис над острыми, поросшими деревьями хребтами Трансантарктических гор, одной из самых величественных горных систем на планете.

Однажды выпавший зимой снег так и не смог полностью растаять к следующей весне, а пролежал весь год. Поверх его лег новый снег, и так, слой за слоем, век за веком, снег, накапливаясь, слеживался в нетающий лед. В горных долинах начали образовываться ледники.

По мере продолжавшегося движения Антарктиды на юг солнце летом все ниже поднималось над горизонтом, а зимние ночи становились все длиннее. И вот однажды настал год, когда зимой солнце так и не поднялось над горизонтом и континент на шесть долгих месяцев погрузился в непрерывную тьму. Ледники разрослись настолько, что полностью покрыли вершины гор, в долинах которых они когда-то зародились. Сокрушающими все на своем пути отвесными стенами ледники пришли в низины. Не остановил их и берег континента – льды шли дальше, прямо в океан, покрывая море ледяным панцирем, а отрывающиеся от ледника айсберги еще сильнее охлаждали прибрежные воды.

Покрытый некогда пышной растительностью континент за считаные миллионы лет превратился в высушенную ледяную пустыню, враждебную почти всем формам жизни, кроме самых примитивных – мхов и лишайников, но даже они обитали в Антарктиде лишь в самых защищенных, обращенных к северу местах на окраинах этой части суши. А вот прибрежные воды Антарктики были полны жизни.

На далеком севере повторилась та же история, только вывернутая почти наизнанку. Северные континенты, двигаясь к северу, сжимали кольцо вокруг Северного Ледовитого океана настолько тесно, что теплые течения уже не могли пробиться туда из южных широт. Верхние широты словно бы решили собезьянничать – и тоже обзавелись полярной шапкой, но не такой шикарной, как на юге. Многие миллионы лет Земля была избавлена от полярных льдов – и вот они вернулись.

Последствия этого ощутила вся планета. Наслаждавшаяся до этого почти одинаковым на всех широтах теплым климатом, Земля почувствовала нарастающую разницу температур между тропиками и полюсами. Задули ветра. Климат стал более прохладным, с более ярко выраженной зональностью и сезонностью.

Так прозвучал похоронный звон по той планете джунглей, которую звали своим домом первые приматы[239].

Сплошной массив джунглей распался на изолированные леса. Между ними появились великие равнины, покрытые новым типом растений – травами[240]. Растущую от корня, а не от вершины траву можно постоянно обрезать, не убивая само растение. Любители пользоваться этим странным нововведением появились очень быстро. Но отщипывать верхушки трав гораздо труднее, чем отрывать нежные листья деревьев в джунглях, как травоядные делали раньше. Травы богаты кремнеземом, который буквально сошлифовывает зубы пасущегося животного.

Копытные поначалу паслись в лесах, предпочитая меню из нежных листьев, но постепенно обзавелись крупными челюстями и многобугорчатыми зубами, чтобы справляться с непростой новой пищей. Они эволюционировали и росли, оглашая равнины громом множества лошадиных копыт и топотом носорогов.

Потомки небольших бегемотоподобных созданий, бродивших по африканским болотам и топям, перебрались на твердую сухую землю и стали слонами. Со временем, став еще больше и мощнее, они перебрались в саванну. Вслед за стадами шли хищники.

Приматы тоже приспосабливались. Конечно, многие оставались в отступающих лесах и влачили все более жалкое существование, но некоторые стали разбавлять жизнь на деревьях в лесу вылазками на землю. Как и копытные, они стали увеличиваться в размерах, превращаясь из суетливых обитателей крон в более солидных, твердо стоящих на твердой земле.

К миоцену Старый Свет стал Планетой обезьян. Неуклонно отступающие леса и окружающие равнины были наполнены криками и воплями. В Греции это были уранопитеки[241], в Турции – анкарапитеки[242], Центральная Европа была вотчиной дриопитека, по Африке бродили проконсулы, кенияпитеки и хорорапитеки (близкие родственники которых потом стали гориллами)[243]. В лесах Китая обитал люфенгпитек, в Южной Азии – сивапитеки, чьи потомки однажды вернулись в последние джунгли и, пройдя стадию таиландского коратпитека[244], стали орангутанами.

Некоторые из этих обезьян стали настолько крупными, что уже не могли бегать по ветвям, которые когда-то были их проспектами[245]. Им пришлось изобрести другие способы передвижения – раскачивание под ветвями, уцепившись за них длинными руками, или специфическая смесь лазания и карабканья. Со временем некоторые, подобно данувию, обитавшему в Центральной Европе, приспособились передвигаться в выпрямленном положении[246].

Не все эти попытки прошли проверку временем. Обитатель средиземноморского острова, спустя миллионы лет ставшего Тосканой, ореопитек тоже экспериментировал с прямохождением[247]. Тем не менее он тоже вымер.

Земля же продолжала остывать. Леса продолжали сокращаться, и оставшиеся обезьяны уходили в далекие чащи Центральной Африки и Юго-Восточной Азии[248]. У остальных особого выбора не было: окончательное изгнание из рая – или вымирание. Беженцы уносили с собой немного, в основном – стремление выпрямиться на задних конечностях и идти прямо.

Семь миллионов лет назад изгнанники из рая приноровились к ходьбе лучше, чем к лазанию по деревьям. Изменение климата в сторону похолодания подтолкнуло обезьянок к превращению в человекообразных обезьян, а человекообразных обезьян – к дальнейшему изменению. Как и много раз до того, беспокойная планета опять, ворочаясь во сне, зашуршала тонким покрывалом жизни, и жизнь вновь вцепилась изо всех сил, чтобы удержаться. Под натиском сил, чье могущество они не могли себе и представить, человекообразные обезьяны шагнули по длинной извилистой дороге к человечности.

Прямохождение как норма, а не редкая случайность – древнейший признак гоминин – линии, ведущей к человеку[249]. Самые первые известные гоминины появились в миоцене 7 миллионов лет назад. Одним из них был сахелантроп (Sahelanthropus tchadensis)[250], добывавший себе пропитание на берегах озера Чад в Западной Африке. Когда-то эти места были богаты жизнью – озеро было одним из обширнейших в мире. Но климат продолжал становиться все суше, и озеро съежилось до далекого подобия самого себя несколько миллионов лет назад, а окружавшие его пасторальные пейзажи сменились негостеприимной голой пустыней[251]. Сахелантроп был не одинок. Около 5 миллионов лет назад в Восточной Африке обитали другие приверженцы прямохождения – ардипитек Ardipithecus kadabba в Эфиопии[252], орорин Orrorin tugenensis в Кении[253]. Как и многие другие достижения в древней истории человека, прямохождение приматов началось в Африке[254].

Для нас стоять или ходить – совершенно естественные действия, которые мы выполняем не задумываясь, настолько очевидные, что мы принимаем это как данность. Многие млекопитающие могут стоять вертикально, некоторые могут даже ходить в таком положении. Но им приходится прилагать для этого усилия, поэтому вскоре они вновь плюхаются на четыре лапы – обычное для млекопитающих положение[255]. Но не для гоминин. Для них нормально именно выпрямленное положение – а вот передвигаться на четырех конечностях, используя для ходьбы и руки и ноги, им, наоборот, непривычно и тяжело. Переход к двуногости группы обезьян, обитавших 7 миллионов лет назад по берегам рек и на лесных опушках Африки, стал одним из самых примечательных, невероятных и загадочных событий во всей истории жизни на нашей планете. Для этого потребовалось переделать все тело с головы до пят.

Что касается головы, то большое затылочное отверстие, через которое спинной мозг соединяется с головным, сместилось с задней части черепа, где оно расположено у всех четвероногих, в центр его основания. Сахелантропа можно отнести к гомининам уже по одному этому признаку, помимо многих других: когда он выпрямлялся, вставая на задние конечности, его лицо оказывалось обращено вперед, а не в небеса. Череп находился в сбалансированном положении на верхнем конце позвоночника, а не был подобен требующей значительного усилия для фиксации консольной балке.

Не менее глобальным был эффект и для других частей тела. Когда позвоночник появился полмиллиарда лет назад, он представлял собой структуру, расположенную горизонтально и испытывающую нагрузку на растяжение. У гоминин позвоночник оказался повернут на девяносто градусов и в вертикальном положении испытывает нагрузку на сжатие. Со времен своего появления позвоночник не оказывался перед необходимостью столь радикальных конструкционных изменений, которые нельзя воспринимать иначе как неудачную адаптацию: согласитесь, проблемы со спиной – одни из самых частых современных причин заболеваний и одни из самых затратных. Динозавры тоже были очень успешными двуногими, но достигли этого иначе, сохраняя горизонтальное положение позвоночника и удерживая равновесие благодаря длинному жесткому хвосту. Но у гоминин, как и у человекообразных обезьян, хвоста не было, поэтому двуногость далась им гораздо тяжелее.

Беременным самкам было еще хуже – им пришлось приспосабливаться, чтобы носить постоянно увеличивающийся и при этом все сильнее смещающийся дополнительный груз. Этот факт оставил отпечаток на эволюционной истории человека. Что не должно вызывать удивления, учитывая, что большую часть истории человека женщины – от кого и зависит воспроизведение вида – либо основное время своей жизни были беременны, либо ухаживали за потомством[256]. Хуже того, ноги у гоминин длиннее, чем у обезьян, если сравнивать пропорции тела. Чем длиннее ноги, тем меньше затраты энергии на ходьбу, но у всего есть своя цена: чем длиннее ноги – тем выше плод над землей, тем выше центр масс, тем неустойчивее тело.

Если и этого недостаточно, можно добавить: при ходьбе гоминины поднимают одну ногу, быстро переносят центр масс, а затем исправляют положение, причем это надо делать быстро, чтобы не упасть, – и так каждый шаг. Для того чтобы такое действие осуществлялось быстро, безошибочно и бессознательно, требуется очень высокий уровень контроля и очень слаженная работа мозга, нервов и мышц.

Первые гоминины в сравнении со своими соседями – обитавшими рядом с ними животными – выглядели разве что не доходягами. Но не все так просто. Четвероногие могут степенно прошествовать, стремительно промчаться и даже ловко развернуться, но для таких действий часто требуется крутящий момент, получить который позволяет длинный гибкий хвост, как у охотящегося гепарда[257]. В общем, животные с ногами по углам туловища похожи на рабочих лошадок – транспортные самолеты: направь его в нужную сторону – и он будет стойко держать курс. Продолжая сравнение, люди и наши человекообразные предки – это современные истребители: фантастически маневренные – ценой устойчивости. С истребителем могут справиться лишь лучшие из лучших летчиков. Динозавры ходили (и немного бегали) – люди могут вышагивать и танцевать, приседать и кланяться.

Двуногость в конечном счете привела к оглушительному успеху. Но вопрос в том, как все началось. Переход к двуногости – очень маловероятное и потому крайне редкое событие, свидетельством чего является тот факт, что гоминины – одни из очень немногих млекопитающих, для которых передвижение на двух ногах является нормальным[258]. Подчеркивается эта редкость и очевидной беспомощностью человека, внезапно лишенного возможности пользоваться даже одной из своих нижних конечностей[259]. Стоило гомининам перейти к непривычной двуногости, как естественный отбор очень быстро сделал эту двуногость виртуозной.

Человеческая походка – одно из чрезвычайно недооцененных чудес света. Мы научились проникать в структуру субатомных частиц, улавливать далекое эхо сливающихся в миллионах световых лет от нас черных дыр и даже заглядывать в первые мгновения существования Вселенной. Но построить робота, который бы мог воспроизвести естественную грацию и атлетизм походки простого человека, нам до сих пор не удается.

Так что вопрос очевиден – почему? Есть простой ответ: за миллионы лет обезьяны перепробовали самые разнообразные экзотические способы передвижения, и двуногость – лишь один из них. Они перелетали, раскачиваясь на длинных руках, как гиббоны; «ходили» по ветвям всеми четырьмя конечностями, как орангутаны; гориллы и шимпанзе используют еще более редкий, чем двуногость, вариант четвероногого способа передвижения, опираясь не на ладонь, а на полусогнутые пальцы. Но вот почему гоминины выбрали двуногость вместо любого другого способа добраться из точки А в точку Б – неясно. Жизнь на открытом пространстве точно не требует именно такого способа передвижения. Макаки и павианы да и многие другие крупные обезьяны живут на открытом пространстве и прекрасно себя чувствуют, крепко держась на всех четырех лапах.

Не выдерживает критики и предположение, что двуногость позволяет высвободить руки для инструментальной деятельности или, например, чтобы удерживать младенца, – многие животные прекрасно справляются и с тем, и с другим, без радикального перехода к двуногости. Если говорить о самых ранних гомининах, то максимум, что можно предположить – что, возможно, они оказались преадаптированы благодаря своей манере передвижения по деревьям в выпрямленном положении, сочетая лазание с карабканьем. После спуска на землю для них уже не составило труда ходить вертикально – это было почти как карабкаться, только без ветвей.

Как бы то ни было, но многие не утратили способность к лазанью. Стопа одного из первых гоминин, ардипитека (Ardipithecus ramidus), обитавшего в Эфиопии 4,4 миллиона лет назад[260], отличалась противопоставленным большим пальцем, который, как и его аналог на кисти, мог использоваться для хватания. Такое строение стопы характерно для животных, предпочитающих по деревьям лазать, а не прогуливаться под их сенью[261]. Другой вид, живший в Восточной Африке между 4,2 и 3,8 миллиона лет назад австралопитек анамский, Australopithecus anamensis, тоже был во многом примитивен, но уже увереннее чувствовал себя на земле, а не где-то над ней[262].

Одновременно с австралопитеком анамским обитали и другие похожие виды. В тех же местах между 4 и 3 миллионами лет назад обитал австралопитек афарский[263], Australopithecus afarensis, который ощущал себя на двух ногах еще лучше. Среди всех ранних гоминин этот был одним из наиболее успешных, вырвавшись за пределы Восточной Африки, – его останки встречаются и гораздо западнее, вплоть до Чада[264]. Где бы он ни бродил, но ходил он выпрямившись – так же, как мы[265], – хотя все еще неплохо лазал по деревьям[266].

Однако не стоит считать, что разные виды сменяли друг друга строго упорядоченным образом, становясь все лучше и лучше приспособленными к двуногому передвижению. Гоминины были редко рассеяны по саванне Восточной Африки, поскольку предпочитали луга, лесистые заросли и тенистые леса, желательно недалеко от воды[267]. Одни виды предпочитали леса более охотно, другие менее. Даже 3,4 миллиона лет назад подобные ардипитеку древесные гоминины все еще встречались в кронах лесов плиоценовой Эфиопии[268].

Прямохождение для всех этих ранних гоминин было таким же обычным делом, как и лазание по деревьям. Вполне возможно, что, подобно сегодняшним человекообразным обезьянам, они устраивали себе гнезда среди ветвей. Предпочтения в еде у них были столь же разнообразными, как и способы передвижения. Некоторые гоминины начали разнообразить свой рацион из фруктов, листьев и насекомых более твердой пищей – орехами и кореньями. Результатом стали эволюционные изменения, похожие на случившиеся с копытными: скулы расширились, чтобы разместить мощные жевательные мышцы, челюсти увеличились, зубы приобрели крупную угловатую форму. Между 2,6 и 0,6 миллиона лет назад в Африке появились несколько видов, которые обладали такими высокоспециализированными чертами и которых объединяют в род парантроп, Paranthropus. Бок о бок с этими рафинированно-саванными видами обитали гоминины с более универсальным строением – различные виды австралопитеков и нашего собственного рода Homo[269], некоторые из которых пристрастились к более сочной еде.

Примерно 3,5 миллиона лет назад некоторые ранние гоминины пристрастились к мясу, которое они обычно доедали после охоты других животных. Остротой зубов и мощью челюстей гоминины не могли сравниться со львом или леопардом, но они начали обрабатывать камни, отщепляя осколки с острыми кромками, и научились кромсать ими туши[270].

Первые орудия были всего лишь каменными осколками[271]. Но их влияние на человеческую жизнь сложно переоценить. Благодаря острому бинокулярному зрению, унаследованному приматами от эоценовых древесных предков, – да еще с помощью камня, брошенного освобожденной от ходьбы рукой, – представитель гоминин мог размозжить череп льву-падальщику или разогнать собравшихся на пир стервятников. Задолго до появления даже примитивной кулинарии использование тех же самых простых каменных орудий для разрезания мяса и измельчения овощей позволило значительно обогатить рацион существ, вынужденных проявлять бесконечную изобретательность для сдерживания постоянной угрозы голода[272]. Мясо и высосанный из расколотых камнями костей мозг богаты жизненно необходимыми белком и жирами, а съесть их гораздо легче, чем требующие неустанного пережевывания волокнистые корнеплоды и орехи. Зубы и жевательные мышцы у гоминин, которые стали питаться мясом и жиром, уменьшились. Сэкономленная на питании энергия пошла на увеличение мозга, сэкономленное на сборе и пережевывании пищи время – на другие занятия.

Но проблема голода никуда не исчезла. В праздные минуты гомининам вполне могло бы прийти в голову, что мясо должно быть более сочным, если его поймать свежим, а не довольствоваться изрядно пожеванными остатками чужой роскоши. А еще они научились лучше делать каменные орудия.

Но главное – они сделали открытие не менее революционное, чем их уже не очень близкие лесные предки, когда научились прямохождению: гоминины научились бегать.

Временная шкала № 5. Появление человека

10

По всему свету

Более 50 миллионов лет климат Земли постепенно портился, и вот наконец наступил кризис. Он был вызван сочетанием целого ряда факторов. На далеком юге циркумполярное течение перекрыло антарктический источник холода. На крайнем севере сходящиеся континенты устроили ледяной ад Северному – теперь уже Ледовитому – океану. Но это еще не все.

Погребальный звон раздался из космической выси. Нет, это не был внезапный удар, подобный убившему в своем огне племя динозавров. Напротив, изменения параметров земной орбиты вначале были почти незаметны. Подобные изменения происходили всегда, но на жизнь обитателей планеты практически не влияли. На сей раз все будет иначе.

Земля движется вокруг Солнца не по идеально круглой орбите – наша планета описывает в космосе эллипс. Будь орбита круговой, расстояние от Земли до Солнца сохранялось бы неизменным. А раз орбита – эллипс, то расстояние до нашей звезды постоянно меняется в течение года – то чуть больше, то чуть меньше. Такое отклонение от идеального круга называется эксцентриситетом и обусловлено гравитационным взаимодействием Земли с остальными планетами нашей Солнечной системы, движущимися по собственным орбитам вокруг Солнца.

При максимальном сближении с Солнцем расстояние от Земли до светила составляет 147 миллионов километров, при максимальном удалении – 152 миллиона. Это мало что значит в картине мира. Тем не менее эксцентриситет земной орбиты периодически растет, то есть орбита становится более вытянутой, так что минимальное расстояние до Солнца сократится до 129 миллионов километров, а максимальное, наоборот, вырастет до 187 миллионов. Затем орбита вновь вернется к почти круговой форме – орбита словно бы дышит. Каждый полный вздох занимает около 100 тысяч лет. По мере роста эксцентриситета – вытягивания орбиты – климат на Земле становится более суровым, ведь в максимальном приближении планета оказывается гораздо ближе к звездному пламени, чем при круговой орбите, а в максимальном удалении – погружается значительно дальше в леденящий мрак пространства.

Наклон земной оси к плоскости орбиты тоже меняется – ось «шатается».

Наклон земной оси к плоскости орбиты нашей планеты является причиной смены времен года и существования климатических поясов. Лето в Северном полушарии наступает тогда, когда Северный полюс оказывается наклонен в сторону Солнца под углом 23,5 градуса к вертикали. Это значит, что вся часть земного шара к северу от 66,5 градуса северной широты[273] – то есть за Северным полярным кругом – купается в солнечных лучах полярного дня. По той же причине зимой в Северном полушарии, когда северный конец земной оси обращен в сторону от Солнца, Арктика погружается во тьму. В Южном полушарии все происходит с точностью наоборот – когда на севере зима, там лето. Тропики Рака и Козерога, расположенные на 23,5 градуса северной и южной широты, соответственно, ограничивают с севера и юга от экватора область, где в полдень можно увидеть Солнце в зените.

Современные 23,5 градуса близки к золотой середине. Наклон оси меняется от 21,8 до 24,4 градуса с периодом около 41 000 лет. Величиной наклона определяется степень сезонности климата – чем больше наклон, тем холоднее зима и жарче лето, тем дальше простираются арктическое и антарктическое царства полярной ночи или дня, тем дальше от экватора отодвигаются тропики, где солнце поднимается в зенит. Иными словами, климат планеты становится экстремальнее. Когда же наклон оси становится меньше, разница между временами года (и между климатическими полюсами) чуточку сглаживается.

Третий цикл – это прецессия: сама наклоненная ось суточного вращения Земли описывает в пространстве конус вокруг перпендикуляра к плоскости орбиты Земли, хотя, конечно, движется гораздо медленнее, чем планета. Прецессию хорошо видно на примере крутящейся юлы. Этот цикл длится около 26 000 лет. Очень терпеливый джинн за много веков заметил бы неторопливый танец прецессии: сейчас Северный полюс почти точно указывает на Полярную звезду в Малой Медведице, которую вскоре – по меркам джинна, конечно, какие-то 13 000 лет – в роли путеводной звезды сменит Вега из созвездия Лиры[274].

Из-за того что параметры земной орбиты медленно меняются в результате действия этих трех дополняющих друг друга циклов, количество солнечного тепла, достигающего нашей планеты в каждой конкретной точке, периодически меняется. В результате примерно каждые 100 000 лет Земля переживает резкое похолодание[275].

Но орбита нашей планеты дышит, а ось вращения дрожит и качается уже несчетные миллионы лет. Тем не менее общий эффект этих изменений был крайне слабым – вплоть до 2,5 миллиона лет назад. До тех пор на земной жизни гораздо сильнее отражались земные события – дрейф континентов, химический состав океана и атмосферы. Но 2,5 миллиона лет назад расположение континентов оказалось таким, что влияние небесной механики усилилось.

Появление полярных шапок оказалось последней каплей. Орбитальный танец и дрейф континентов ввергли Землю в череду ледниковых периодов. Первые были довольно мягкими, но с каждым движением этого маятника становились все суровее и продолжаются до сих пор. Каждое оледенение длится около 100 000 лет, сменяясь межледниковьем продолжительностью 10 000–20 000 лет, когда климат ненадолго становится очень теплым, сравнимым с тропическим, даже в высоких широтах.

Пик последней ледниковой эпохи наступил 26 000 лет назад. Весь северо-восток Северной Америки был покрыт Лаврентийским ледниковым щитом, запад – Кордильерским. Северо-запад Европы томился под Скандинавским щитом. Под тяжестью ледников изнывали горные хребты по всей планете – от Альп до Анд. Та же часть Северного полушария, которую не сковали льды, стала бескрайними степями и голой, открытой всем ветрам тундрой.

Образовавшее ледники огромное количество воды не появилось из ниоткуда по мановению волшебной палочки: уровень моря во время ледникового максимума был на 120 метров ниже современного. Уже 10 000 лет мы наслаждаемся межледниковьем, а уровень моря сейчас выше среднего за последние два миллиона лет.

Для ледникового периода характерны очень резкие изменения климата. Такая резкость делает их, мягко говоря, разрушительными. Британия, располагаясь на западной оконечности Евразии, находится на переднем рубеже влияния океанических течений и преимущественно западных ветров, поэтому там климатические контрасты проявляются особенно ярко. Полмиллиона лет назад остров скрывал полукилометровый слой льда, но уже 125 000 лет назад на берегах Темзы львы охотились на оленей, а в реке Тис паслись бегемоты. Спустя еще 80 000 лет Британия стала безлесой степью, на просторах которой зимой кочевали стада северных оленей, а летом – бизонов[276], а спустя еще 20 000 лет британских холодов не выдерживали даже северные олени[277].

Океанические течения и наличие ледников усугубляют сводящую с ума климатическую чехарду.

Своим мягким климатом – тем более примечательным с учетом широты – холмы современной Британии обязаны струям теплого течения, омывающего берега острова на своем пути на северо-восток откуда-то из окрестностей Бермуд. Где-то в районе Гренландии это течение встречается с холодными арктическими водами и охлаждается, попутно нагревая воздух над собой. Плотность воды увеличивается с понижением температуры, поэтому остывшее течение опускается на дно и разворачивается к югу, образуя глубоководное холодное океаническое течение.

Широта, на которой происходит охлаждение и погружение вод теплого течения, очень важна для британского климата. Случись это южнее, чем сейчас, и климат Британских островов станет куда холоднее. На пике последней ледниковой эпохи теплое течение не уходило дальше широты Северной Испании, поэтому Британия тогда напоминала северный Лабрадор сегодня[278].

Движущей силой глубинных течений является не только тепло, но и соленость. Чем соленее воды теплого северо-восточного течения Северной Атлантики, тем они плотнее – и тем быстрее они нырнут на дно у берегов Гренландии. Побочным эффектом будет увеличение разницы в солености моря и дрейфующих на его поверхности айсбергов.

В конце последней ледниковой эпохи разница в солености привела к проблеме: от сдающегося глобальному потеплению Лаврентийского ледникового щита начали массово откалываться айсберги и поступать в Атлантику. Внезапное поступление огромных объемов холодной пресной воды снизило соленость Северной Атлантики, ослабив глубинные течения и снизив океаническую циркуляцию[279]. Результатом стало несколько коротких похолоданий в течение этого межледниковья.

Ледник обладает коварной особенностью: он очень светлый и хорошо отражает солнечный свет. Чем больше становится льда, тем больше солнечного света отражается от поверхности, поверхность меньше прогревается и остается еще больше нерастаявшего льда, который еще сильнее отражает солнечный свет – и эта положительная обратная связь усугубляет похолодание.

Все эти факторы делают эффект величественной небесной механики плохо предсказуемым, поэтому изменения климата могут быть очень резкими. Около 10 000 лет назад, в самом конце последнего оледенения, климат Европы за время человеческой жизни изменился от субарктического до повсеместно умеренного.

На окраинах континентов изменение климата оказалось самым суровым, и в высоких широтах оно тоже было более чем заметно. Впрочем, ощущались изменения и в тропиках, где в саваннах и на опушках лесов в Африке обитали разные виды гоминин. Пока что в самых страшных кошмарах наших далеких предков не было ни намека на мысли о ледниках. На тот момент их тревожила гораздо более насущная проблема: и без того сухой климат стал еще более засушливым.

Произошло это практически внезапно, примерно два с половиной миллиона лет назад[280].

Леса стали сохнуть.

Добычи стало меньше, а сама она стала пугливее. Найти и поймать ее стало сложнее.

Гомининам больше нельзя было довольствоваться расслабленным существованием – тут откопал какой-то клубень, там поглодал чей-то костяк. Впрочем, парантропы все еще продолжали упорно копаться, луща орехи и в кашу растирая клубни своими мощными челюстями, но их жизнь становилась все тяжелее и тяжелее. Кочующие группы парантропов встречались все реже, и однажды – примерно полтора миллиона лет назад, когда север Европы и Северная Америка изнывали под гнетом неимоверно выросших ледников – последние парантропы окончательно исчезли из африканских саванн.

Но в это же время появился новый вид гоминин, разительно отличавшийся от всех прежних. Выше остальных. Умнее остальных. Гоминины этого вида улучшили двуногую походку, внедренную их предками за миллионы лет до того. Остальные гоминины питались тем, что удавалось найти. Парантропы стали специализированными растительноядными. Новые гоминины стали саванными хищниками.

Мы называем их Homo erectus – человек прямоходящий.

По сравнению с уже вымершими родственными гомининами, у эректуса было совершенно другое строение. Свое имя он получил неспроста – эректус возвышался над прочими, научившись стоять выпрямлено. Таз у него стал уже, а ноги – пропорционально длиннее, что снизило энергозатраты при ходьбе. Руки, напротив, стали короче – лазанье имело гораздо меньшее значение в его повседневной жизни. Его предшественники так и не отказались от древесной жизни полностью, хотя встали на ноги за 6 миллионов лет до этого. Эректус был первым из гоминин, кто принял окончательное решение – ходить по земле.

Это решение повлекло за собой следующие. В рационе эректуса стало гораздо больше мяса. Как мы помним, съесть мясо легче, чем растительную пищу, а питательных веществ в нем больше. Благодаря этому эректусы смогли обходиться кишечником меньшего размера, позволив при этом себе иметь больший мозг. Это важно, потому что мозг обходится дорого: на него приходится лишь пятидесятая часть тела по массе, но шестая – по энергопотреблению.

В отличие от своих приземистых и даже немного пузатых предков сокративший объем кишечника эректус мог похвастать отчетливой талией. Его таз был выше и уже и позволял легко поворачивать торс относительно ног. Помимо талии, у эректуса появилась и явно выраженная шея, что позволило ему высоко и ровно держать голову. Вместе это дало эректусу новую, доселе невиданную способность: бегать. Эректус мог бежать, размахивая руками в противофазе с толчками ногами, при этом продолжая отслеживать взглядом свою цель.

Бег сразу же стал очень важен. Эректус, конечно, был никудышным спринтером в сравнении с гепардом или антилопой, но вот в беге на выносливость он оказался неплох. Терпеливый охотник, он мог преследовать свою добычу километр за километром, час за часом, пока ту не валил с ног тепловой удар[281].

В той погоне охотники перегревались гораздо меньше, чем их добыча. Отчасти это вызвано тем, что шерсть эректуса стала не такой густой, как у большинства млекопитающих, – волос у него осталось столько же, как и у предыдущих гоминин, но они стали тоньше и гораздо короче. Между волосами на теле размещаются потовые железы, охлаждающие организм за счет выделения и испарения влаги, – животные с густым мехом к такому способу прибегнуть не могут.

Но даже такие продвинутые стройные безволосые охотники не могут в одиночку справиться с паникующей антилопой, пусть ей остались считаные минуты. Совместная работа стала для эректусов важнее, чем когда бы то ни было до того.

Чувство локтя жизненно важно для убийства добычи, но корни его уходят к домашнему очагу.

Как и многие другие хищники открытых пространств (например, охотничьи собаки), эректусы были животными социальными. Это выражалось в половом поведении, крайней жестокости и кулинарии.

На определенном этапе эволюции разные племена Homo erectus научились использовать огонь. Оказалось, что приготовление пищи позволяет не только вкусно поесть, но и хорошо провести время за общением. Тогда их еще не интересовало, что приготовленная пища более питательна, чем сырая, и не кишит паразитами. Те племена[282], которые готовили пищу на огне, жили здоровее, дольше и давали больше потомства. В конце концов те, кто довольствовался сырым мясом, просто вымерли.

Тот факт, что эректусы жили племенами, означает, что эти существа охраняли свою территорию. Для всех приматов характерно агрессивное поведение – вплоть до убийства – больше, чем для остальных млекопитающих[283], а самые кровожадные из приматов – гоминины. Но любовь свойственна гомининам не меньше, чем ярость. Это часть их натуры, включающая иерархию, демонстрацию статуса и сексуальности – и слаборазвитый волосяной покров жароустойчивых охотников.

Отсутствие волосяного покрова дает много больше, чем банальная простота охлаждения. Благодаря этой особенности вкупе с прямохождением на обозрение выставлены не самые защищенные части тела. Видимо, именно следствием развившегося ритуала сексуальной демонстрации стал размер человеческого пениса, который в сравнении с массой тела гораздо больше, чем у человекообразных обезьян.

Этот же ритуал сексуальной демонстрации и необходимость к сплочению групп, скорее всего, служит объяснением, почему у женщин почти постоянный размер груди. У других млекопитающих молочные железы практически не видны после завершения лактации.

По той же причине внешний вид женских гениталий никак не связан с овуляцией, тогда как у остальных приматов гениталии самок сильно набухают во время течки, демонстрируя всем членам стаи репродуктивный статус их обладательницы. У людей же репродуктивный статус женщины зачастую неизвестен и ей самой.

В отличие от прочих млекопитающих у людей нет сезона размножения, для которого характерно доступное для всеобщего обозрения спаривание, которое несет еще и сигнал о социальном статусе участников. Люди же, напротив, готовы (или не готовы) к зачатию вне зависимости от времени года, причем стараются не попадаться на глаза соплеменникам.

Несмотря на свою социальность и общительность, люди предпочитают образовывать устойчивые пары для воспитания потомства. И хотя существует множество репродуктивных традиций, обычно на время, пока растут дети, формируются длительные отношения между одним мужчиной и одной женщиной.

Отражением таких отношений стали сравнительно слабые различия во внешнем облике мужчины и женщины – то, что называется половым диморфизмом. У животных, у которых самец возглавляет и безраздельно пользуется большой группой самок, самцы значительно массивнее своих спутниц. В наши дни отличной иллюстрацией являются гориллы, живущие небольшими группами, состоящими из гарема маленьких самок с единственным крупным самцом во главе[284]. Мужчины тоже в среднем крупнее женщин, но эта разница выражена гораздо слабее. Половой диморфизм у человека внешне проявляется не столько в размерах тела, сколько в распределении волос и подкожного жира.

Но если люди образуют устойчивые пары на большой срок, то зачем же мужчинам большие пенисы, а женщинам – постоянная грудь? Словно бы оба пола постоянно рекламируют свою доступность. И почему же тогда женские гениталии всегда выглядят скромно? Почему никак не проявляется готовность к зачатию, хотя секс люди предпочитают уединенный? Будь пары действительно постоянными – ничего этого не требовалось бы.

Ответ кроется в том, что люди предаются прелюбодеянию гораздо чаще, чем принято считать, хотя для воспитания потомства постоянная пара – наилучший вариант. Есть такое выражение: «Нужна деревня, чтобы вырастить ребенка». К рождающимся недоразвитыми и беспомощными детенышам гоминин это относится в полной мере.

Тот факт, что никто в племени не может с уверенностью сказать, кто именно отец того или иного ребенка, сильно способствует сплочению отдельных семей в единое племя. Отсюда же идет и дух товарищества между всеми участвующими в охоте самцами. Не разделяя детей на своих и чужих, самцы охотятся не ради своей конкретной семьи, а ради всего племени в целом.

Социальные и сексуальные нравы людей во многом схожи не с поведением других приматов, а с повадками птиц. Многие птицы общительны, территориальны, склонны к сексуальной демонстрации, живут семейными группами, в которых старшее потомство помогает родителям заботиться о младшем до тех пор, пока не покинет группу в поисках собственной территории. Многие виды птиц образуют прочные пары, хотя во время отсутствия своего партнера самки не отказываются скрытно спариться с другим самцом. А это означает, что самец никогда точно не знает, своего детеныша он помогает воспитывать или чьего-то еще[285].

Самцы, попадая в такую ситуацию, стремятся хеджировать риски. В человеческих сообществах выгоднее всего оказывается сотрудничать с остальными самцами. Интрижки вносят значительный вклад в сотрудничество самцов и упрочняют даже те группы, в которых есть крепкие пары.

Эректус во многом был похож на нас. Но сходство обманчиво. Взглянув ему в глаза, мы бы не увидели там шока узнавания – лишь коварство хищника, словно у льва или гиены[286]. Эректусы были удивительно нечеловечны.

Большинство млекопитающих рождаются, стремительно растут, размножаются со всей доступной скоростью и, исчерпав репродуктивный потенциал, умирают. Именно так жили эректусы. Их детеныши быстро вырастали из младенчества в зрелость, минуя столь характерный для людей период детства[287]. Тела умерших так и оставались лежать, словно банальная падаль. У эректусов не было никаких представлений о загробной жизни, ничего подобного идее райских кущ – или вечных мук. Но главное – у них не было бабушек, рассказывающих сказки и хранящих обычаи.

Но все же, но все же… Именно эректусы создавали одни из самых прекрасных вещей: восхитительные, сделанные искусно, словно украшения, ручные рубила в форме слезы, знаковые изделия ашельской культуры каменных орудий[288].

Знаковость ашельских рубил в том, что они всегда одинаковы – где бы их ни находили, когда бы они ни были изготовлены, из какого бы камня они ни были сделаны. Несмотря на все свое изящество и красоту, поскольку такая конструкция ручных рубил связана с конкретным видом – Homo erectus, – процесс их изготовления был жестко запрограммирован. Эректусы высекали свои рубила так же бездумно, как птицы строят гнезда. Если в процессе изготовления рубила эректус допускал ошибку в последовательности необходимых ударов по куску кремня, он не пытался исправить ошибку или приспособить испорченную заготовку для других нужд. Он просто брал новый камень и начинал все сначала.

Такое, по нашим представлениям, пугающее нечеловеческое поведение усугубляется тем, что никто не понимает, для чего же нужны были рубила. Хотя некоторые как раз такого размера, что могут удобно ложиться в руку, так что ими действительно можно рубить или кромсать, но некоторые слишком велики для этого. Ну, действительно, зачем так стараться? Отколоть от кремня острый осколок, который отлично справится с задачей освежевать тушу или снять мясо с костей, очень легко. Какая нужда заставляет целенаправленно делать такие сложные и такие прекрасные инструменты, как рубило? Зачем тратить время и силы на рубило, если надо всего лишь метнуть – может быть, даже пращой – камень в добычу или во врага?

Мы склонны считать, что предметы изготавливаются с какой-то целью, более того, облик предмета определяется его назначением. «Чтобы увидеть что-то – действительно увидеть, – мы должны это понимать», – писал Хорхе Луис Борхес в небольшом рассказе ужасов «Есть многое на свете».

Кресло подразумевает восседающее в нем человеческое тело со всеми его суставами и конечностями; ножницы – сам акт разрезания. Что сказать о настольной лампе или об автомобиле? Дикарь не понимает миссионерской библии; пассажир не видит на корабле того же такелажа, что матросы. Если бы мы по-настоящему видели мир, возможно, мы бы начали его понимать[289][290].

Корень этого тщеславия кроется в нашей склонности считать, будто любая сложная конструкция во внешнем мире была создана осмысленно и с некой наперед известной целью, что характерно только для людей. Достаточно взглянуть на пчелиные соты, или башню термитника, или птичье гнездо, чтобы сразу же убедиться в ошибочности этого убеждения.

С другой стороны, некоторые поступки эректусов оказываются удивительно человеческими – например вырезание знаков на ракушках[291]. Зачем – никто не знает. Возможно, эректусы освоили искусство плавания в открытом море под парусом или на веслах – порыв настолько близкий и понятный, насколько это только возможно. И как мы уже видели, эректус смог приручить огонь, поставив его себе на службу.

Но каким бы эректус ни был, что бы он ни делал и какие бы мысли его ни посещали – этот вид появился в результате эволюции в ответ на внезапное изменение климата 2,5 миллиона лет назад. Вместо того чтобы, подобно прочим крупным обезьянам, испуганно скрыться вновь под сенью отступающих лесов и влачить там жалкое существование музейного экспоната, хранящего память ушедших эпох[292], или, как попытались – и не преуспели – парантропы, пытаться выжить на голодном пайке в труднопроходимой саванне, эректусы в поисках лучшей доли на становящейся не очень гостеприимной планете разбрелись по окрестностям дальше, чем все остальные гоминины.

В конце концов эректусы – первыми среди гоминин – отправились за пределы Африки.

Два миллиона лет назад эректусы уже заселили всю Африку[293]. Но нигде они не задерживались надолго. Леса, сдававшие свои позиции под натиском меняющегося климата, стали отдельными островами в бескрайнем море саванн, захлестнувшем Африку, Ближний Восток, Центральную и Восточную Азию. На бескрайних пастбищах было полно стад, и эректусы следовали за ними, куда бы те ни направлялись.

Следуя за дичью, уже 1,7 миллиона лет назад – а может, и раньше – эректусы достигли Китая[294]. В пещерах Чжоукоудяня, который в наши дни является районом Пекина, три четверти миллиона лет назад эректусы жили уже века[295].

По мере расселения Homo erectus эволюционировал.

На своем пути эректус, словно многоликий Протей[296], дал начало множеству разнообразных дочерних видов: среди них были великаны и хоббиты, троглодиты и йети, ну и, в конце концов, мы. С самого начала эректусы были склонны к разнообразию. Члены одного из племен эректусов, обитавшего 1,7 миллиона лет назад на Кавказе в Грузии, были настолько разными, что мы вряд ли, встретив их, сочли бы, что они принадлежат к одному биологическому виду[297].

Полтора миллиона лет назад племена эректусов пришли на острова Юго-Восточной Азии. Островитянами они стали, не замочив ног, – уровень моря в то время был настолько ниже современного, что весь этот край был сушей. Сейчас от нее остались лишь вершины гор – мы привыкли называть их островами. На Яве последние эректусы жили не позднее 100 тысяч лет назад[298] – упрямо не желая сдаваться, поднимаясь все выше в горы, куда их гнал поднимающийся океан и воспрянувшие джунгли.

Может быть, им удалось продержаться достаточно долго, чтобы стать свидетелями прихода на эти острова своих потомков – людей современного типа[299]. Если такая встреча все-таки состоялась, то новоприбывшие наверняка сочли предков просто еще одной большой скрытной лесной обезьяной. В тех краях таких обитало несколько, включая орангутанов и орангутанов-великанов – гигантопитеков.

Эволюция эректусов, попавших на острова Юго-Восточной Азии, заложила причудливый вираж. Оказавшись запертыми на островах в результате поднятия уровня моря, оторванные от большой земли племена отправились каждый своим необычным эволюционным путем.

Одно из них попало на филиппинский Лусон. Там они охотились на местных носорогов[300], когда их сородичи в Восточном Китае высекали огонь. Изолированная на острове, эта группа превратилась в Homo luzonensis – «человека лусонского», отдельный вид маленьких людей[301]. Они не только измельчали, но и одичали. Когда джунгли вернулись, лусонцы опять перешли к жизни на деревьях. Как минимум 50 000 лет назад этот вид еще обитал на Лусоне, и когда остров заселили уже люди современного типа, странные потомки охотников африканских саванн, затаившись на ветвях, вглядывались в пришельцев с непониманием и страхом.

Не менее странная судьба ждала эректусов, поселившихся на острове Флорес, который находится к востоку от Явы.

Нога эректуса ступила на Флорес больше миллиона лет назад. Это удивительно уже само по себе, потому что на Флорес, в отличие от остальных заселенных к тому времени эректусами островов, посуху попасть было нельзя: он был отделен глубоким проливом даже во время сильнейшего падения уровня моря.

Скорее всего, эректусы оказались на Флоресе случайно, по воле штормового ветра или вызванных землетрясением волн цунами. Чудом выжив, цепляясь за древесный мусор, они оказались на привычной к подобным невзгодам земле – так же, как растения и животные попадают на затерянные далеко в океане острова.

А может быть, они собрались порыбачить и приспособили для этого какое-то валявшееся рядом бревно, которое своенравно отправилось совсем не туда, куда ожидали находчивые рыболовы. Как бы то ни было, эректусы попали на Флорес.

Здесь они тоже со временем сильно уменьшились в размерах[302], став Homo floresiensis. К тому времени, когда этот вид исчез, – 50 000 лет назад, почти тогда же, когда и их дальние родственники с Лусона[303], – рост флоресцев не превышал метра. Но, как и их предки, флоресцы продолжали изготавливать каменные орудия, только маленькие, подходящие для их уменьшившихся ладоней.

В такой миниатюризации нет ничего удивительного – с видами, оказавшимися в изоляции, часто случаются странные вещи. Мелкие животные вырастают в гигантов, а крупные становятся карликами.

Флоресские вараны – родственники комодских варанов – достигали устрашающих даже обычного человека размеров, что уж говорить о малышах метрового роста, какими бы бесстрашными они ни были. Крысы на острове были размером с терьера[304].

Благодаря частым изменениям уровня моря в ледниковом периоде, многие острова могли похвастать собственным видом карликовых слонов, и Флорес не был исключением. Возможно, эректусы добрались до Флореса в поисках нормальных слонов, но за долгие века и охотники, и добыча стали карликами, адаптировавшись к островной жизни[305].

Мозг флоресских людей был крошечным даже для их небольших размеров. Но, как заметили еще их давние африканские предки, став саванными хищниками, содержать большой мозг – чрезвычайно затратное дело. А на вид, оказавшийся в столь бедной среде, что выход нашелся только в карликовости, естественный отбор давил очень сильно, чтобы обходиться как можно меньшим. Маленький мозг – не обязательно глупый: например, вороны и попугаи выделяются среди птиц своими умственными способностями, хотя мозг у них не больше ореха. Орудия флоресцев были не более, но и не менее продвинутыми, чем у обычных эректусов.

Оказавшись в изоляции на Флоресе, Лусоне и почти наверняка в других местах, эректусы становились маленькими, обретая черты гномов или хоббитов.

Но где-то они превращались в великанов.

В Западной Европе эволюция эректусов дала Homo antecessor – «человека предшествующего», крепко сложенное создание, расселившееся далеко за пределы теплой саванны, в которой обитали его предки. Около 800 000 лет назад они оставили свои рубила и следы в Восточной Англии – до тех пор гоминины не добирались так далеко на север[306]. Сурового, но неуловимо привычного облика человек предшествующий был гораздо больше похож на современных людей, чем эректус или даже чем венец обитателей пещер ледниковой эпохи – неандерталец. Наша физиогномика уходит корнями в седую древность так же, как и наши гены: именно у человека предшествующего появляются первые признаки генетического родства с современным человеком[307].

Немного позже тоже где-то в Европе появился гейдельбергский человек, Homo heidelbergensis. Сохранившиеся до наших дней на европейской родине гейдельбергских людей кости и орудия свидетельствуют о суровом нраве этих существ. Найденные в Германии среди орудий и останков съеденных лошадей охотничьи «дротики», изготовленные 400 000 лет назад, больше напоминают заборные жерди[308]. Эти копья – длина одного из них составляет 2,3 метра, а толщина 5 сантиметров – оружие не колющее, а метательное. Чтобы метнуть такое копье, нужна недюжинная сила. Большая берцовая кость, найденная в Южной Англии[309], по размеру сопоставима с большой берцовой костью современного человека, но гораздо плотнее и толще, что говорит об исключительно крепкой стати ее владельца – весил он больше 80 килограммов. На другом конце Евразии из маньчжурских снегов вышли люди, с которыми могут сравниться лишь самые рослые наши современники. По меркам тех времен это были настоящие великаны.

Европейские и азиатские потомки эректусов, очевидно, приспосабливались ко все более суровым условиям ледниковой эпохи. На смену стройным, выносливым бегунам африканской саванны пришли создания, способные выдержать суровые ледниковые зимы.

Примерно 430 000 лет назад в пещерах Сьерра-де-Атапуэрка[310] в Северной Испании поселилось племя. Эти люди во многом походили на современных. Мозг у них был почти такого же размера, как и у нас, хотя черты лица были заметно грубее. Окружавший их мир был суров, но в противовес ему развивался внутренний – обитатели этих пещер хоронили своих мертвых. По крайней мере, они не оставляли тела своих сородичей лежать там, где смерть настигла их, как сучья или камни: тела относили в дальнюю часть пещеры и сбрасывали в глубокую яму. От этого племени пошли неандертальцы[311].

Неандертальцы – это даже более яркий пример адаптации к изменениям внешней среды, чем эректусы. Больше 300 000 лет никто не оспаривал владычество этих коренастых созданий, отлично приспособленных к жизни на холодных, продуваемых ветрами пустошах, на просторах Северной Европы. Они шли по жизни легко, сохраняя свою культуру без заметных изменений. Но, обладая мозгом даже немного более крупным, чем наш, неандертальцы были вдумчивыми и дотошными. И они хоронили своих мертвых.

Укрывшись в глубине пещер от стужи, ветров и тусклого света ледниковых дней, неандертальцы взывали к духам. В пещере во Франции, глубокой настолько, что солнечные лучи так и не смогли проникнуть на эту глубину, неандертальцы построили круглые сооружения из обломков сталактитов и медвежьих костей[312]. Зачем – никто доподлинно не знает. Этим загадочным сооружениям 176 000 лет. Это древнейшие надежно датированные сооружения, построенные гомининами.

Неандертальцы разительно отличались от своих стройных кочевых предков-эректусов. Несмотря на то что останки неандертальцев и их орудий встречаются от западных окраин Европы до юга Сибири, каждая конкретная группа неандертальцев никогда не мигрировала на большие расстояния. Сталкиваясь с таким суровым климатом, какого не видел ни один гоминин, неандертальцы совершали лишь краткие вылазки за съестным, а яркую внутреннюю жизнь вели, подобно уэллсовским морлокам, в глубинах земли.

Впрочем, некоторые их родственники подняли планку еще выше.

Чуть больше 300 000 лет назад какое-то племя неандертальцев в Центральной Азии, оглядевшись, увидели Тибетское плато. После приполярных регионов Тибет – пожалуй, наименее дружественное человеку место. Ледяной воздух сух и разрежен. Снег не успевает растаять за короткое холодное лето. Солнце (когда оно не скрыто облаками) пылает в голубизне небосвода, обжигая глаза. И все же группа гоминин решила, что там-то, на Крыше мира, им самое место. И пустилась в путь. Они упрямо поднимались в горы – и, поднимаясь, менялись. Они превратились в денисовцев[313], напоминающих йети, которые, если верить легендам, поселились на плато спустя тысячи лет[314].

Эректусы и их потомки покорили Старый Свет. Возможно, они добрались и до Нового[315]. Около 50 000 лет назад Землю населяло множество видов людей. В Европе и Азии жили неандертальцы. Некоторые потомки денисовцев покинули свои горные твердыни и добрались до нагорий Восточной Азии[316]. Куда бы люди ни шли, везде они приспосабливались к новым условиям – от глубоких пещер до густых джунглей, от далеких островов до бескрайних просторов или вздымающихся горных хребтов. Тем временем сами эректусы мирно обитали на Яве.

Но всем этим экспериментам человеческой природы суждено было быть сметенными поступью истории. К концу ледниковой эпохи остался только один вид гоминин. Его родиной, как и эректуса, стала Африка.

Временная шкала № 6. Homo sapiens

11

Конец доисторической эпохи

Около 700 000 лет назад ледниковые эпохи длились гораздо дольше, чем разделявшие их теплые межледниковья. Земля находилась в состоянии почти постоянного оледенения. Перерывы были жаркими, пьянящими – и короткими.

Но жизнь не просто выдерживала – она процветала. В тех областях Евразии, что не томились подо льдами, цвела и зеленела степь, где паслись неисчислимые стада травоядных. Весной и летом бизоны мигрировали в таких количествах, что им требовалось несколько дней на проход. Бок о бок с ними шли табуны лошадей, и гигантские олени несли свои огромные рога; между ними возвышались хоботные – мамонты и мастодонты, и отовсюду были слышны сопение и топот шерстистых носорогов. Зимой это буйство жизни стихало – ненамного. Некоторые животные мигрировали южнее, но им на смену вместе со снегами приходили северные олени. Вся эта масса движущегося мяса, словно магнитом, притягивала к себе хищников: львов, медведей, саблезубых тигров, гиен, волков – и коренастых неутомимых потомков эректусов.

На все более суровый климат гоминины ответили увеличением мозга и бо́льшими запасами жира.

Этот факт заслуживает внимания. Как мы уже видели, мозг очень дорог в обслуживании. Законы природной экономики гласят, что животным с развитым мозгом нет нужды запасать много жира – они всегда придумают, как прокормиться, чтобы не умереть от голода. Лишь немногие млекопитающие должны откладывать жир. Но люди – исключение из этого правила[317]. У самого тощего человека жира больше, чем у самой толстой обезьяны. Хороший слой теплоизоляции – все, что нужно умному зверю, чтобы выжить в бесконечном холоде ледниковой эпохи.

Жир играет и другую роль: различие в отложении жира – основной критерий различий между полами. В теле взрослого мужчины примерно 16 весовых процентов жира, женщины – 23 процента. Это существенная разница. Доступные запасы энергии – необходимое условие для успешного зачатия и вынашивания потомства, особенно в условиях дефицита ресурсов. Именно поэтому отбор действовал в пользу женщин с плавными округлыми формами, как имеющих больше шансов принести жизнеспособное потомство[318].

Но большой мозг – это и большие проблемы. Большому мозгу нужна большая голова. Роды – тяжкое испытание для новорожденного. Женщина может родить только благодаря тому, что при прохождении через таз голова плода повернута на девяносто градусов. До самых недавних пор женщины платили высокую цену, рискуя умереть в родах. Новорожденные появляются на свет практически беспомощными – созрев до более приспособленного к окружающей среде состояния, они окажутся слишком велики для родовых путей и просто не смогут родиться. Девять месяцев беременности – непростой компромисс между потребностями ребенка, которому нужно появиться на свет как можно более готовым к самостоятельному существованию, и возможностями матери, для которой каждый лишний день беременности – орлянка со смертью.

Этот компромисс никому не выгоден. Вид, чьи детеныши рождаются пугающе беспомощными, но, даже появившись на свет (если убили при этом свою мать), лишь через годы достигнут зрелости, рискует очень быстро вымереть. Решение этого противоречия было найдено в революционном изменении – но на другом конце жизни. Этим изменением стала менопауза.

Менопауза – еще одно эволюционное новшество, уникальное для человека. Как правило, любое создание – млекопитающее или нет, – став не способным размножаться, очень быстро стареет и погибает. Но женщин, исчерпавших свой репродукционный потенциал в среднем возрасте, ожидает еще не одно десятилетие активной жизни – и еще много воспитанных потомков.

Увеличение мозга и вызванная им беспомощность малышей сопровождалась появлением бабушек[319]: женщин в постменопаузе, помогающих своим дочерям растить своих внуков. Пока малышей есть кому нянчить – естественному отбору все равно, кто именно их нянчит. Оказывается, женщина, переставшая размножаться сама, чтобы помочь дочерям с внуками, оставит в среднем больше потомков, чем в том случае, если бы она продолжила размножаться и конкурировала за ресурсы с собственными дочерями. Со временем больше детей смогут вырастить до репродуктивного возраста те группы людей, которые в воспитании потомков положились на женщин в постменопаузе. Проигнорировавшие столь ценный ресурс вымерли. Сотрудничество обратило к выгоде непростой компромисс.

Размножение отбирает энергию у чего бы то ни было. Обычно плодовитость не способствует долголетию, и наоборот. Таким образом, за счет прекращения размножения в среднем возрасте женщины на самом деле повысили репродуктивный успех и при этом стали жить дольше. Увеличение мозга привело к росту средней продолжительности жизни – примерно от двадцати пяти лет у эректусов до сорока и более у неандертальцев и людей современного типа.

Отбор действует по-разному на самок и самцов, но гены у тех и других одинаковые, что привело к «войне полов» из-за противоположной направленности давления отбора: один ген – но два хозяина. Результатом стал еще один компромисс: так как женщинам нужны жировые отложения, чтобы успешно родить, мужчинам тоже пришлось потолстеть – но не столь сильно. Так как женщины с появлением менопаузы стали жить дольше – мужчины тоже стали жить дольше, но не настолько[320]. В результате в человеческом обществе появилась новая страта – старейшины обоего пола. До появления письменности старейшины стали хранителями знания, мудрости, опыта и сказок.

Впервые в эволюционной истории появился вид, способный передавать знания дольше, чем в рамках жизни одного поколения. К обучению способны многие животные. Киты учатся своим песням у других китов; птицы учатся петь у других птиц; щенки перенимают правила игр от других щенков; человеческие дети обучаются языку, бессознательно копируя окружающих их людей. Но люди уникальны тем, что они – насколько известно – единственные животные, которые не только учатся, но и учат[321]. Это стало возможным благодаря старейшинам. Пока более молодые члены племени были заняты уходом за детьми или охотой, уже не столь энергичные старейшины передавали накопленный опыт следующим поколениям – детям, в долгом (благодаря незрелости при рождении) детстве которых было достаточно времени, чтобы смотреть и слушать. Абстрактное знание стало столь же необходимым для выживания, как и калории. Результат был лавинообразен, а возможно, это стало благодаря тому, что в ледниковом периоде приматам впервые стало выгодно и запасать жир, и обладать более крупным мозгом.

По мере того как в Евразии становилось все холоднее, в Африке становилось все суше. И без того не очень-то напоминающая болото саванна превращалась в сухую пустыню, по которой были редко разбросаны эфемерные, словно миражи, небольшие озера. Жизнь превратилась в выживание. Жировые отложения стали в этих условиях не менее полезны, чем у подножия ледников. Люди приспособились, переведя свой обмен веществ в режим «то пусто, то густо»: они были способны идти днями напролет без еды, но после успешной охоты наедались до отвала, так что не могли не то что еще хоть что-нибудь в себя затолкать – шевелились и то с трудом. Все ради того, чтобы получить как можно больше пищи и дожить до следующей трапезы, сколько бы ни пришлось ее ждать. Каждый раз ели, будто в последний раз[322].

Несмотря на постоянную угрозу вымирания – скорее даже благодаря ей, – африканские потомки эректусов стали такими же разнообразными, как и в других частях света[323]. Тогда, чуть больше 300 000 лет назад – в то же самое время, когда первые неандертальцы приспосабливались к европейской стуже, – в Африке появился новый вид гоминин. Его представители были довольно разнообразны и немногочисленны, хотя и расселились по всему континенту[324]. Встретившись с ними, мы бы испытали острое чувство узнавания – это были первые представители нашего собственного вида, Homo sapiens.

Впрочем, несмотря на портретное сходство, эти создания были не настолько близки нам, как могло бы показаться на первый взгляд. Первые Homo sapiens были в некотором смысле исходным материалом. Современные люди закалены четвертью миллиона лет ошибок и неудач. История первых 98 % всего времени существования Homo sapiens – душераздирающая трагедия, свидетелями которой мы никогда не станем: почти все актеры этой драмы погибли, а вид практически вымер.

На своем долгом пути к современности генофонд Homo sapiens был приправлен щепоткой ДНК других гоминин, африканских и не только. У нашего вида много родителей, и каждый внес свою лепту, свою особую ноту в ту симфонию, которая в конце концов имела успех, несмотря ни на что.

Уже в самом начале своего существования люди современного типа совершали вылазки из Африки в другие регионы – в Южную Европу около 200 000 лет назад и в Левант между 180 000 и 100 000 лет назад[325]. Но след от этих путешествий остался не более весомый, чем от струйки воды на бескрайних барханах. Все-таки Homo sapiens был все еще тропическим жителем, туристом ясного неба. И если в Африке жизнь была нелегка, то в Европе было еще тяжелее. Но даже останься Homo sapiens, он бы быстро обнаружил, что место занято – занято неандертальцами, которые в дни своего расцвета обладали куда более богатой культурой и, приспособленные к европейским холодам, могли позволить себе длительное соперничество. Люди, если бы и стали для них помехой, то не более серьезной, чем предрассветный иней летним днем.

Тем временем на африканской родине дела нового вида шли не намного лучше. Природные условия становились все хуже и хуже на протяжении ледниковой эпохи. И без того не очень распространенные племена Homo sapiens угасали одно за другим, вымирая или скрещиваясь с другими видами гоминин – лишь для того, чтобы племена гибридов тоже вымерли. Настало время, когда к северу от Замбези Homo sapiens практически исчез. В конце концов, вид уцелел лишь в небольшом регионе там, где сейчас северо-западная окраина пустыни Калахари, к востоку от дельты Окаванго.

В начале ледниковой эпохи это был край пышной растительности. Его питали воды озера Макгадикгади, которое в период своего расцвета было размером со Швейцарию. Климат Африки становился все суше, и громадное озеро превратилось в россыпь озер, проток, болот и перелесков, где паслись жирафы и зебры.

Около 200 000 лет назад пристанище в лабиринте озер и тростниковых зарослей Макгадикгади нашли последние жалкие остатки Homo sapiens. Так же спустя многие века болота Ателни стали последним оплотом Альфреда Великого – там он собирался с силами, искал утешения, там у него пригорел хлеб и оттуда он выступил, чтобы разбить норманнов и отвоевать Уэссекс. Как Англия началась с Ателни, так современное человечество уходит корнями в болота Макгадикгади. Если когда-то и существовал где-то райский сад – он точно был в Макгадикгади[326].

Словно гадкий утенок, Homo sapiens на 70 000 лет укрылся в этих болотах, чтобы вновь выйти в мир прекрасным лебедем.

Десятки тысяч лет оазис болот Макгадикгади был окружен негостеприимной пустыней и высохшими соляными озерами. Со временем окружающий ландшафт становился все более суровым, так что выбраться оттуда в большой мир было крайне непростой задачей. Но 130 000 лет назад Солнце стало светить чуть ярче. Замысловатый танец нашей планеты по непрерывно меняющейся орбите вызвал потепление климата, не случавшееся уже много тысячелетий.

На смену великому леднику в Европе пришло (хотя и ненадолго) почти тропическое тепло. В Британии тех времен на месте Трафальгарской площади расхаживали львы, в Кембридже паслись слоны, а на месте города Сандерленда бегемоты принимали грязевые ванны. Климат стал мягче не только в Англии, но и в Африке. Глазам очередного поколения Homo sapiens вместо окружавшей Макгадикгади пустыни предстало травяное море.

Люди двинулись прочь вслед за стадами травоядных – и очень кстати, ибо вскоре Макгадикгади высох окончательно. Сейчас это соляная пустыня, где не может выжить ничто живое, кроме разве что колоний синезеленых водорослей. Чем-то нынешний Макгадикгади напоминает Землю времен появления жизни на планете.

По следам стад племена Homo sapiens уходили все дальше на юг, пока не достигли берега океана на самой южной окраине Африки. Там они перешли к совершенно новому образу жизни, воспользовавшись изобилием океанских вод. Для людей, привыкших из последних сил добывать жесткие коренья, случайно попадающиеся фрукты и пугливых копытных, богатство океана было совершенно невообразимым: богатые белком и другими питательными веществами совершенно беззащитные моллюски и раки, сытные соленые водоросли, наконец, рыба, поймать которую не в пример проще, чем импалу или газель.

Добравшись до океана, люди наконец-то смогли вздохнуть с облегчением после долгих невзгод, осесть у побережья – открыть для себя совершенно новые занятия. Люди принялись делать бусы из раковин, остававшихся от съеденных моллюсков. Разрисовывать друг друга углем и охрой[327]. Вырезать на скорлупе страусиных яиц орнаменты, напоминающие сеть, и рисовать такие же орнаменты охрой на скалах[328]. Справедливости ради стоит сказать, что неандертальцы и даже эректусы тоже иногда мастерили поделки из раковин и уделяли время резьбе, но вырвавшиеся из болот на побережье их наследники предавались этому занятию с куда большей отдачей и увлеченностью.

Может создаться впечатление, что технологии такого рода появлялись и исчезали, словно блуждающие огни, будто бы люди время от времени утрачивали эти навыки или охладевали к ним. Но эти умения становились все изощреннее, а применение их – все привычнее по мере медленного роста численности популяции и закрепления в ней появляющихся традиций. Обитатели побережья придумали новый способ применения камней. Они научились делать не хватательные рубила, вытесываемые из больших камней, а небольшие, тщательно обработанные, закаленные в огне резаки, которые можно было, например, насаживать на древки – получались стрелы. Иными словами, эти люди изобрели метательное оружие. Оружие, которым можно было убивать добычу на расстоянии с минимальным риском для охотника[329].

Были и другие изгнанники из рая, отправившиеся из Макгадикгади в противоположную сторону – на север. Их Рубиконом стала Замбези. В Восточной Африке к ним присоединились эмигранты из Южной Африки, принесшие с собой свои достижения – косметику, бусы и самое главное – лук и стрелы. Результат оказался ошеломляющим: восточноафриканская популяция Homo sapiens со считаных малочисленных племен достигла численности, открывавшей перспективы куда большие, чем сиюминутное выживание[330]. Около 110 000 лет назад люди современного типа вновь заселили всю Африку и вновь отправились осваивать земли вдали от своей родины.

Но на этот раз они шли, чтобы остаться.

Но тут в ночи раздался грозный набат. Примерно 74 000 лет назад на острове Суматра произошло извержение вулкана Тоба, превзошедшее все катастрофы на Земле за несколько последних миллионов лет[331]. Это извержение положило конец короткому теплому периоду (который и без того уже заканчивался). Пепел и обломки накрыли весь Индоокеанский регион вплоть до побережья Южной Африки[332]. В атмосферу были выброшены сотни тонн пепла, и мир внезапно погрузился в ледяной холод.

Случись это раньше – и молодое человечество, скорее всего, было бы просто стерто с лица Земли. Но теперь, похоже, Homo sapiens почти не обратил на произошедшее внимания. К тому моменту наши предки успели заселить из Африки всю периферию Индийского океана. Люди, высекающие орудия из кремня, жили в Индии, скитались по самой Суматре – эпицентру катастрофы – и даже достигли Южного Китая.

Покинув родные места, обитатели Макгадикгади первым делом направились на побережье. Позже, когда люди отправились за пределы Африки, вначале шли по берегу через юг Аравии и Индию в Юго-Восточную Азию. В глубь материка заходили тоже, поднимаясь вдоль рек и – когда позволял климат – углубляясь в саванну.

Но не следует думать, что это был исход, подобный Моисееву, – нет, было множество мелких событий, которые только в совокупности создают впечатление, что это части какого-то единого большого процесса. Люди, ставшие участниками этого «исхода», совершенно точно не устремляли горящий взор к горизонту, чтобы в приступе героического прозрения двинуться к открывшейся им цели. Большинство этих людей жило своей обычной жизнью, не уходя далеко от привычных мест. Время от времени, когда племя разрасталось, часть его могла сняться с места и уйти в соседнюю долину. Могли и вернуться – например попав на новом месте в ненастье. Но, даже уйдя, они все равно селились невдалеке, оставаясь связанными многочисленными связями с оставшейся родней и часто встречаясь с ними – например на сезонных праздниках, отлично подходящих для веселья, сплетен и сватовства. Невеста, как и у всех приматов, покидала родное племя и отправлялась в дальнее путешествие в семью мужа – в ту самую соседнюю долину или даже, страшно подумать, на другой берег во-о-он той реки[333].

Иными словами, миграция была не каким-то единственным особым событием, а долгой последовательностью малозаметных изменений. Впрочем, у нее все-таки была характерная тенденция – миграция была неравномерной, отражающей изменения климата, вызванные изменением параметров земной орбиты. Прецессия, цикл которой длится 21 000 лет[334], меняет направление земной оси; люди в дороге ориентировались по звездам, но от эпохи к эпохе это, вероятно, были разные звезды.

Между 106 000 и 94 000 лет назад жажда путешествий у вида Homo sapiens стала настолько невыносимой, что люди пересекли весьма недружелюбный юг Аравийского полуострова и устремились в Индию. Та же история повторилась между 89 000 и 73 000 лет назад – люди добрались до островов Юго-Восточной Азии, затем между 59 000 и 47 000 лет назад вновь стало оживленно на юге Аравии и Азии – настолько, что людям удалось попасть в Австралию[335]; наконец, между 45 000 и 29 000 лет назад была тщательно колонизирована вся Евразия, включая самые укромные уголки и высокие широты. Тогда же были сделаны первые шаги в сторону Америки, а отдельные группы вернулись в Африку.

В остальное время люди тоже не сидели на одном месте, но в указанные периоды климат становился достаточно мягким, чтобы миграция оказалась наиболее успешной. Были времена, когда расселяющаяся популяция оказывалась разделена. Например, во время прохладного сухого периода, наступившего сразу после извержения Тоба, обитатели Африки были отрезаны от переселившихся в Южную Азию. Встретиться вновь им было суждено лишь через 10 000 лет.

На своем пути люди встречались с другими гомининами. Встречи были редки, исход мог быть любой. В одних случаях племена, ощущая глубокие различия между собой, вступали в схватку. В других вспоминали почти забытые связи и приветствовали друг друга, словно давно не видевшиеся родичи. Тогда они садились у костров, рассказывали о произошедшем и создавали новые семьи. Встреча с неандертальцами в Леванте обновила кровь обеих популяций, так что у всех современных людей, в чьих жилах течет не только африканская кровь, есть немножко неандертальской ДНК[336]. В Юго-Восточной Азии к этой смеси добавились гены денисовцев – потомков древних горцев, давно спустившихся в низины. Сейчас гены денисовцев встречаются у обитателей мест, очень далеких от горных оплотов этого вида – островитян Юго-Восточной Азии и Океании. По иронии судьбы именно генетический подарок денисовцев – обитателей Вечных Снегов[337], исчезнувших 30 000 лет назад как отдельный вид, который полностью поглотила огромная волна Homo sapiens, – позволил населяющим сейчас Крышу мира тибетцам спокойно жить в разреженном воздухе этого края.

Около 45 000 лет назад люди современного типа пришли и в Европу, наступая широким фронтом от Болгарии на востоке до Италии и Испании на западе[338]. До сих пор доминировавшим в Европе четверть миллиона лет неандертальцам удавалось отражать все вторжения Homo sapiens, но на этот раз бессменные хозяева континента стремительно угасали, и 40 000 лет назад цари ледниковой эпохи окончательно вымерли[339].

Причины их вымирания долго были предметом ожесточенных споров. Возможно, им пришлось сражаться с людьми современного типа. Неандертальцы совершенно точно скрещивались с Homo sapiens[340]. Возможно, неандертальцы просто тихо угасли на фоне вида, который размножался немного быстрее и заходил немного дальше от своих стоянок[341]. В конце концов современных людей стало в Европе так много, что оставшиеся неандертальцы, отступившие в свои последние редуты, разбросанные от Южной Испании[342] до арктических областей России[343], оказались слишком малочисленны и слишком рассеяны, чтобы найти себе пару из сородичей[344].

Популяции неандертальцев никогда не были большими. По мере того как популяции становились все меньше и меньше, начинали сказываться результаты близкородственных скрещиваний и даже несчастные случаи. Для любой группы людей есть минимально допустимая численность – черта, ступив за которую группа оказывается обречена. Ничто не оказывается столь губительно, как нехватка людей[345]. В конце концов оказалось проще скреститься с пришельцами. Анализ ДНК, выделенной из человеческой челюсти возрастом 40 000 лет, которую нашли в румынской пещере, показал, что прабабка (или прадед) обладателя этой челюсти была неандерталкой (или неандертальцем)[346].

Из Восточной Европы современные люди шли вверх по Дунаю, в верховьях которого сохранились свидетельства расцвета культуры[347]. Люди делали фигурки животных, людей, людей с головами животных и даже лепных уточек, которых явно надо было вешать на стенах загородной пещеры[348]. В огромных количествах встречаются фигурки тучных беременных большегрудых женщин – очень наглядные иллюстрации потребности в изобилии и плодовитости, что совсем неудивительно для общества, которое всегда было в считаных шагах от голода. Иллюстрации – и призывы к высшим силам.

Изображения животных появились на стенах пещер в противоположных концах Евразии практически одновременно. В одной компании со справедливо известными наскальными рисунками в пещерах Испании и Франции находятся очень похожие изображения с индонезийских Сулавеси и Борнео[349]. В них тоже скрыт ритуальный смысл. Наскальная живопись встречается, как правило, в залах с отличной акустикой – наверняка эти изображения были лишь частью большого ритуала, сопровождавшегося пением и танцами[350].

Достигших зрелости подростков шаман приводил в эти ритуальные залы, чтобы посвятить в члены племени. Во время ритуала подросткам мазали руки охрой или сажей, и надо было поставить на стене отпечаток ладони, точно подпись в книге жизни, заявляя: «Аз есмь».

Спустя четыре с половиной миллиарда лет бездумного буйства Земля породила на свет вид, осознавший себя. «Интересно, – подумала планета, – чем же он теперь займется?»

12

Прошлое будущего

Все счастливые, процветающие виды процветают одинаково. Вымирающие виды вымирают каждый по-своему[351].

По мере изменения климата леса становятся россыпью отдельных рощ посреди травяного моря, раскинувшегося там, где-то когда-то стеной стояли деревья.

По мере таяния полярных шапок подъем уровня моря превращает горные вершины в острова.

А что происходит с биологическими видами, упорно цепляющимися за остатки некогда обширных сред обитания?

Некоторые пользуются предоставляемыми изоляцией преимуществами, чтобы превратиться во что-то новое и странное. Приходящий в голову пример – карликовые слоны и охотившиеся на них «хоббиты» острова Флорес. Но многие изолированные популяции оказываются слишком маленькими, чтобы выжить. Им может не хватить воды или пищи. Оставшиеся в изоляции особи могут не найти себе брачных партнеров или же окажутся вынужденными создавать пары с близкими родственниками, и популяция вымрет в результате инбридинга[352]. Некоторые просто не смогут приспособиться и попытаются продолжать жить по-старому, несмотря на сильно изменившиеся обстоятельства[353]. Члены популяции будут умирать – из-за генетических проблем, возраста или несчастных случаев – один за другим, оставляя все меньше и меньше потомков, пока не останется совсем никого. Так исчезают популяции.

В конце концов, когда все остальные популяции вида вымрут, столкнувшись в разрозненных остатках некогда протяженного ареала каждая с собственными проблемами, последняя выжившая окажется под угрозой гибели по какой-то своей причине. Это может быть что угодно, скорее всего, совсем не похожее на глобальные катаклизмы, наподобие падения астероида или клокочущих лавовых морей: оползень, который похоронит единственный источник пищи, или бульдозер закопает последний фрагмент ареала.

Некоторые виды могут казаться многочисленными и совершенно не испытывающими угрозы неизбежного исчезновения, но при более внимательном рассмотрении выясняется, что они уже давно превысили свой лимит, учтенный в книге жизни, и их вымирание – вопрос бесповоротно решенный. Они могут быть многочисленными в своей давно освоенной среде обитания, но даже незначительное сокращение ареала может поставить их на грань. Они уже буквально обречены. Например, исчезновение бабочек на меловых лугах лучше объясняется уничтожением много десятилетий назад их исходной среды обитания, чем сокращением текущей[354]. Про такие виды говорят, что они взяли «кредит вымирания»[355].

У каких-то видов возможно снижение темпов размножения по разным причинам, и тогда скорость вымирания превысит скорость воспроизводства.

Наш вид стал существенной причиной формирования условий, способствующих вымиранию многих видов, но точно так же и сам Homo sapiens беззащитен перед лицом различных угроз.

Крупномасштабные вымирания прошлого настолько далеки от нас, что вычленить из общей, не очень четкой картины катастрофы отдельные причины очень сложно.

Например, первичной причиной пермского вымирания были сибирские извержения, в результате которых выделившиеся парниковые и ядовитые газы резко повысили температуру атмосферы и отравили воду и воздух. Однако, каким бы катастрофическим ни было это событие, сколько бы живых существ ни пострадало при этом, причина смерти каждого конкретного растения или животного, каждого кораллового полипа или пеликозавра была совершенно определенной и всегда разной. Из этих маленьких трагедий тысяч преждевременных смертей складывается массовое вымирание.

Конец плейстоцена, наступивший около 10 000 лет назад, ознаменовался исчезновением практически всех животных крупнее собаки в Евразии, обеих Америках и в Австралии. Первичной причиной плейстоценового вымирания, возможно, стало распространение хищнического человечества. Возможно, впрочем, что основной причиной стало очередное резкое изменение климата, которыми была богата та эпоха. Но, скорее всего, обе эти причины совместно привели к гибели крупных животных.

В любом случае плейстоценовое вымирание гораздо ближе к нам, чем пермское. Следы произошедшего гораздо отчетливее и могут быть изучены более детально. Можно проследить судьбу отдельных видов[356].

Например, всего за несколько тысяч лет радикально сократились ареалы двух знаковых видов ледниковой эпохи – большерогого оленя (которого еще называют гигантским или ирландским) и шерстистого мамонта. Стремительное угасание этих видов совпало с внезапным изменением климата и флоры, которое также было критично для растительноядных видов[357]. Охота на этих зверей, конечно, лишь ускорила ставший уже неизбежным финал. Эти гигантские травоядные вымерли, но оставили огромное количество ископаемых останков, возраст которых несложно определить с высокой точностью, воссоздав таким образом подробную картину вымирания. Случись это в конце перми, мы, скорее всего, вряд ли смогли бы узнать что-то помимо самого факта вымирания.

Недавнее вымирание можно датировать с очень высокой точностью. Последний тур (Bos primigenius) погиб в Польше в 1627 году. Учитывая количество вооруженных людей, этого следовало ожидать. Это наиболее яркий, специфический и печальный пример вымирания: одна-единственная пуля, забравшая жизнь одного-единственного тура, поставила точку в истории вида, который когда-то в изобилии населял европейские леса. В отличие от тура – на момент написания этой книги – северный белый носорог (Ceratotherium simum cottoni) все еще жив. Предпринимаются колоссальные усилия, чтобы не дать меткому выстрелу отправить в забвение последних представителей этого вида. Но эти попытки тщетны – в живых остаются только две самки, так что вымирание северного белого носорога – лишь вопрос времени, и времени недолгого.

Но тур и носорог – очень разные случаи. Туры были одной из ветвей семейства полорогих, к которым также относятся козлы, бараны, разнообразные антилопы и множество других видов. Туры вымерли, но полорогие процветают. Гибель тура – на совести людей, и, будь наши предки чуть посдержаннее, эти гордые животные до сих пор радовали бы наш взор. Носороги – совсем другое дело: пережив расцвет в олигоцене, когда они, как и другие непарнокопытные, были многочисленны и разнообразны, с тех пор это семейство постепенно сдает свои позиции, проигрывая конкурентную борьбу с парнокопытными, к которым принадлежал и тур. Люди лишь ускорили конец, неизбежность которого стала очевидной задолго до появления людей как вида.

Прошло всего 2,5 миллиона лет с тех пор, как мир вступил в череду ледниковых эпох, которая продлится еще несколько десятков миллионов лет. Льды наступали и отступали уже больше двадцати раз, приводя к невиданным со времен эоцена климатическим нарушениям. И все только начинается. С каждым наступлением и каждым отступлением ледников правила игры меняются вновь и вновь. Одни виды вымирают, но другие благоденствуют. Те виды, что расцветают в одном цикле, могут погибнуть уже в следующем[358]. Планете предстоит пройти еще около сотни циклов ледниковых и межледниковых эпох в этом ледниковом периоде.

Homo sapiens пользуется выгодой момента. Толчком к осознанию человеком себя стала смена примерно 125 000 лет назад прошлого межледниковья очередной ледниковой эпохой. Наши предки воспользовались низким уровнем моря, преодолевая проливы и перебираясь с одного изолированного (но не тогда) острова на другой.

Когда ледяной покров достиг максимальных размеров – около 26 000 лет назад, – человечество плотно обосновалось в Старом Свете и уже добралось до Нового[359]. Только Мадагаскара, Новой Зеландии, дальних островов Океании и Антарктиды еще не коснулась нога человека – но и им оставалось недолго[360]. Пока человек покорял Землю, все остальные виды гоминин вымерли. Homo sapiens – последний. Единственный оставшийся.

Человек почти всю свою историю был охотником и собирателем и, как всякий хороший добытчик, знал, где лучше всего охотиться и собирать съестное. Прошло немного времени после ледникового максимума, и постоянные визиты собирателей на одни и те же места за плодами и ягодами стали фактором отбора тех растений, которые приносят наиболее привлекательные для собирателей фрукты и семена. Измельчать семена диких пшеницы и ячменя в муку и печь из нее хлеб древние пекари начали по меньшей мере 23 000 лет назад[361]. Земледелие практически одновременно появилось в разных частях света в конце плейстоцена, 10 000 лет назад[362].

С тех пор население Земли выросло многократно. Сейчас наш вид потребляет четверть всей продукции фотосинтеза на планете[363]. Как следствие, гораздо меньше ресурсов достается миллионам других видов, поэтому часть из них исчезает.

Впрочем, основной прирост численности человечества произошел в самое последнее время. Экспоненциальный рост населения случился буквально на наших глазах: только с момента рождения автора численность человечества удвоилась[364], за время жизни бабушки и дедушки автора – выросла вчетверо. На фоне геологических масштабов времени взрывным ростом численности человечества можно просто пренебречь.

Основное воздействие человечества на планету началось с тех пор, когда стала широко использоваться энергия сжигания угля. Это случилось во времена промышленной революции, примерно 300 лет назад.

Уголь образовался из высококалорийных остатков лесов каменноугольного периода. Освоившись с углем, люди научились находить и добывать нефть – энергоемкую смесь жидких углеводородов, сформировавшуюся при медленном изменении ископаемых отложений планктона под действием тепла недр и давления растущей толщи осадочных пород. Сжигание ископаемого топлива стало даже бо́льшим стимулом для роста численности человечества, чем появление земледелия, – но лишь на протяжении жизни нескольких последних поколений.

Важным побочным продуктом сжигания ископаемого топлива является углекислый газ, наряду с некоторыми другими газами – такими как двуокись серы и оксиды азота. В результате переработки нефти начались выбросы самых разных экзотических загрязнителей – от свинца до пластика. Следствием этого оказались резкий рост температуры, повсеместное вымирание животных и растений, деградация коралловых рифов по причине закисления океанов и многое другое. Общий эффект весьма схож с последствиями прорыва на поверхность мантийного плюма, проложившего путь через толщу органических отложений.

В отличие от мантийного плюма, который привел к пермской катастрофе через длинную череду отдельных извержений, нынешнее воздействие человека не будет долгим. Уже сейчас принимаются меры по снижению выбросов углекислого газа и поиску иных, нежели ископаемое топливо, источников энергии. Пик выброса углерода в результате человеческой деятельности высок, но очень узок – скорее всего, слишком узок, чтобы быть различимым в долгосрочной перспективе.

Люди обитают на планете в огромном количестве столь мало времени, что, скажем, через 250 миллионов лет сохранятся останки лишь незначительного количества людей. Лишь вооружившись самым чувствительным оборудованием, исследователям в далеком будущем, возможно – возможно! – удастся обнаружить слабые следы редких изотопов, на основании которых можно будет утверждать, что когда-то во времена кайнозойской ледниковой эры что-то произошло, но что именно – в этом разобраться им уже не удастся.

Homo sapiens вымрет в ближайшие несколько тысяч лет. Отчасти причиной этого станет давно просроченная выплата по кредиту вымирания. Занимаемая Homo sapiens среда обитания – ни больше ни меньше вся Земля, и люди делают ее все менее приспособленной для нашего же обитания здесь.

Но главной причиной вымирания станет прекращение воспроизводства популяции. Пик численности населения, скорее всего, будет достигнут уже в этом веке, после чего начнется упадок. К 2100 году людей на планете будет меньше, чем сейчас[365]. Люди много делают для того, чтобы избавить планету от причиненного ей ущерба, и сделают еще больше, но нам осталось от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет.

Даже сейчас человечество генетически очень гомогенно в сравнении с нашими ближайшими родственниками среди приматов. В ранней человеческой истории, судя по имеющимся данным, было одно или даже несколько «бутылочных горлышек» (периодов резкого уменьшении размера популяции), за которыми следовал быстрый рост численности – результат того, что несколько раз за свое существование Homo sapiens оказывался на грани вымирания[366]. Причиной вымирания станет комбинация ряда факторов: низкого генетического разнообразия в результате событий нашей ранней истории; погашения «кредита вымирания», обусловленного уничтожением окружающей среды в наши дни; снижения рождаемости вследствие изменения поведения и условий среды, а также растущего числа местных проблем, с которыми сталкиваются малые группы, оказавшись изолированными от своих сородичей.

Ледники тем не менее будут еще много раз накатываться и отступать, надвигаться и отступать. К моменту следующего наступления льдов рукотворное повышение уровня углекислоты сойдет на нет – и тем внезапнее будет приход ледника. Сход айсбергов в океан, вызванный потеплением климата, особенно в Северной Атлантике, добавит океану столько пресной воды, что Гольфстрим остановится, толкнув Европу и Северную Америку в полномасштабное оледенение за время одной человеческой жизни. Но некому будет ощутить ту стужу.

Человечество исчезнет еще до того, как рассосется весь углекислый газ, выброшенный в результате его неистовой деятельности. Остаточный парниковый эффект будет какое-то время смягчать похолодание, которое все равно ворвется в жизнь – первое из череды резких оледенений и теплых пауз, которая будет мелькать до тех пор, пока не уйдет вся избыточная углекислота. Тогда Великий кайнозойский ледниковый период наконец-то вернется к своему неторопливому ритму[367].

Через 30 миллионов лет Антарктида в своем движении к северу сместится настолько, что теплые экваториальные воды смоют последние остатки ледяного щита. Какую цену заплатит земная жизнь за долгое голоценовое похолодание?

Вымрут все наземные млекопитающие крупнее барсука. Не будет больше крупных копытных, слонов, носорогов, львов, тигров, жирафов или медведей. Практически полностью вымрут сумчатые. Утконос и ехидна, яйцекладущие млекопитающие, чьи корни уходят в далекий триас, отложат свои последние яйца. Не останется приматов, а последний из рода – Homo sapiens – сойдет со сцены задолго до окончания холодов.

Уцелеют некоторые мелкие птицы и совсем немногие змеи и ящерицы. Крупные рептилии – черепахи и крокодилы – тоже вымрут, как и все земноводные.

Грызуны сохранятся в большом количестве, но узнать их будет непросто. Семейства новых травоядных, стада которых будут пастись на освободившихся от ледников лугах, будут возводить свои родословные к мышам и крысам. Из привычных хищников уцелеют лишь самые мелкие, вроде мангустов или хорьков. Крупными хищниками станут тоже грызуны. Конечно, кроме самых крупных, наводящих ужас, – ими станут гигантские нелетающие потомки летучих мышей[368].

Рыба в морях никуда не денется. Акулы по-прежнему будут рассекать воды, как они делали это с девонских времен. Новые виды кораллов или губок выстроят новые рифы.

И в морях по-прежнему будут плавать киты. Пока.

Если окинуть взглядом всю историю жизни на Земле во всей ее драматичности, со всеми возникновениями и вымираниями, то станет ясно, что всеми этими процессами управляют всего два фактора. Первый – постепенное сокращение количества углекислоты в атмосфере. Второй – неуклонный рост яркости Солнца[369].

Основой существования практически всей жизни на Земле является способность фотосинтезирующих организмов превращать атмосферную углекислоту в живую материю. Для этого большинству растений требуется, чтобы углекислоты в атмосфере было не меньше 150 ppm (англ. part per million – «частей на миллион»). Эта оценка верна для растений, которые связывают углекислый газ посредством разновидности фотосинтеза, называемой «С_3-путь». Но есть и другой вариант фотосинтеза – С_4-путь, требования которого гораздо ниже, – таким растениям достаточно лишь 10 ppm. Но у С_4-пути есть другая проблема – ему требуется больше энергии. Это основная причина, по которой растения предпочитают путь С_3 [370].

Ситуация изменилась несколько миллионов лет назад, когда – особенно в тропической саванне – появились травы, усваивающие углерод в основном по более энергоемкому, но не такому требовательному к содержанию углекислоты С_4-пути. Несмотря на локальные всплески и падения, в целом тенденция на снижение концентрации углекислого газа в атмосфере Земли сохраняется уже многие сотни миллионов лет. В середине кайнозойской эры наступил момент, когда количество углекислоты упало настолько, что естественный отбор стал благоприятствовать новой форме фотосинтеза, несмотря на ее энергозатратность.

Это лишь один из множества примеров в истории жизни на Земле, когда живые существа приспосабливались к вызовам, связанным с меняющимися условиями существования. Причина таких проблем кроется в постоянном росте количества тепла, получаемого нашей планетой от своего светила, равно как в росте и падениях – в основном падениях – концентрации углекислого газа в атмосфере.

Почему же углекислый газ становится таким редким и драгоценным? Ответ кроется в единственном слове: «выветривание». Поднимающиеся из недр в виде гор новые породы сразу же подвергаются эрозии. Этот процесс вытягивает из атмосферы углекислоту. Эродированные горные породы становятся пылью, которая рано или поздно оказывается в море, где и оседает на дно.

Когда Земля была юной, океан покрывал почти всю поверхность планеты. Подверженной эрозии суши было мало. Но со временем площадь суши росла, а вместе с ней росла и интенсивность выветривания. Объем затрачиваемого на выветривание углекислого газа медленно, но неуклонно возрастал в сравнении с количеством выбрасываемого в атмосферу вулканами[371].

Одним из первых больших вызовов, с которым столкнулась жизнь, была произошедшая в промежутке между 2,4 и 2,1 миллиарда лет назад кислородная катастрофа. Всплеск тектонической активности привел к резкому увеличению темпов захоронения углерода. Углекислота стала ускоренными темпами уходить из атмосферы. Мир, не укрытый больше парниковым одеялом, погрузился в ледниковый период. Земной шар на 300 миллионов лет скрылся под слоем льда от полюса до полюса. Самое сильное глобальное оледенение впервые превратило нашу планету в снежок. Суровость оледенения усугублялась тем, что тогда Солнце вырабатывало значительно меньше тепла, чем сейчас, что оказало влияние на все дальнейшее развитие жизни.

Жизнь ответила усложнением. Слабо взаимодействовавшие отдельные бактерии объединили свои силы, сконцентрировавшись каждая на определенном аспекте функционирования, в котором она была лучшей, – прекрасный образец разделения труда, строго по «Исследованию о природе и причинах богатства народов» Адама Смита. Производительность завода, на котором каждый рабочий сосредоточен на определенной операции, значительно выше, чем производительность завода с таким же количеством рабочих, полностью изготавливающих вещи от и до. Точно так же клетки нового типа – ядерные, или эукариотические, – способны достичь большего, затратив меньше.

Следующая большая проблема, с которой столкнулась земная жизнь, возникла при распаде суперконтинента Родиния 825 миллионов лет назад. И вновь усиление выветривания, вымывание углерода и долгая череда ледниковых эпох. И вновь планета превратилась в снежок, хотя на этот раз не на такой долгий срок, как после кислородной катастрофы. Эродирующих скал стало больше, но и Солнце светило уже ярче, чем за полтора миллиарда лет до этого[372].

И вновь жизнь ответила усложнением. На этот раз эукариоты пошли дальше и собрали воедино множество клеток, образуя организм. Составляющие его клетки, словно заводские рабочие, сосредоточились каждая на своем деле – одни на пищеварении, другие на размножении, третьи на защите. Появление животных стало прямым следствием ледникового периода, вызванного распадом Родинии.

Как и в прошлый раз, глобальные изменения окружающей среды вынудили жизнь пересмотреть свою внутреннюю экономику. Став многоклеточными, живые существа смогли вырастать больше, двигаться быстрее и питаться лучше, достигая высот, непредставимых для одиночных клеток.

Конечно, эукариоты не смотрели на календарь и при виде даты «825 миллионов лет назад» единогласно голосовали за переход к новой, многоклеточной форме существования. Многоклеточные создания возникли задолго до этого момента, а одноклеточные никуда не делись и прекрасно себя чувствуют и сегодня (как и бактерии). Но после ледникового периода 825 миллионов лет назад многоклеточные существа из редкой экзотики превратились в обыденность. Миллиард лет назад над слоем слизистого ила лишь кое-где встречались одинокие слоевища многоклеточных водорослей. Спустя 200 миллионов лет морское дно было покрыто лесом слоевищ, а 500 миллионов лет назад водоросли были в непрерывном движении от множества населяющих их животных – некоторые были видимы даже невооруженным глазом.

Точно так же жизнь готовится к следующему шагу по шкале сложности. Как бактерии, объединившись, образовали эукариот, как результатом объединения теперь уже эукариотических клеток стали многоклеточные животные, растения и грибы, так эти организмы объединятся, чтобы в последние эпохи жизни на Земле дать начало новой форме живых существ, возможности и мощь которых мы вряд ли можем представить.

Семена посеяны давным-давно.

Вскоре после выхода на сушу растения обнаружили, что в тесной связи с подземными грибами жить гораздо проще. Такая связь – микориза – объединяла грибные гифы с корнями растения. Растения делились с грибами продуктами фотосинтеза, а грибы в обмен поставляли растениям микроэлементы, добытые из глубоких слоев почвы[373].

Большинство современных наземных растений образует микоризы с каким-то видом грибов. Многие растения без микоризы просто не могут выжить. Гуляя по лесу, помните, что у вас под ногами тесно переплетаются и обмениваются разными веществами микоризы множества растений. Все эти переплетающиеся микоризы образуют единую сеть, регулирующую рост всего леса. Лес со всеми деревьями и их микоризами – единый суперорганизм[374].

Грибы способны управлять жизнью на огромных площадях. Один из крупнейших известных организмов – «особь» одного из видов опят, Armillaria bulbosa, чьи гифы раскинулись на площади 15 гектар в лесу Северного Мичигана. Эту подземную сеть нелегко увидеть, но она не просто существует – этот гриб весит больше 10 тонн, а его возраст превышает полторы тысячи лет[375]. Впрочем, считать это особью сложно. Нежданные и всепроникающие грибные гифы незримо тянутся в каждый угол и закоулок. Эта сеть вырастает до огромных размеров, укрытая слоем земли от любопытных глаз.

Спустя много-много лет, когда век динозавров стремился к своей вершине, в мире растений произошла тихая революция – появились цветковые растения.

Первыми цветковыми стали маленькие стелющиеся растения, обитающие у уреза воды, но вскоре их можно было встретить уже почти везде. Спустя сто миллионов лет цветковые стали основной группой наземных растений.

Одним из преимуществ цветковых является их способность привлекать опылителей, а не полагаться в вопросе размножения на прихоть ветра и прочих погодных явлений. Как и много раз до и после, в случае с цветковыми растениями жизнь вновь обвела природу вокруг пальца, обратив проблемы к выгоде.

Поэтому вряд ли можно считать совпадением, что цветковые растения появились одновременно со стремительным ростом разнообразия и численности насекомых-опылителей, в первую очередь муравьев, пчел и ос (относящихся к отряду перепончатокрылых) и бабочек (чешуйчатокрылые)[376]. Предки этих насекомых существовали уже миллионы лет, но появление цветковых подстегнуло их эволюцию.

Взаимоотношения некоторых растений с их опылителями настолько тесные, что они просто не могут выжить друг без друга. Например, инжир и другие представители рода фикус не могут размножаться без участия соответствующего вида ос из семейства агаонид, вся жизнь которых связана с этими деревьями. То, что мы считаем плодом инжира, на самом деле «дом», специально выращенный осами для себя[377]. Подобные тесные отношения известны, например, для юкки и опыляющих ее ночных бабочек[378]. В каком-то смысле инжир и оса-бластофага образуют единый организм, неразделимый союз, как и юкка с юкковой молью.

Многие муравьи, пчелы и осы развиваются в новое, более интегрированное состояние, независимо от их интеграции с растениями, – если не считать того факта, что эволюция цветковых подстегнула эволюцию этих групп насекомых. Многие представители этих групп живут гигантскими колониями, в которых отдельные особи выполняют специализированные задачи – например по защите колонии или добыванию пропитания. Важно, что размножаться во всей колонии может только одна особь – царица. Так же происходит и в многоклеточных организмах, где задача размножения возложена на небольшую отдельную группу клеток.

Такие колонии являются суперорганизмами. Для них даже характерно собственное поведение, как для отдельных животных. Например, некоторые колонии бородатых муравьев-жнецов, Pogonomyrmex barbatus, в засуху отправляют меньше фуражиров, чем другие колонии этого же вида, компенсируя это основанием большего количества дочерних колоний[379]. Подобно человеку, муравьи находятся в тесной связи с обитающими внутри их бактериями и обитающими возле них животными. Муравьи устраивают грибные сады в своих муравейниках и пасут тлей, которых «доят», чтобы получить выделяемую тлями сладкую жидкость.

Социальность – признак, связанный с успехом[380]. Успех Homo sapiens можно объяснить стремлением к социальности, при которой, как и у общественных насекомых, отдельные люди, как правило, специализируются на определенных задачах. При такой организации можно накопить больше ресурсов при меньших затратах, чем могут достичь индивиды поодиночке. Много ли людей в современном мире могли бы жить с хоть каким-то комфортом, если бы им пришлось самим обеспечивать себя всем необходимым? Так же и у общественных насекомых. Так было задолго до их появления, и так будет и после вымирания человечества. Преимущества от сочетания небольшого размера особи и крупномасштабной сложной организованности постепенно будут становиться все более весомыми.

Со временем, когда углекислого газа для фотосинтеза будет все меньше и меньше, такого рода взаимодействия между разными видами станут все более распространенным явлением. Отдельные особи будут становиться меньше и переходить к более эффективному использованию ресурсов, становясь участниками огромных общественных суперорганизмов. Растения станут полагаться на животных в вопросах обеспечения углекислотой и опыления. Не участвующие в этих взаимодействиях растения в конце концов вымрут. Осы-бластофаги и юкковые моли своим обликом и поведением уже сейчас сильно отличаются от своих вольноопределяющихся неразборчивых родственников.

Растения будут образовывать все более тесные связи со своими опылителями, тем более если это будут общественные насекомые. Изменения будут ускоряться, пока насекомые не станут простыми переносчиками пыльцы и углекислоты. В итоге они окажутся мало отличимыми от микроскопических внутренних органов растения, словно митохондрия – внутриклеточная органелла, когда-то бывшая свободноживущей бактерией. Размножение насекомых полностью синхронизируется с таковым растением. Они станут единым целым.

Но и сами растения изменятся до полной неузнаваемости. По всей видимости, они станут подобными грибам, спрятав большую часть своего тела под землю, где эти производные стеблей и корней разрастутся в большие полые клубни. Там будут обитать производящие углекислоту симбиотические насекомые, теперь похожие больше на микроскопических червей или даже амебоподобные клетки, смысл существования которых заключается в опылении крохотных внутренних цветков. Такие растения будут лишь время от времени выпускать на поверхность фотосинтезирующие органы. Но количество доступного углекислого газа будет уменьшаться, солнечный жар усиливаться, и «время от времени» превратится в «редко», которое, в свою очередь, станет «теперь уже вряд ли».

Впрочем, изредка растения все же будут выстреливать на поверхность маленькие цветки, чтобы, проведя сеанс ветроопыления, поддерживать генетическое разнообразие. Эти же цветки будут, словно маяки, показывать, что еще не все потеряно.

Земля по-прежнему в движении. Через 250 миллионов лет континенты вновь объединятся в суперконтинент, крупнейший из когда-либо существовавших. Как и Пангея, он расположится поперек экватора[381]. Внутренние районы будут самой сухой из пустынь, окруженной горными хребтами титанической высоты и протяженности.

Там будут признаки жизни. Жизнь в море будет проще и сосредоточится в основном в глубоководных районах. Суша будет выглядеть совершенно безжизненной, но это будет обманчивое впечатление: жизнь никуда не денется, но добраться до нее будет непросто. Копать надо будет много и глубоко.

Даже в наши дни множество живых существ обитает под землей, ускользая от внимания остальных, глубже, чем корни деревьев, даже глубже, чем микориза и грибы-рекордсмены, хотя те, скорее всего, могут чувствовать этих невидимок.

Глубоко под землей обитают бактерии, которые разлагают минералы и добывают скудную энергию, превращая эти минералы из одной формы в другую[382]. Этими бактериями питаются крошечные создания[383]. В основном это круглые черви – тип животных, на который обращают меньше всего внимания и которым больше всего пренебрегают. Животные и растения в такой степени заражены круглыми червями, что, как сказал один ученый, если бы все живые существа на Земле, кроме круглых червей, стали прозрачными, все равно можно было бы легко различить призрачные очертания растений и животных, людей и даже почвы у нас под ногами[384].

Жизнь в глубинной биосфере идет так неторопливо, что величавые ледники покажутся на ее фоне гарцующими жеребятами. Настолько неторопливо, что едва отличима от смерти. Бактерии растут крайне медленно, делятся редко и могут жить столетиями. По мере нагревания планеты и исчерпания атмосферного углекислого газа, жизнь в глубине начнет ускоряться.

Солнечное тепло подтолкнет эти изменения, как и вторжение сверху нового типа организмов – трудно представимого объединения организмов, которые когда-то были растениями, грибами и животными, а потом стали последними упрямцами, обитающими близко к поверхности планеты. Эти суперорганизмы привлекут глубинные бактерии к делу, предоставляя тихую гавань в обмен на энергию и питательные вещества, поскольку фотосинтез уже ушел в прошлое.

Подобные грибнице нити суперорганизмов будут пронизывать земную кору в поисках поддержки и новых существ, пригодных для включения в свой состав, до тех пор, пока однажды, ближе к концу истории планеты, все гифы всех суперорганизмов не встретятся и не сольются. Так, возможно, ближе к своему закату жизнь объединится в единую живую сущность, не желающую склоняться перед угасанием света.

Земля по-прежнему будет в движении, но уже в медленном и словно бы болезненном, ведь планета будет уже очень стара, как изнуренный артритом старик. Континентальные плиты скользят уже не так легко, как раньше.

Во времена юности планеты источником конвективного тепла, приводившего в действие дрейф континентов, был распад радиоактивных элементов – урана и тория, синтезированных в последние секунды пылавшей когда-то сверхновой. При образовании нашей планеты эти элементы опустились вглубь одними из первых. Но этот костер сгорел.

Суперконтинент, образовавшийся через 800 миллионов лет после наших дней, будет крупнейшим в истории планеты. И последним. Континенты, чей неустанный бег был вечным стимулом жизни (почти так же часто – неумолимой дланью рока), окончательно остановятся.

На поверхности жизни не будет. Но даже в глубине жизни на нашей планете остался последний вздох. Последние обитатели моря, собравшиеся вокруг гидротермальных источников, погибнут, когда «курильщики» иссякнут.

Миллиард лет спустя жизнь на Земле, которой всегда удавалось обернуть любой вызов своему существованию в трамплин для новых достижений, в конце концов угаснет[385].

Эпилог

Перефразируя сказанное когда-то совершенно по другому поводу: карьера любого биологического вида завершается вымиранием. Сама жизнь не вечна. И Homo sapiens не будет исключением.

Исключением не будет – но исключительным уже стал. Большинство видов млекопитающих существуют около миллиона лет. Несмотря на то что Homo sapiens – даже в самом широком понимании нашего вида – существует меньше половины этого срока, человечество – исключительный вид. Мы сможем просуществовать еще миллионы лет, а можем сгинуть уже в следующий вторник.

Наша исключительность объясняется тем, что Homo sapiens, насколько нам известно, единственный вид, осознавший свое место в природе. Мы поняли, что своими действиями причиняем вред окружающей среде, и уже сделали первые шаги к сокращению этого вреда.

Есть опасение, что Homo sapiens, вызвал так называемое «шестое» массовое вымирание, сравнимое по масштабу с «Большой пятеркой» – пермским, меловым, ордовикским, триасовым и девонским вымираниями, оставившими в геологической летописи след, явно различимый спустя сотни миллионов лет.

Фоновый уровень вымирания – естественный уровень вымирания видов в процессе эволюции, каждого по собственным причинам, – действительно вырос со времен возникновения человека и сейчас достиг весьма высоких значений сам по себе. Для того чтобы сравняться с «Большой пятеркой», людям надо еще 500 лет продолжать в том же духе, как и сейчас[386]. Это почти вдвое больше времени, чем прошло с момента промышленной революции. Мы причинили много вреда, но пока еще есть возможность не дать большому вреду стать гигантским – что неизбежно при нашем бездействии. Пока что шестого вымирания нет. Пока что.

Выбросы в атмосферу огромного количества углекислого газа в результате деятельности человека спровоцировали глобальное потепление. Эффекты потепления уже ощущаются и оказывают заметное влияние как на здоровье и безопасность людей, так и на жизнь многих других видов.

Конечно, можно сказать, что климат по своей природе изменчив – наша планета успела побывать шаром магмы, водным миром, сплошным массивом джунглей от полюса до полюса, «снежком» под несколькими километрами сплошного льда.

Поэтому попытки остановить изменения климата могут показаться примером удивительного высокомерия и нарциссизма. О подобном предупреждал король Кнуд Великий своих сановников, когда те заявили, что достойный звания «Великий» монарх должен быть способен своей волей переломить естественный ход событий. Сталкиваясь с лозунгом

СПАСИТЕ ПЛАНЕТУ!

так и хочется ответить:

ОСТАНОВИТЕ ДРЕЙФ КОНТИНЕНТОВ!

А лучше:

НЕМЕДЛЕННО ОСТАНОВИТЕ ДРЕЙФ КОНТИНЕНТОВ!

В конце концов, к моменту появления Homo sapiens Земля существовала уже 4,6 миллиарда лет и просуществует еще многие сотни миллионов лет после исчезновения человека.

Такой саркастический взгляд мог бы быть оправдан только в том случае, если бы человечество не понимало, что творит. Так первые фотосинтезирующие бактерии точно не понимали, что наполняют атмосферу пусть и незначительным, но от этого не менее смертоносным количествам смертельного яда, который мы знаем под именем «молекулярный кислород».

Но мы знаем, что делаем, и теперь стараемся действовать более ответственно. Выбросы от сжигания ископаемого топлива сокращаются по всему миру благодаря переходу на менее грязные источники энергии. Например, в третьем квартале 2019 года в Великобритании впервые было получено больше электричества с использованием возобновляемых источников энергии, чем от электростанций, работающих на ископаемом топливе, и эта тенденция будет только усиливаться[387]. Города станут чище и зеленее.

Пятьдесят лет назад, когда население Земли было вдвое меньше нынешнего, всерьез звучали опасения, что скоро человечество не сможет себя прокормить[388]. Тем не менее спустя полвека на планете живет вдвое больше людей, причем живет здоровее и дольше, и достатка сейчас больше, чем было раньше. Сейчас споры ведутся не об отсутствии богатства, а о проблемах, вызванных его неравным распределением.

Люди начинают не так расточительно обеспечивать свою жизнь, и относятся к этому с большим энтузиазмом. И пусть в среднем потребление энергии на душу населения в мире растет, но в странах с высокими доходами эта величина начинает снижаться. Пик энергопотребления в Великобритании и Соединенных Штатах пришелся на 1970-е годы. С тех пор эта величина практически не менялась до 2000-х, когда начала уменьшаться, и уменьшаться быстро: только в Великобритании энергопотребление на душу населения за последние двадцать лет сократилось на четверть[389].

В последнее время люди стали еще и лучше образованными. В 1970 году только один 12-летний ребенок из пяти еще учился в школе. Сейчас это каждый второй – точнее, 51 % – и по прогнозам, к 2030-му будет уже 61 %[390].

Численность человечества, которую когда-то считали способной вырваться за все мыслимые рамки, достигнет максимума в этом веке и затем начнет сокращаться. К 2100 году на планете будет меньше людей, чем сейчас[391].

Это стало возможным благодаря более совершенным технологиям и прогрессу в сельском хозяйстве. Но, пожалуй, самым важным фактором повышения качества жизни людей за последний век является расширение политических, общественных и репродуктивных прав женщин, особенно в развивающихся странах. Благодаря тому, что женщины стали хозяевами своих тел и получили право голоса в разных областях жизни, человечество удвоило трудовые ресурсы, повысило энергетическую эффективность и сократило темпы роста своей численности.

Трудностей еще много. Но человечество – как всегда, делала жизнь и до этого – вновь ответит – уже отвечает – разделением труда, получая больше из меньшего.

Homo sapiens тем не менее рано или поздно обречен на вымирание.

Здесь можно сделать оговорку, которая, впрочем, при более внимательном рассмотрении окажется самоуспокоением. Эта книга – о жизни на Земле, и из нее следует, что однажды условия на Земле станут слишком враждебными для любой жизни, какими бы ресурсами та ни обладала. Но я не обсуждал здесь вопрос о выходе жизни за пределы нашей планеты.

Известно, что некоторые организмы способны выдержать пребывание в открытом космосе[392]. Но Homo sapiens – первый из земных видов, который, как всем известно, намеренно отправился в космос, создал обитаемую станцию на земной орбите и ступил на поверхность другого мира – Луны. Поэтому вполне возможно, что люди могут регулярно покидать Землю и даже постоянно жить в космосе – на других планетах или в искусственных поселениях.

Сегодня это кажется маловероятным. Немногие побывали на Луне[393], и никто не летал туда с 1972 года. Но это как раз не причина для пессимизма. С тех пор, когда самые древние люди современного типа, обитавшие около 125 000 лет назад на южном побережье Африки, придумали украшения, научились рисовать и освоили лук со стрелами, к жизни пробудилась технология. Она могла утрачиваться порой на тысячелетия, но только для того, чтобы вновь вернуться воссозданной и повсеместно распространиться. Вероятно, внедрение и использование этих достижений возможно только при достаточном количестве людей, живущих достаточно близко друг от друга, чтобы не дать угаснуть нужным умениям и навыкам.

Казавшиеся заброшенными полеты в космос возвращаются после долгого затишья. Не исключено, что они скоро станут рутиной. Технологические достижения сделали полеты в космос не настолько дорогим делом, чтобы его могли себе позволить только сильнейшие правительства. К космонавтике подключаются частные компании. Перспектива полететь в космос лишь для того, чтобы насладиться видами, уже не кажется научной фантастикой. На первых порах единственными клиентами станут лишь богатейшие из богатейших – но ведь то же самое происходило в свое время и с авиацией.

Стоит отметить, что технологии развиваются стремительно. Например, первая высадка на Луну в июле 1969 года произошла всего лишь через пятьдесят лет после первого трансатлантического полета на самолете в июне 1919 года. Этот полет два храбрых летчика предприняли на штуковине, которая нам показалась бы дышащим на ладан нагромождением холстин, деревяшек и мотора от газонокосилки, смотанных на скорую руку первой попавшейся проволокой.

И тем не менее удел человечества – вымирание, даже если однажды мы отправимся к звездам. Наши далекие колонии будут крошечными форпостами, разделенными необозримыми космическими далями. Многие из них погибнут от малочисленности и близкородственных скрещиваний. Выжившие же колонии постепенно превратятся в новые биологические виды. Это не выход.

Какое же наследие оставит после себя человечество? В масштабах существования жизни на Земле – никакого. Вся человеческая история, такая короткая, но яркая, все наши войны и вся наша литература, принцы и диктаторы в своих дворцах, вся радость и боль, любовь и мечты, все наши достижения – все это оставит лишь слой сантиметровой толщины в будущих осадочных породах, но и он будет смолот дождями и ветром в пыль, постепенно оседающую на морское дно.

Тем существеннее, тем важнее сохранить то, что у нас есть, и сделать остаток нашего существования настолько комфортным, насколько это только возможно.

«Создатель звезд» Олафа Стэплдона (1886–1950) – пожалуй, наиболее дерзкое произведение в жанре спекулятивной фантастики. Временной масштаб описываемых в этом романе событий подавляет настолько, что мало кто хотя бы слышал об этой книге (хотя сама по себе она довольно короткая). В ней описывается история нашего космоса, которая – согласно книге – разворачивалась на протяжении более чем 400 миллиардов лет – и это только в одной из нескольких вселенных. История человечества занимает всего лишь один параграф.

Главный герой книги выходит из своего коттеджа после ссоры со спутницей жизни. Когда он сидит на склоне холма, его посещает видение, будто его перенесли в космос. Встречаясь с другими путешественниками, он становится участником сообщества душ, на долю которых выпало множество приключений, пока, собранные теперь в космический разум, они не сталкиваются с Создателем. Оказывается, наша Вселенная – лишь набросок, какие во множестве разбросаны по мастерской Творца. На подходе уже новые, более совершенные вселенные.

По возвращении домой герой размышляет о своем путешествии. Не стоит забывать, что Стэплдон, хотя и был убежденным пацифистом, успел воочию узреть ужасы войны, работая в Санитарной службе друзей на Западном фронте. «Создатель звезд» впервые был опубликован в 1937 году, когда мир уже скатывался в пропасть военного конфликта, о чем герой рассуждает в прологе и послесловии.

Как, восклицает рассказчик, как может обычный человек столкнуться с таким нечеловеческим ужасом?!

Он предлагает «два путеводных огонька», первый – «маленький мерцающий атом нашего сообщества», второй, словно бы противоречащий первому, – «холодный свет звезд», в свете которого меркнут даже мировые войны. Герой заключает:

Это может показаться странным, но уже сейчас не только можно, но и нужно принять хоть какое-то участие в этой борьбе, в этом кратком усилии ничтожных животных, стремящихся добиться просветления своей расы прежде, чем для них падет окончательная тьма[394].

Так что не отчаивайтесь. Земля пока вертится, и жизнь на планете изобильна и энергична.

Благодарности

После завершения книги «Через мост» (Across the Bridge: Understanding the Origin of the Vertebrates) я поклялся, что не собираюсь больше писать.

«Я больше не намерен писать книг!» – воскликнул я, обращаясь к моему коллеге Дэйвиду Адаму, который был тогда новостным журналистом и автором редакционных статей в журнале Nature, где мы оба работали. Я часто отвлекал Дэйвида, чтобы поболтать о книгах. Сам он написал две книги – «Человек, который не мог остановиться» (The Man Who Couldn’t Stop) и «Внутренний гений» (Genius Within).

Несмотря на мои протесты, Дэйвид предложил мне написать обо всех тех удивительных работах по ископаемым, с которыми я имел удовольствие столкнуться, работая в Nature.

Продолжая возражать, что я не собираюсь больше писать книг, я написал книгу.

Это была не столько научно-популярная книга, сколько откровенное разоблачение под заголовком: «Поговорим о Рексе: личная история жизни на Земле» (Let’s Talk About Rex: A Personal History of Life on Earth). Моему агенту, Джилл Гринберг, очень хотелось увидеть, над чем же я работаю, но я рассказал, что так как это, по сути, ничем не сдерживаемое, не приукрашенное, очень личное и откровенное, то мне лучше бы написать книгу до конца и показать ее некоторым друзьям и хорошим знакомым, прежде чем выпускать ее в свет. Она согласилась, и так я и сделал.

Первый звоночек прозвенел, когда мои родители сказали, что все это очень здорово, милый, но кому, кроме некоторых друзей и хороших знакомых, это может быть интересно? Джилл предложила писать более прямолинейно. Так началось согласование, занявшее несколько месяцев и ознаменовавшееся массой черновиков, пространными электронными письмами и несколькими поздними телефонными разговорами, пока не появилась финальная версия.

Дэйвид Адам заслуживает первой благодарности, ведь эта книга – его идея. По крайней мере, с его идеи все началось. Если вам не понравилось – это он виноват. Хотя, припоминаю, что нам помогала наша коллега Хелен Пирсон.

Многие видели отдельные части книги в процессе написания, некоторые даже давали дельные советы, хотя, конечно, ошибки все полностью мои, как и многие прихотливые предположения. Я признателен за мудрые советы Перу Эрику Альбергу, Мишелю Брюне, Брайану Клеггу, Саймону Конвею Моррису, Виктории Херридж, Филиппу Жанвье, Мив Лики, Олегу Лебедеву, Дэну Либерману, Лю Цзе Си, Ханнеке Мейер, Марку Нореллу, Ричарду Робертсу, Су Де Ган, Нилу Шубину, Магдалене Скиппер, Фреду Спуру, Тони Стюарту, Крису Стрингеру, Тиму Уайту, Синь Сю и особенно Дженни Клэк, которая писала комментарии к этому тексту, уже будучи неизлечимо больна. Ее памяти я посвящаю эту книгу.

Стив Брусатти, автор «Времени динозавров», сделал много полезных замечаний и дал черновик своим студентам, многие из которых тоже любезно предоставили свои отзывы. Поэтому я благодарю Мэтью Берна, Эйли Кэмпбелл, Алексиану Шарон, Николь Дональд, Лайзу Эллиотт, Карен Хелизен, Рослин Хауройд, Северин Грин, Эйли Керк, Зои Кинигопулу, Панайотиса Лука, Даниэла Пироска, Ганса Пюшеля, Рухани Салинса, Алину Зандауэр, Руби Стивенс, Струана Стивенсона, Микаэлу Тарански, Габию Василиаускайте и того студента, кто предпочел остаться анонимным.

Я приношу извинения всем, кто заслуживает упоминания, но чье имя я пропустил по невнимательности.

Джилл представляет мои интересы еще с прошлого тысячелетия. Мы через многое прошли вместе. Когда Джилл продала мою первую книгу «В поисках далекого прошлого» (In Search of Deep Time), я полетел в Нью-Йорк только для того, чтобы пригласить ее на ужин. Не верьте, что времена рыцарей прошли. Под чутким присмотром Джилл то, что начиналось как развязные мемуары, превратилось в книгу, которую вы только прочитали и которая привлекла внимание Равиндры Мирчандани из Picador и Джорджа Уитта из St Martin’s Press, которые взялись за этот проект в очень непростые времена (в самый разгар пандемии коронавируса). Я благодарю Рави, Джорджа, Джилл и всех их коллег за продвижение этого проекта.

Эта книга не появилась бы на свет, если бы в пятницу 11 декабря 1987 года мне не посчастливилось бы получить от великого Джона Мэддокса приглашения на должность в научном журнале Nature. Так мне досталось место в первом ряду с видом на разворачивающийся парад открытий, сделанных, пожалуй, в самый захватывающий период в истории науки.

Еще больше я благодарен своей семье за поддержку, хотя самую искреннюю благодарность я выражаю своей жене Пенни – на мои вопли, что я никогда больше не напишу ни одной книги, она отвечает лишь понимающей улыбкой.

Каждый вечер с 7 до 9 часов (кроме пятницы и субботы) Пенни запирала меня в кабинете с чашкой чая, печеньем и моей преданной собакой Лулу.

Без вас я бы ни за что не справился.

Об авторе

Палеонтолог, специалист по эволюционной биологии Генри Джи получил образование в Университете Лидса и в Кембридже. Старший редактор журнала Nature и автор нескольких книг, в том числе «Случайный вид: неверное понимание эволюции человека» (The Accidental Species: Misunderstandings of Human Evolution); «Через мост: происхождение позвоночных» (Across the Bridge: Understanding the Origin of the Vertebrates); «В глубину веков: кладистика, революция в эволюции» (Deep Time: Cladistics, the Revolution in Evolution); «Лестница Иакова: история человеческого генома» (Jacob’s Ladder: The History of the Human Genome); «Наука Средиземья» (The Science of Middle-earth) а также – в соавторстве с Луисом Реем – «Динозавры. Полевой определитель» (A Field Guide to Dinosaurs). Участвовал в телепроектах и радиопередачах BBC, в программе NPR «All Things Considered», писал статьи для таких изданий, как The Guardian, The Times, BBC Science Focus. Живет в Кромере, графство Норфолк, Англия, со своей семьей и многочисленными домашними животными.

Литература для дальнейшего чтения

Как вы заметили, в книге множество ссылок на ключевые исследования, которые легли в основу повествования. Научные статьи ориентированы на специалистов, поэтому здесь приведен список более доступной широкому читателю литературы.

Benton Michael J. When Life Nearly Died. L.: Thames & Hudson, 2003. История пермского вымирания с ужасающими – и оттого захватывающими – подробностями и анализом возможных причин.

Berreby David. Us and Them. N. Y.: Little, Brown, 2005. О человеческом поведении, в особенности о легкости, с которой мы делимся на враждующие группы и заключаем союзы. Самая прекрасная книга по антропологии из всех прочитанных мной. Можете меня цитировать.

Brannen Peter. The Ends of the World. L.: Oneworld, 2017. Истории массовых вымираний в летописи Земли.

Brusatte Steve. The Rise and Fall of the Dinosaurs. L.: Macmillan, 2018. (Русское издание: Брусатти С. Время динозавров. Новая история древних ящеров / Пер. с англ. Константина Рыбакова. М.: Альпина нон-фикшн, 2019.) Краткая, современная, захватывающая книга о последних достижениях в изучении динозавров.

Clack Jennifer. Gaining Ground. Bloomington: University of Indiana Press, 2012. Руководство по происхождению наземных позвоночных с начальной стадии – рыб.

Dixon Dougal. After Man. L.: Granada, 1981. (Дугал Д. После человека. Зоология будущего / Пер. с англ. П. Волкова. М.: КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2017.) Развлекательная книга о том, как могла бы выглядеть природа через 50 миллионов лет, если бы человечество исчезло сегодня.

Fortey Richard. The Earth, an Intimate History. L.: HarperCollins, 2005. Полная история нашей планеты с геологической точки зрения.

Fraser Nicholas. Dawn of the Dinosaurs. Bloomington: Indiana University Press, 2006. История триасового периода, про который часто забывают. Запоминающиеся иллюстрации Дугласа Хендерсона.

Gee Henry. In Search of Deep Time. N. Y.: The Free Press, 1999. В Великобритании опубликована под названием «Deep Time». L.: Fourth Estate, 2000. Книга, предупреждающая об опасности того, чему посвящена только что прочитанная вами книга, – представления событий, исходя из неполной палеонтологической летописи. Но с использованием такой летописи можно набросать несколько возможных вариантов, которые могут оказаться гораздо интереснее известных.

Gee Henry. The Accidental Species. Chicago: University of Chicago Press, 2013. Удобный путеводитель по науке о происхождении и эволюции человека, развенчивающий некоторые мифы и низвергающий человечество с захваченного им трона.

Gee Henry. Across the Bridge. Chicago: University of Chicago Press, 2018. Описание происхождения позвоночных – группы животных, к которой принадлежим и мы с вами.

Gee Henry, and Rey Luis V. A Field Guide to Dinosaurs. L.: Aurum, 2003. Краткий и очень умозрительный путеводитель путешественника по миру динозавров. Подкупает восхитительными иллюстрациями Луиса Рея.

Gibbons Ann. The First Human. N. Y.: Anchor, 2006. История исследований происхождения человека от ведущего обозревателя этого предмета.

Lane Nick. The Vital Question. L.: Profile, 2005. (Лейн Н. Вопрос жизни: энергия, эволюция и происхождение сложности / Пер. с англ. К. Сайфулиной и М. Колесника. М.: АСТ; Corpus, 2018.) Взгляд брызжущего энтузиазмом писателя на то, как начиналась жизнь.

Lieberman Daniel. The Story of the Human Body. L.: Allen Lane, 2013. (Либерман Д. История человеческого тела: эволюция, здоровье и болезни / Пер. с англ. Н. Подуновой. М.: Карьера Пресс, 2018.) Рассказ об эволюции человека и о том, почему мы совершенно не приспособлены к современному образу жизни.

McGhee George R. Jr. Carboniferous Giants and Mass Extinction. N. Y.: Columbia University Press, 2018. Написанное живым языком описание мира каменноугольного и пермского периодов.

Nield Ted. Supercontinent. L.: Granta, 2007. О дрейфе континентов и суперконтинентальном цикле длиной полмиллиарда лет.

Prothero Donald R. The Princeton Guide to Prehistoric Mammals (Princeton: Princeton University Press). Если вы запутались в тениодонтах и тиллодонтах, пантодонтах и диноцератах, то эта книга вам необходима. Прекрасные иллюстрации Мэри Персис Уильямс.

Shubin Neil. Your Inner Fish. L.: Penguin, 2009. (Шубин Н. Внутренняя рыба: история человеческого тела с древнейших времен до наших дней / Пер. с англ. П. Петрова. М.: Corpus; Астрель, 2010.) Как у современных людей можно найти наследие рыб.

Stringer Chris. The Origin Of Our Species. L.: Allen Lane, 2011. (Стрингер К. Остались одни. Единственный вид людей на Земле / Пер. с англ. Е. Наймарк. М.: АСТ; Corpus, 2021. Перевод этой книги на русский язык выполнен с американского издания, вышедшего под названием «Lone survivors. How we came to be the only humans on earth». – Примеч. ред.) Как Homo sapiens стал таким, какой он есть.

Stuart Anthony J. Vanished Giants. Chicago: University of Chicago Press, 2021. Подробный, но доступный обзор большинства крупных животных, вымерших к концу плейстоцена. А вы знаете, что когда-то на Земле обитал вид «Вчерашний верблюд»?

Thewissen J. G. M. (Hans). The Walking Whales. Oakland: University of California Press, 2014. Невероятная история о том, как группа наземных млекопитающих всего за 8 миллионов лет вернулась в море и стала полностью морской.

Ward P. and Brownlee D. The Life and Death of Planet Earth. N. Y.: Henry Holt, 2002. Мрачное предсказание будущего жизни на нашей планете.

Wilson Edward O. The Social Conquest of Earth. N. Y.: Liveright, 2012. (Уилсон Э. Хозяева Земли. Социальное завоевание планеты человечеством / Пер. с англ. Н. Ленцман. СПб.: Питер, 2014.) Страстная полемика основателя социобиологии о появлении в эволюции суперорганизмов, унаследовавших Землю, и не важно, люди это или муравьи.

Примечания

1

См., например: Canup R. M. and Asphaug E. Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earths formation // Nature. 2001. 412: 708–712; Melosh J. A new model Moon // Nature. 2001. 412: 694–695.

2

Это объясняет, почему Земля и Луна имеют похожий состав, но Луна при этом немного отличается. В отличие от многих других спутников в Солнечной системе Луна очень велика по сравнению со своей родительской планетой (в данном случае Землей). См.: Mastrobuono-Battisti А. et al. A primordial origin for the compositional similarity between the Earth and the Moon // Nature. 2012. 520: 212–215.

3

Чтобы было понятно, насколько активной остается Земля до сих пор: литосферная плита, на которой расположена Австралия, движется на север в сторону Индонезии, сминая Евразийскую плиту, вдвое быстрее, чем отрастают ногти у профессора Вуллонгонгского университета Берта Робертса (если верить Берту, скорость роста ногтей непостоянна). Казалось бы, это немного, но представьте, сколько миллионов лет длится это движение. В результате столкновения с Евразийской плитой северная окраина острова Ява загибается вниз, погружаясь в море. Полетайте, как я, над северным берегом Явы – вы увидите, что самые северные районы Джакарты уже в историческое время ушли под воду. А вот Берт регулярно стрижет ногти.

4

Поскольку эта книга больше повествование, чем научный труд, то в ней я буду говорить о вещах разной степени доказанности. Пожалуй, обстоятельства возникновения жизни – наиболее туманные из всего моего повествования, кроме разве что значительной части главы 12. Обсуждение этого вопроса приближается к методу научного тыка. Отчасти проблема заключается в том, что крайне сложно дать определение самому понятию «жизнь» – эта тема затронута Карлом Циммером в его книге «Границы жизни» (Zimmer C. Lifes Edge. Random House, 2020).

5

Мембраны, в частности, накапливают электрическую энергию и позволяют ей рассеиваться, выполняя полезную работу – например запуская химические реакции. Именно так работает батарейка. Электричество было основой жизни тогда точно так же, как и сейчас. Его мощь удивительна. Учитывая, что разность зарядов внутри и снаружи клеток измерима, но расстояние это ничтожно, разность потенциалов оказывается очень большой – порядка 40–80 мВ (милливольт). Ник Лейн в своей книге очень живо рассказывает о вкладе электрического заряда в зарождение жизни и во многое другое. См.: Lane Nick. The Vital Question. L.: Profile, 2005 (Лейн Н. Вопрос жизни: энергия, эволюция и происхождение сложности / Пер. с англ. Ксении Сайфулиной и Матвея Колесника. М.: АСТ; Corpus, 2018).

6

Представьте себе подростков, рассудочность и сознательность к которым приходит, лишь когда они сеют хаос вокруг себя.

7

Сохранившиеся с первых дней Земли древнейшие породы имеют возраст от 3,8 до 4 миллиардов лет, хотя крошечные, но очень долговечные кристаллы минерала циркона могут быть старше 4,4 миллиарда лет. Они образовались при выветривании еще более древних пород, с тех пор исчезнувших без следа. Иногда в этих древних цирконах встречаются признаки – призраки воспоминаний о мимолетной тени – того, что этим же путем прошла и жизнь. Живой материи свойственна особая химия, основанная на атомах углерода. Почти все атомы углерода относятся к разновидности – изотопу – углерод-12, но всегда есть очень небольшое количество атомов чуть более тяжелого углерода-13. Химические реакции в живых организмах отторгают углерод-13, поэтому живая материя обогащена углеродом-12 по сравнению с ее неорганическим окружением. Это обогащение можно измерить. Древнейшие горные породы, содержащие углерод с меньшей, чем ожидалось, долей углерода-13, возможно, свидетельствуют о существовании в те времена жизни, даже если от нее не осталось никаких остатков тел – так же, как висящая в воздухе улыбка Чеширского кота однозначно говорит, что он только что был тут. На такого рода доказательства опираются утверждения о существовании на Земле жизни не менее 4,1 миллиарда лет назад. Кристаллы циркона с крохотными вкраплениями графита, в котором углерода-12 больше, чем следовало бы, указывают на то, что жизнь на Земле началась еще до появления самых первых скал. См.: Wilde S. A. et al. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago // Nature. 2001. 409: 175–178.

8

См.: Javaux E. Challenges in evidencing the earliest traces of life // Nature. 2019. 572: 451–460. Полезное напоминание о проблемах, возникающих при интерпретации древнейших ископаемых.

9

К моменту написания этой книги самые древние общепризнанные свидетельства существования жизни на Земле найдены в кремнистых сланцах в Стрелли-Пул в Австралии. Там сохранились останки не одного-двух ископаемых, но целой рифовой экосистемы, процветавшей в теплых, пронизанных солнечными лучами океанских водах около 3,43 миллиарда лет назад. См.: Allwood A. C. et al. Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia // Nature. 2006. 441. 714–718. Есть и другие находки, датируемые возрастом до 4 миллиардов лет и даже старше, но их статус надо уточнить.

10

Как минимум до тех пор, пока не появятся животные, способные их скрести. Сейчас строматолиты растут только в тех редких местах, которые недоступны для животных, например в заливе Шарк в Западной Австралии, где вода настолько соленая, что расти там может только тина.

11

Что странно, потому что тогда Солнце было не такое яркое, как сейчас. Это обстоятельство даже получило собственное название – «парадокс слабого молодого Солнца». Парадокс – потому что, казалось бы, Земля должна была покрыться льдами. Но ранняя атмосфера была богата «сильными» парниковыми газами (например, метаном), благодаря чему температура вовсе не была низкой.

12

Горячие споры о причинах кислородной катастрофы все еще продолжаются. По имеющимся данным, в результате долгого периода повышенной активности значительное количество газов было выброшено в атмосферу из недр Земли. См.: Lyons T. W. et al. The rise of oxygen in the Earths early ocean and atmosphere // Nature. 2014, 506: 307–315; Marty B. et al. Geochemical evidence for high volatile fluxes from the mantle at the end of the Archaean // Nature. 2019. 575: 485–488; Eguchi J. et al. Great Oxidation and Lomagundi events linked by deep cycling and enhanced degassing of carbon // Nature Geoscience. 2019. doi:10.1038/s41561–019–0492–6.

13

Вот как это описывала Джони Митчелл: «Когда мы добрались до Вудстока, нас было уже полмиллиона», а празднично одетый журналист добавил: «…и триста тысяч искали туалет».

14

См.: Vreeland R. H. et al. Isolation of a 250-million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal // Nature. 2000. 407: 897–900; Parkes J. A case of bacterial immortality? // Nature. 2000. 407: 844, 845.

15

Возможно, это стремление было подстегнуто встряской в результате кислородной катастрофы.

16

Вообще-то бактерии и архебактерии – очень разные организмы, но и те и другие являются микроскопическими существами одного уровня организации, поэтому я здесь пользуюсь собирательным обозначением «бактерии» для них обоих.

17

См.: Martijn J. et al. Deep mitochondrial origin outside sampled alphaproteobacteria // Nature. 2018. 557: 101–105.

18

Образование ядерных клеток благодаря слиянию нескольких разновидностей бактерий и архей подтверждено методами молекулярной археологии, способными выявлять слияния клеток и организмов (Rivera M. C. and Lake J. A. The Ring of Life provides evidence for a genome fusion origin of eukaryotes // Nature. 2004. 431: 152–155; Martin W. and Embley T. M. Early evolution comes full circle // Nature. 2004. 431: 134–137). Систематическая принадлежность превратившейся в ядро архебактерии остается неясной, так как она должна была обладать теми свойствами ядерных клеток, которых нет у архебактерий, например скелетом из белковых фибрилл. Такие архебактерии были обнаружены в осадочных отложениях на морском дне (Spang A. et al. Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes // Nature. 2015. 521: 173–179; Embley T. M. and Williams T. A. Steps on the road to eukaryotes // Nature. 2015. 521: 169, 170; Zaremba-Niedzwiedska K. et al. Asgard archaea illuminate the origin of eukaryote cellular complexity // Nature. 2017. 541: 353–358; McInerney J. O. and O’Connell M. J. Mind the gaps in cellular evolution // Nature. 2017. 541: 297–299; Eme L. et al. Archaea and the origin of eukaryotes // Nature Reviews Microbiology. 2017. 15: 711–723).

После героических усилий их удалось культивировать в лаборатории (Imachi H. et al. Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface // Nature. 2020. 577: 519–525; Schleper C. and Sousa F. L. Meet the relatives of our cellular ancestor // Nature. 2020. 577: 478, 479). Удивительно, что эти создания очень малы, но от них отходят длинные «щупальца», охватывающие соседние бактерии, выжить без которых эта архебактерия не способна – возможно, такое поведение было первым шагом на пути к объединенной клетке (Dey G. et al. On the archaeal origins of eukaryotes and the challenges of inferring phenotype from genotype // Trends in Cell Biology. 2016. 26: 476–485).

19

Большинство эукариот и сегодня живут в виде единственной клетки. Одноклеточными являются обитающие в каждом пруду амебы и инфузории, равно как и возбудители многих болезней – малярии, сонной болезни, лейшманиоза и многих других. Эукариоты с телами из множества клеток включают животных, растения и грибы, а также многие водоросли. Но даже многоклеточные эукариоты проводят часть своей жизни в одноклеточной стадии. Вы, дорогой читатель, начинали с одной-единственной клетки.

20

Есть два типа полового процесса. При первом оба участника образуют половые клетки примерно одинаковых размеров. Такой вариант больше распространен у примитивных существ – например бактерий. При гораздо более распространенном втором варианте одна сторона производит сравнительно небольшое количество крупных половых клеток, называемых яйцами, а другая – множество очень мелких – спермиев. Вторые заинтересованы в том, чтобы оплодотворить как можно больше яиц, но это противоречит интересам первых, которых беспокоит качество спермиев, оплодотворяющих их яйца. Так начинается война между самцами и самками.

21

Многоклеточность неоднократно независимо развивалась у разных организмов (см.: Sebé-Pedros A. et al. The origin of Metazoa: a unicellular perspective // Nature Reviews Genetics. 2017. 18: 498–512). Помимо животных, существуют еще растения и их близкие родственники зеленые водоросли, разные варианты красных и бурых водорослей, разнообразные грибы. Впрочем, большинство эукариот – одноклеточные, как и все половые клетки всех эукариот, в том числе человеческие яйцеклетки и сперматозоиды. В каком-то смысле многоклеточность – всего лишь эффективный механизм обеспечения существования половых клеток.

22

Геологи – которые не вылезут из кровати, если не предвидится какого-то апокалиптического тектонического события, – пренебрежительно называют этот период истории Земли «Скучным миллиардом».

23

Протисты представляют собой обширную группу крайне разнообразных одноклеточных эукариот, которых традиционно помещают в мусорную группу Protozoa. Наравне с привычными обитателями прудов вроде амеб и инфузорий сюда же попадают такие важные в планетарном масштабе существа, как вызывающие «красные приливы» динофлагелляты, строящие минеральные домики необыкновенной красоты форамениферы и кокколитофориды, возбудители малярии и сонной болезни плазмодии и трипаносомы и просто прекрасные динофлагелляты Nematodinium – обладатели восхитительного глаза с подобным роговице слоем, хрусталиком и сетчаткой (см.: Gavelis G. S. Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components // Nature. 2015. 523: 204–207). Протисты подобны джек-рассел-терьеру: не вышли размером, но индивидуальности хоть отбавляй.

24

См.: Strother P. K. et al. Earths earliest non-marine eukaryotes // Nature. 2011. 473: 505–509.

25

Лишайники – это настолько тесные союзы грибов и водорослей, что их выделяют как самостоятельные виды. Лишайники замечательно описаны в книге Мерлина Шелдрейка «Запутанная жизнь: как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее» (Sheldrake Merlin. Entangled Life: How Fungi Make Our Worlds, Change Our Minds, and Shape Our Futures. L.: The Bodley Head, 2020 (Шелдрейк М. Запутанная жизнь: как грибы меняют мир, наше сознание и наше будущее / Пер. с англ. О. Н. Ольховской. М.: АСТ, 2021).

26

См.: Butterfield N. J. Bangiomorpha pubescens n. gen. n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes // Paleobiology. 2000. 26: 386–404.

27

См.: Loron C. et al. Early fungi from the Proterozoic era in Arctic Canada // Nature. 2019. 570: 232–235.

28

См.: Albani El et al. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago // Nature. 2010. 466: 100–104.

29

Литосфера – совокупность всех литосферных плит – дышит. Каждые несколько сотен миллионов лет все континенты собираются в один суперконтинент – лишь для того, чтобы вновь разойтись в разные стороны, когда суперконтинент распадется под ударами магматических плюмов из глубин планеты. Последним суперконтинентом была Пангея, достигшая максимального размера около 250 миллионов лет назад. Перед ней была Родиния, еще раньше – Колумбия. Есть свидетельства существования и более древних суперконтинентов. Все, что вы хотели бы знать о тектонике плит, можно найти в книге моего друга Тэда Нилда «Суперконтинент» (Supercontinent).

30

Многое из написанного ниже я почерпнул из работы Lenton T. M. et al. Co-evolution of eukaryotes and ocean oxygenation in the Neoproterozoic era // Nature Geoscience. 2014. 7: 257–265.

31

Время появления губок довольно спорно. Красноречиво свидетельствующие о присутствии этих существ минерализованные спикулы их скелетов редко встречаются в слоях более ранних, чем кембрийские. Молекулярные же «ископаемые», которые принято считать маркерами существования губок, вполне могут относиться к простейшим. См.: Zumberge J. A. et al. Demosponge steroid biomarker 26-methylstigmastane provides evidence for Neoproterozoic animals // Nature Ecology & Evolution. 2018. 2: 1709–1714; Botting J. P., Nettersheim B. J. Searching for sponge origins // Nature Ecology & Evolution. 2018. 2: 1685–1686; Nettersheim B. J. et al. Putative sponge biomarkers in unicellular Rhizaria question an early rise of animals // Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 577–581.

32

См.: Tatzel M. et al. Late Neoproterozoic seawater oxygenation by siliceous sponges // Nature Communications. 2017. 8: 621. Нельзя не вспомнить последнюю книгу Дарвина «Образование почвенного слоя дождевыми червями и наблюдения над их образом жизни», вышедшую в 1881 г., незадолго до смерти великого ученого. Казалось бы, менее интригующее название придумать уже невозможно, но однажды я нашел на полке среди других книг, присланных в Nature на рецензию, толстый том, озаглавленный «Активный ил» (Activated Sludge). Впрочем, я отвлекся. «Черви», как этот труд называют в кругу знатоков и любителей Дарвина, демонстрирует, как переработка почвы дождевыми червями может менять ландшафты, хотя времени на это уходит много. В этой небольшой книжке собраны в емкой и общедоступной форме обширные темы времени и изменений, определившие всю жизнь Дарвина, так что «Черви» – вершина творения, достойная его гения. Дарвин есть Дарвин: он действительно измерил эффект работы червей, положив на своем заднем дворе на траву камень и наблюдая, сколько времени понадобится камню, чтобы под воздействием рыхлящих почву червей скрыться в земле.

33

Многие животные, которые во взрослом состоянии обитают на морском дне, в личиночной стадии являются частью планктона.

34

См.: Logan G. A. et al. Terminal Proterozoic reorganization of biogeochemical cycles // Nature. 1995. 376: 53–56.

35

См.: Brocks J. J. et al. The rise of algae in Cryogenic oceans and the emergence of animals // Nature. 2017. 548: 578–581.

36

Так называемая эдиакарская биота получила свое название по холмистой местности в Южной Австралии, где впервые были обнаружены ископаемые этого возраста. С тех пор эдиакарские окаменелости обнаружены во множестве мест, разбросанных по всему миру, – от льдистых побережий русской Арктики, продуваемого всеми ветрами Ньюфаундленда и пустынь Намибии до мирных пейзажей Центральной Англии.

37

Сейчас считается, что Dickinsonia – какое-то животное, хотя к какой группе она относится – непонятно. См.: Bobrovskiy I. et al. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals // Science. 2018. 361: 1246–1249.

38

См.: Fedonkin M. A. and Waggoner B. M. The Late Precambrian fossil Kimberella is a mollusc-like bilaterian organism // Nature. 1997. 388: 868–871.

39

См.: Mitchell E. G. et al. Reconstructing the reproductive mode of an Ediacaran macro-organism // Nature. 2015. 524: 343–346.

40

Грегори Реталлак предположил, что некоторые вендобионты были сухопутными – утверждение, мягко говоря, спорное. См.: Retallack G. J. Ediacaran life on land // Nature. 2013. 493: 89–92; Xiao S. and Knauth L. P. Fossils come in to land // Nature. 2013. 493: 28–29.

41

См.: Chen Z. et al. Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution // Nature. 2019. 573: 412–415.

42

Твердые части тела животных всегда построены из соединений кальция. Всегда. У моллюсков это карбонат кальция, у позвоночных, например, рыб или людей, – фосфат. См.: Peters S. E. and Gaines R. R. Formation of the «Great Unconformity» as a trigger for the Cambrian Explosion // Nature. 2012. 484: 363–366.

43

Очень сложно определить, к какому типу относились животные, получившие название Cloudina, и которые строили скелеты в форме стопок конусов. Редкие отпечатки мягких тканей позволяют предположить, что это были червеобразные существа со сквозным пищеварительным трактом. Schiffbauer J. D. et al. Discovery of bilaterian-type through-guts in cloudinomorphs from the terminal Ediacaran Period // Nature Communications. 2020. 11: 205.

44

См.: Bengtson S. and Zhao Y. Predatorial borings in Late Precambrian mineralized exoskeletons // Science. 1992. 257: 367–369.

45

Членистоногие являются наиболее удачной группой животных. В нее входят насекомые и их водные родственники ракообразные, многоножки, пауки, скорпионы и клещи, наряду с малоизвестными морскими пауками и мечехвостами. К этой же группе относятся и многие вымершие формы, в том числе ракоскорпионы и конечно же трилобиты. Близки к членистоногим странные онихофоры, или бархатные черви. В наши дни это скромные обитатели подстилки тропических лесов, которые тем не менее могут похвастать славной (но древней) историей покорения морей. Родственны членистоногим тихоходки – крошечные создания, обитающие среди мхов и знаменитые своей потрясающей неуязвимостью: они выдерживают замораживание и кипячение, космический вакуум и радиационный ливень активной зоны работающего реактора. Если это читает кто-то из Marvel или DC Comics – вы упустили свой шанс, не добавив в свою вселенную Человека-Тихоходку. Так и быть, отдаю задаром.

46

. Tamisiocaris, родственник аномалокариса Anomalocaris, был мирным созданием с бахромчатыми кистями на передних отростках для сбора планктона, как китовый ус или жаберные тычинки гигантской акулы. (Vinther J. et al. A suspension-feeding anomalocarid from the Early Cambrian // Nature. 2014. 507: 496–499.) Аномалокаридиды, в отличие от многих других кембрийских форм, дожили до ордовика, когда виды-фильтраторы достигли гигантских двух метров. (Van Roy P. et al. Anomalocaridid trunk limb homology revealed by a giant filter-feeder with paired flaps // Nature. 2015. 522: 77–80.)

47

Пожалуй, сейчас это утверждение дальше от истины, чем выглядело в 1980-х, когда Стивен Джей Гулд написал «Удивительную жизнь» (Wonderful Life), свою оду сланцам Берджесс, в которой он представил широкой публике свой взгляд на раннюю океанскую жизнь. Гулд предполагал, что у многих берджесских обитателей нет потомков среди современных животных.

48

См.: Zhang Z. et al. New reconstruction of the Wiwaxia scleritome, with data from Chengjiang juveniles // Scientific Reports. 2015. 5: 14810.

49

См.: Caron J. B. et al. A soft-bodied mollusc with radula from the Middle Cambrian Burgess Shales // Nature. 2006. 442: 159–163; Bengtson S. A ghost with a bite // Nature. 2006. 442: 146, 147.

50

Гипотеза о принадлежности нектокариса к головоногим моллюскам оспаривается многими учеными, которые считают, что он может представлять независимую группу Lophotrochozoa. См. историю вопроса, например, в работе Mutvei H. Restudy of some plectronocerid nautiloids (Cephalopoda) from the late Cambrian of China; discussion on nautiloid evolution and origin of the siphuncle // GFF. 2020. 142:2: 115–124, DOI: 10.1080/11035897.2020.1739742; Hildenbrand A. et al. A potential cephalopod from the early Cambrian of eastern Newfoundland, Canada // Communications Biology. 2021. 4 (1): 1–11. https://doi.org/10.1038/s42003–021–01885-w – Примеч. перев., ред.

51

См.: Smith M. R. and Caron J.-B. Primitive soft-bodied cephalopods from the Cambrian // Nature. 2010. 465: 469–472; Bengtson S. A little Kraken wakes // Nature. 2010. 465: 427, 428.

52

В качестве примера можно прочитать Ma X. et al. Complex brain and optic lobes in an early Cambrian arthropod // Nature. 2012. 490: 258–261. Конечно, это утверждение спорно – некоторые исследователи полагают, что в реконструкции нервной системы Fuxianhuia больше мнимого, чем реально существовавшего, а наблюдаемая структура – остатки бактериального ореола вокруг разлагающихся внутренних органов. См.: Liu J. et al. Microbial decay analysis challenges interpretation of putative organ systems in Cambrian fuxianhuiids // Proceedings of the Royal Society of London B. 285: 20180051. http: //dx. doi. org/10.1098/rspb.2018.005

53

Более детальный обзор перехода между вендом и кембрием см. в работе Wood R. et al. Integrated records of environmental change and evolution challenge the Cambrian Explosion // Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 528–538.

54

Тем не менее многие разновидности ныне существующих животных либо вообще не отражены в палеонтологической летописи, либо крайне обрывочны. Таких много среди мягкотелых паразитов. Ископаемые останки круглых червей практически (но не полностью!) неизвестны. Древние ленточные черви не оставили после себя никаких следов.

55

См.: Han J. et al. Meiofaunal deuterostomes from the basal Cambrian of Shaanxi (China) // Nature. 2017. 542: 228–231. Saccorhytus, безусловно, существовал, но описанное здесь его внутреннее строение полностью умозрительно. Древнейшая история позвоночных остается предметом споров. Один из самых спорных вопросов – была ли у ветуликолий (мы с ними еще встретимся чуть дальше) хорда. Полную историю этого вопроса, с подробными предостережениями, можно прочитать в моей книге «Через мост: объяснение происхождения позвоночных» (Across The Bridge: Understanding the Origin of the Vertebrates. Chicago: University of Chicago Press, 2018).

56

См.: Shu D. G. et al. Primitive deuterostomes from the Chengjiang Lagerstätte. Lower Cambrian, China // Nature. 2001. 414: 419–424, к которой я сделал сопутствующий комментарий в Gee H. On being vetulicolian // Nature. 2001. 414: 407–409.

57

Я своими глазами видел эту картину в анимированной объемной диораме в Музее естественной истории в Шанхае, оживившей чэнцзянскую биоту из кембрия Южного Китая. Среди прочих чудес там показан косяк ветуликолий, пасущихся в толще воды.

58

Такого мнения придерживается Chen J. Y. et al. (A possible early Cambrian chordate // Nature. 1995. 377: 720–722; An early Cambrian craniate-like chordate // Nature. 1999. 402: 518–522), но, как часто бывает со странными древними ископаемыми, возможны и другие интерпретации – например Shu D. et al. Reinterpretation of Yunnanozoon as the earliest known hemichordate // Nature. 1996. 380: 428–430.

59

См.: Morris S. C. and Caron J.-B. Pikaia gracilens Walcott, a stem-group chordate from the Middle Cambrian of British Columbia // Biological Reviews. 2012. 87: 480–512.

60

. Shu D. G. et al. A Pikaia-like chordate from the Lower Cambrian of China // Nature. 1996. 384: 157, 158.

61

Тот факт, что тело позвоночных животных представляет собой, по сути, непростой союз двух совершенно разных частей – глотки, предназначенной для питания, и хвоста, предназначенного для движения, – подметил Альфред Шервуд Ромер в свой провидческой статье Romer A. S. The vertebrate as a dual animal – somatic and visceral // Evolutionary Biology. 1972. 6: 121–156.

62

. Chen J. Y. et al. The first tunicate from the Early Cambrian of China // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2003. 100: 8314–8318. Современные оболочники – упускаемая из виду, но очень успешная группа животных. Некоторые из них отошли от описанного магистрального пути. Личинки некоторых видов созревают, оставаясь подвижными. Эти виды – сальпы и аппендикулярии – играют важную роль в экологии океана. Аппендикулярии – мелкие сами по себе животные, создающие вокруг себя объемные «домики» из слизи. Эти конструкции являются важной частью круговорота углерода в океане. «Домики» очень хрупкие, и сфотографировать их можно только в природных условиях – что не очень просто в морских глубинах. Сделать это удалось лишь недавно. (См.: Katija K. et al. Revealing enigmatic mucus structures in the deep sea using DeepPIV // Nature. 2020. 583: 78–82.) Другие оболочники стали колониальными животными и образуют суперорганизмы из сотен и тысяч особей. Колонии могут быть прикрепленными или свободно дрейфующими в толще воды. Например, пиросомы, или огнетелки, образуют громадные колоколообразные плавающие колонии. Каждая отдельная особь может быть крошечной, но сама колония порой достигает таких размеров, что внутрь может спокойно заплыть дайвер. Некоторые оболочники могут размножаться простым почкованием, у других же половой процесс сложен и запутан. Жизнь оболочников – свой собственный морской рай.

63

Ну почти всех. Некоторые оболочники стали хищниками – этот образ жизни привлекает самых разных существ, сколь бы неподходящими для этой роли они ни выглядели. Все слышали о хищных растениях. Есть даже хищные губки – задумайтесь об этом, когда решите принять ванну (Vacelet J. and Boury-Esnault N. Carnivorous sponges // Nature. 1995. 373: 333–335).

64

Кошки – исключение.

65

У рыб (водных позвоночных) это боковая линия. У наземных позвоночных (тетрапод) от нее осталась только вестибулярная система внутреннего уха, движение которой позволяет нам чувствовать направление и положение в пространстве.

66

. Morris S. C. & Caron J.-B. A primitive fish from the Cambrian of North America // Nature. 2014. 512: 419–422.

67

. Shu D. G. et al. Lower Cambrian vertebrates from south China // Nature. 1999. 402: 42–46.

68

Превращение фильтрующей глотки в набор жабр кажется довольно радикальным – так оно и есть. Тем не менее даже сейчас обитает позвоночное, регулярно выполняющее этот трюк, – минога. Личинка миноги – пескоройка – живет, подобно ланцетнику, зарывшись хвостом в донный слой. В конце концов личинка претерпевает метаморфоз, и фильтрующая глотка пескоройки превращается в жабры взрослой хищной миноги. Миноги, как и их родственники миксины (у которых, насколько известно, нет стадии личинки-фильтратора), похожи на древнейших рыб – это мягкотелые животные с упругой хордой, лишенные челюстей. Пасти этих животных усеяны роговыми зубами. Миноги и миксины – заведомые хищники, доказывающие, что отсутствие челюстей не преграда для охотника.

69

Почему позвоночные стали такими большими – загадка, если рассматривать движущую силу этого процесса. Есть два возможных ответа (невзаимоисключающих) на этот вопрос: во-первых, на заре позвоночных их геном (совокупность всех генов) удвоился, а потом удвоился снова. Многие из дуплицированных генов потом были утеряны, но, несмотря на это, у позвоночных генов гораздо больше, чем у беспозвоночных, – разница больше двукратной. Во-вторых, у зародышей позвоночных есть временная структура под названием «нервный гребень». Она состоит из группы клеток, которые впоследствии мигрируют из формирующейся нервной системы и распространяются по всему телу. Эти клетки, словно волшебный порошок, превращают недифференцированные ткани в специализированные ткани и органы. Не будь нервного гребня, у позвоночных не было бы ни кожи, ни лица, ни ушей или глаз. Клетки нервного гребня дают начало и многим другим важным частям тела – от надпочечников до отделов сердца. Возможно, именно опосредованное нервным гребнем усложнение способствовало росту размеров тела (см.: Green S. A. et al. Evolution of vertebrates as viewed from the crest // Nature. 2015. 520: 474–482). Ланцетник примечателен отсутствием нервного гребня, хотя у оболочников есть намеки на его существование (см.: Horie R. et al. Shared evolutionary origin of vertebrate neural crest and cranial placodes // Nature. 2018. 560: 228–232; Abitua P. B. et al. Identification of a rudimentary neural crest in a non-vertebrate chordate // Nature. 2012. 492: 104–107).

70

Крупнейшее из известных беспозвоночных – колоссальный кальмар, Mesonychoteuthis hamiltoni, масса которого, как считается, может достигать 750 кг – как у крупного медведя. Самое крошечное (если судить по длине) позвоночное – скорее всего, Paedophryne amauensis, лягушка из Новой Гвинеи. Ее длина – до 7,7 мм, а массу никто не определял. Если же судить по массе, то самое маленькое млекопитающее – карликовая многозубка, Suncus etruscus, (меньше 2,6 г) и свиноносая летучая мышь, Craseonycteris thonglongyai, (меньше 2 г). Чтобы уравновесить колоссального кальмара, понадобится 375 000 свиноносых летучих мышей.

71

Основные сведения об ископаемых первых позвоночных см.: Janvier P. Facts and fancies about early fossil chordates and vertebrates // Nature. 2015. 520: 483–489.

72

Ну почти. Раковина некоторых плеченогих – животных, похожих на двустворок, – построена из фосфата кальция. А у некоторых позвоночных по сей день есть ткани, укрепленные карбонатом кальция, – отолиты, «ушные камни», которые во внутреннем ухе рыб (да и в нашем тоже) обеспечивают восприятие положения тела в пространстве.

73

Причины, по которым позвоночные предпочли карбонату кальция фосфат, неизвестны. Тем не менее фосфат – жизненно необходимый минерал, который сравнительно редок в море, в отличие от вездесущего карбоната. Возможно, позвоночные использовали свои панцири не только для защиты, но и как резервный источник фосфата, который является обязательным компонентом ДНК – хранилища наследственной информации. Большие животные с быстрым обменом веществ – такие как позвоночные – нуждаются в большем количестве фосфата, чем не такие крупные и не такие подвижные. Возможно, именно это повлияло на выбор фосфата кальция – и защита, и запас.

74

См.: Romer A. S. Eurypterid influence on vertebrate history // Science. 1933. 78: 114–117.

75

См.: Braddy S. J. et al. Giant claw reveals the largest ever arthropod // Biology Letters. 2007. 4. doi/10.1098/rsbl.2007.0491. Мысль о том, что родственники Jaekelopterus могли выходить на берег и рыскать по древним ночным лесам, может вызвать легкий озноб. См.: Whyte M. A gigantic fossil arthropod trackway // Nature. 2005. 438, 576.

76

См.: Wilson M. V. H. and Caldwell M. W. New Silurian and Devonian fork-tailed «thelodonts» are jawless vertebrates with stomachs and deep bodies // Nature. 1993. 361: 442–444.

77

Известен редкий порок развития – циклопия, при котором посреди лица располагается единственный глаз, нет носа, а мозг не разделен на полушария. Такие беременности, как правило, заканчиваются мертворождениями, но даже если рождается живой ребенок – жить ему считаные часы. Это печальное событие происходит, когда мозгу не удается разделиться на два полушария, а лицу – достичь необходимой ширины. Возможно, это отражение ранних стадий эволюции лицевой части черепа.

78

. Gai et al. Fossil jawless fish from China foreshadows early jawed vertebrate anatomy // Nature. 2011. 476: 324–327.

79

Удобный справочник по ранней эволюции челюстноротых – в статье: Brazeau M. D. and Friedman M. The origin and early phylogenetic history of jawed vertebrates // Nature. 2015. 520: 490–497.

80

Таким образом, у челюстноротых было две пары – то есть всего четыре – плавников, предшественников наших рук и ног. Почему у нас именно две пары, а не три или четыре и почему они у нас вообще есть – непонятно. В комплект к парным плавникам прилагаются непарные центральные, такие как спинной, анальный и хвостовой у большинства рыб.

81

Пусть плакодермы были беззубыми, но они точно не были тюфяками. Многочисленные ископаемые находки свидетельствуют, что у плакодерм было внутреннее оплодотворение и даже, возможно, живорождение, подобно некоторым современным акулам. См., например: Long J. A. et al. Copulation in antiarch placoderms and the origin of gnathostome internal fertilization // Nature. 2015. 517: 196–199.

82

Это не значит, что эволюция обратилась вспять. Это означает лишь, что нам только предстоит узнать большую часть истории плакодерм, которая спокойно ждет своего часа в глубине силурийских пород. То же самое можно сказать и про первых костных рыб, найденных в тех же силурийских отложениях Южного Китая. Подробнее об энтелогнатусе, Entelognathus, см.: Zhu M. et al. A Silurian placoderm with osteichthyan-like marginal jaw bones // Nature. 2013. 502: 188–193; Friedman M. and Brazeau M. D. A jaw-dropping fossil fish // Nature. 2013. 502: 175–177.

83

Почти все. Даже у такой продвинутой костной рыбы, как латимерия, хорда сохраняется всю жизнь, как у какой-нибудь миноги.

84

Хрящевая мозговая коробка акантод сохраняется крайне редко. Тем не менее черепа девонского Ptomacanthus и пермского Acanthodes изучены достаточно хорошо, чтобы была очевидной связь акантод с акулами. См.: Brazeau M. D. The braincase and jaws of a Devonian «acanthodian» and modern gnathostome origins // Nature. 2009. 457: 305–308; Davis S. P. et al. Acanthodes and shark-like conditions in the last common ancestor of modern gnathostomes // Nature. 2012. 486: 247–250.

85

. Zhu M. et al. The oldest articulated osteichthyan reveals mosaic gnathostome characters // Nature. 2009. 458: 469–474.

86

См.: Strother P. K. et al. Earths earliest non-marine eukaryotes // Nature. 2011. 473: 505–509.

87

См.: Retallack G. Ediacaran life on land // Nature. 2013. 493: 89–92.

88

Сейчас это восток Северной Америки.

89

Этот след назвали Climactichnites, а оставило его, вероятно, существо, похожее на гигантского слизня. См.: Getty P. R. and Hagadorn J. W. Palaeobiology of the Climactichnites tracemaker // Palaeontology. 2009. 52: 753–778.

90

Хороший обзор ранней истории наземной жизни дан в работе Shear W. A. The early development of terrestrial ecosystems // Nature. 1991. 351: 283–289.

91

Это была Великая ордовикская радиация – быстрый рост биоразнообразия. Ознакомиться с этим урожайным периодом в истории жизни можно в обзоре: Servais T. and Harper D. A. T. The Great Ordovician Biodiversification Event (GOBE): definition, concept and duration // Lethaia. 2018. 51: 151–164.

92

См.: Simon L. et al. Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with vascular land plants // Nature. 1993. 363: 67–69.

93

Прекрасное подробное описание растений первых лесов дано в книге: George R. McGhee Jr. Carboniferous Giants and Mass Extinction: The Late Paleozoic Ice Age World. N. Y.: Columbia University Press, 2018.

94

См.: Stein W. E. et al. Giant cladoxylopsid trees resolve the enigma of the Earths earliest forest stumps at Gilboa // Nature. 2007. 446: 904–907.

95

Это гипотеза. Но вряд ли слишком смелая, ведь уже в силуре появились продвинутые плакодермы и даже представители современных групп рыб.

96

См.: Zhu M. et al. Earliest known coelacanth skull extends the range of anatomically modern coelacanths to the Early Devonian // Nature Communications. 2012. 3: 772.

97

См.: Forey P. L. Golden jubilee for the coelacanth Latimeria chalumnae // Nature. 1988. 336: 727–732.

98

См.: Erdmann M. V. et al. Indonesian «king of the sea» discovered // Nature. 1998. 395: 335.

99

Геном австралийского рогозуба – самый большой среди всех животных: в 14 раз больше, чем у человека. При этом он сходен с геномами тетрапод, но полон «мусора», накопившегося за долгую эволюционную историю этого вида. См.: Meyer A. et al. Giant lungfish genome elucidates the conquest of the land by vertebrates // Nature. 2021. 590: 284–289.

100

См.: Daeschler E. B. et al. A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan // Nature. 2006. 440: 757–763.

101

См.: Cloutier R. et al. Elpistostege and the origin of the vertebrate hand // Nature. 2020. 579: 549–554.

102

См.: Niedzwiedzki G. et al. Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland // Nature. 2010. 463: 43–48.

103

Как минимум, Урсула Андресс в «Докторе Ноу».

104

См.: Goedert J. et al. Euryhaline ecology of early tetrapods revealed by stable isotopes // Nature. 2018. 558: 68–72. На первый взгляд идея о том, что первые тетраподы – фактически земноводные – вышли из моря, кажется очень странной на фоне того, что большинство привычных нам амфибий живут в пресных водоемах. Тем не менее немало земноводных обитают в водах, эпизодически становящихся солеными, – например в мангровых болотах – даже в наши дни. См.: Hopkins G. R. and Brodie E. D. Occurrence of amphibians in saline habitats: a Review and Evolutionary Perspective // Herpetological Monographs. 2015. 29: 1–27.

105

См.: Stearn C. W. Effect of the Frasnian-Famennian extinction event on the stromatoporoids // Geology. 1987. 15: 677–679.

106

См.: Ahlberg P. E. Potential stem-tetrapod remains from the Devonian of Scat Craig, Morayshire, Scotland // Zoological Journal of the Linnean Society of London. 2008. 122: 99–141.

107

См.: Ahlberg et al. Ventastega curonica and the origin of tetrapod morphology // Nature. 2008. 453: 1199–1204.

108

См.: Лебедев О. А. Первая находка девонского четвероногого позвоночного в СССР // Доклады АН СССР. 1984. Т. 278. № 6. С. 1470–1473.

109

См.: Beznosov P. A. et al. Morphology of the earliest reconstructable tetrapod Parmastega aelidae // Nature. 2019. 574: 527–531; Fröbisch N. B. and Witzmann F. Early tetrapods had an eye on the land // Nature. 2019. 574: 494, 495.

110

См.: Ahlberg P. E. et al. The axial skeleton of the Devonian tetrapod Ichthyostega // Nature. 2005. 437: 137–140.

111

См.: Coates M. I. and Clack J. A. Fish-like gills and breathing in the earliest known tetrapod // Nature. 1991. 352: 234–236.

112

См.: Daeschler E. B. et al. A Devonian Tetrapod from North America // Science. 1994. 265: 639–642.

113

См.: Coates M. I. and Clack J. A. Polydactyly in the earliest known tetrapod limbs // Nature. 1990. 347: 66–69.

114

См.: Clack J. A. et al. Phylogenetic and environmental context of a Tournaisian tetrapod fauna // Nature Ecology & Evolution. 2016. 1: 0002.

115

См.: Clack J. A. A new Early Carboniferous tetrapod with a melange of crown-group characters // Nature. 1998. 394: 66–69.

116

См.: Smithson T. R. The earliest known reptile // Nature. 1989. 342: 676–678; Smithson T. R. and Rolfe W. D. I. Westlothiana gen. nov.: naming the earliest known reptile // Scottish Journal of Geology. 1990. 26: 137, 138.

117

См.: Yao L. et al. Global microbial carbonate proliferation after the end-Devonian mass extinction: mainly controlled by demise of skeletal bioconstructors // Scientific Reports. 2016. 6: 39694.

118

См.: Clack J. A. An early tetrapod from «Romers Gap» // Nature. 2002. 418: 72–76.

119

См.: Clack J. A. et al. Phylogenetic and environmental context of a Tournaisian tetrapod fauna // Nature Ecology & Evolution. 2016. 1: 0002.

120

См.: Smithson T. R. et al. Earliest Carboniferous tetrapod and arthropod faunas from Scotland populate Romers Gap // Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America. 2012. 109: 4532–4537.

121

См.: Pardo et al. Hidden morphological diversity among early tetrapods // Nature. 2017. 546: 642–645.

122

На самом деле очень медленно – до нескольких лет.

123

Казалось бы, у многих насекомых только одна пара крыльев. Но даже у них есть вторая пара – просто они видоизменены: у жуков передняя пара крыльев превратилась в жесткие надкрылья, у мух вторая пара стала крохотными жужжальцами, которые быстро вращаются и работают, как гироскопы, обеспечивая мухе ее легендарную маневренность, из-за которой так сложно прихлопнуть муху тапкой.

124

См.: Ross A. Insect Evolution: the Origin of Wings // Current Biology, 2016, 27: R 103-R 122. К сожалению, палеодиктиоптер с нами нет – они вымерли в конце перми вместе с кормившими их лесами.

125

Я чувствую себя в долгу перед Джорджем Макги за яркие и подробные описания жизни в каменноугольных лесах. (См.: McGhee George Jr. Carboniferous Giants and Mass Extinction. Columbia University Press, 2018.)

126

Драматическим окном в жизнь раннего карбона, в самом начале великих каменноугольных лесов, оказалась известняковая каменоломня Ист-Керктон в окрестностях Эдинбурга. Около 330 миллионов лет назад эти места были недалеко от экватора. Там обнаружены многие примечательные останки ранних амфибий, амниот (и родственные им формы), а также членистоногие – многоножки, скорпионы, древнейшие известные сенокосцы и фрагменты гигантских ракоскорпионов. Эта палеонтологическая драгоценность образовалась из-за необычных геологических условий: здесь была активная часть материка, с горячими источниками – которые совершенно не подходят для водных обитателей – и действующими вулканами неподалеку, которые время от времени засыпали всю округу слоем раскаленного пепла. А еще там было много черной жирной грязи, в которой совершенно нет кислорода. Попавшее в такую грязь существо отлично сохраняется. Рыб в тех краях не было. Больше подробностей можно прочитать в статьях: Wood et al. A terrestrial fauna from the Scottish Lower Carboniferous // Nature. 1985. 314: 355, 356; Milner A. R. Scottish window on terrestrial life in the early Carboniferous // Nature. 1985. 314: 320, 321. Помимо почти амниоты вестлотианы и многих схожих форм в Ист-Керктоне обнаружены бафетиды – представители группы животных, которые не были ни амфибиями, ни амниотами. Такие группы показывают, что в те времена по одному лишь облику животного сложно было сказать, к какой группе оно относится. Мы не знаем, у кого из них какие были яйца и были ли какие-то переходные формы между яйцами (икринками) амфибий и яйцами амниот. Найденный в Ист-Керктоне бафетид получил имя Eucritta melanolimnetes – «существо из Черной лагуны» (Clack J. A. A new early Carboniferous tetrapod with a mélange of crown-group characters // Nature. 1998. 394: 66–69).

127

Пусть я погряз в спекуляциях, но современные земноводные применяют все эти стратегии, и не только их, так что вполне логично предположить, что и их вымершие родственники поступали так же.

128

Мы, люди, не откладываем яиц, но у нас сохраняются все эти оболочки, включая амнион – плодный пузырь, в котором развивается эмбрион. Когда будущая мать говорит, что у нее «отошли воды», это значит, что амнион разорван и скоро придет пора вылупляться – а в нашем случае рожать.

129

Даже у многих динозавров яйца были кожистыми, как и крупнейшие найденные ископаемые яйца, отложенные, возможно, какой-то морской рептилией. См.: Norell M. A. et al. The first dinosaur egg was soft // Nature. 2020. 583: 406–410, doi: https://doi.org/10.1038/s41586–020–2412–8; Legendre L. J. et al. A giant soft-shelled egg from the Late Cretaceous of Antarctica, Nature. 2020. 583: 411–414, doi: https://doi.org/10.1038/s41586–020–2377–7; Lindgren J. and Kear B. P. Hard evidence from soft fossil eggs // Nature. 2020. 583: 365–366, doi: https://doi.org/10.1038/d41586–020–01732–8

130

Гораздо подробнее образование Пангеи и последствия этого события, особенно крах почти всей жизни в конце пермского периода, описаны в книгах: Nield Ted. Supercontinent. L.: Granta, 2007; Benton Michael J. When Life Nearly Died. L.: Thames & Hudson, 2003.

131

См.: Sahney S. et al. Rainforest Collapse triggered Carboniferous tetrapod diversification in Euramerica // Geology. 2010. 38: 1079–1082.

132

См.: Laurin M. and Reisz R. Tetraceratops is the earliest known therapsid // Nature. 1990. 345: 249, 250.

133

Это совсем не «теропсиды» и уж точно не терапевты.

134

Мантийные (или магматические) плюмы – это явление, которое отличается от дрейфа континентов. Плюмы приходят из глубинных слоев Земли, где мантия граничит с ядром. Локальные температурные аномалии формируют восходящие потоки, которые поднимаются до самой коры, которую плюмы плавят изнутри. Плюмами созданы несколько характерных ландшафтов современности, например острова Исландия (где плюм совпал с точкой спреддинга срединно-океанического хребта) и Гавайи (там плюм поднялся посреди литосферной плиты). Плюмы существуют миллионы лет, но не все это время они активны. Это означает, что статичный плюм, находящийся под движущейся литосферной плитой, может создать цепь островов – словно игла в швейной машинке, выполняющая строчку стежков на двигающемся куске ткани. Например, Тихоокеанская плита медленно движется в северо-западном направлении над плюмом, создавая цепь островов, возраст которых последовательно возрастает по мере удаления от горячей точки. Это значит, что остров Гавайи, расположенный на юго-восточном конце цепи, практически сидит на вершине плюма и поэтому вулканически активен, а вулканы островов к северо-западу – таких как Мауи и Оаху – заснули или погасли, и острова постепенно уменьшаются и эродируют по мере смещения к северо-западу, чтобы в конце концов превратиться в крошечные атоллы, подобные Лайсану и Мидуэю. Эти атоллы тоже когда-то были большими и впечатляющими, как остальные крупные Гавайские острова, но движущаяся плита, встретив плюм, продолжила движение, предоставив погоде и времени стирать следы этой встречи. Остров Гавайи тоже постепенно угаснет, когда плита сместится дальше на северо-запад, концентрируя вулканическую активность на растущей горе Лоихи, расположенной на глубине 975 м, у юго-восточного берега острова Гавайи.

135

Указанная территория превышает площадь Камчатки в 5 раз. – Примеч. перев.

136

Это явление называют «выцветание кораллов». Сейчас это происходит в результате повышения количества углекислоты в атмосфере.

137

Все современные коралловые рифы построены из других разновидностей кораллов, относящихся к отряду мадрепоровых, или склерактиний, которые появились в триасе. Ругозы и табуляты во всем своем разнообразии вместе с обитавшими в их зарослях животными остались только в палеонтологической летописи.

138

. Grasby S. E. et al. Toxic mercury pulses into late Permian terrestrial and marine environments // Geology. 2020. 48 (8): 830–833. doi: https://doi.org/10.1130/G47295.1

139

История Miocidaris, последнего рода морских ежей, описана в статье: Erwin D. H. The Permo-Triassic Extinction // Nature. 1994. 367: 231–236.

140

Динозавры, появившиеся к концу триаса, всегда оказывались на первых местах в любых разговорах о доисторических животных. Это позор, ведь обитавшие в триасе рептилии ни в чем, кроме грубого размера, не уступали динозаврам, в том числе в разнообразии и – на наш взгляд – в странности. Это хорошо видно по тому простому факту, что книги о динозаврах лежат на каждом углу, а вот книг о триасе надо поискать. Рекомендую вам талантливую работу Николаса Фрейзера, дополненную иллюстрациями Дугласа Хендерсона, которую сейчас очень трудно найти и название которой стоило бы поменять местами с подзаголовком для большей привлекательности – «Жизнь в триасовом периоде. Рассвет динозавров» (Fraser Nicholas. Life In The Triassic. Dawn of the Dinosaurs. Bloomington: Indiana University Press, 2006). Свой экземпляр я купил использованным – ее сняли с полок публичной библиотеки Пинеллас-Парка во Флориде. Бьюсь об заклад – эти полки до сих пор ломятся от книг про динозавров.

141

См.: Li C. et al. An ancestral turtle from the Late Triassic of southwestern China // Nature. 2008. 456: 497–501; Reisz R. R. and Head J. J. Turtle origins out to sea // Nature. 2008. 456: 450, 451.

142

См.: Schoch R. and Sues H.-D. A Middle Triassic stem-turtle and the evolution of the turtle body plan // Nature. 2015. 523: 584–587. Пересмотренные недавно данные говорят о том, что Pappochelys с большей вероятностью ползал по суше, чем плавал в море. См.: Schoch R. et al. Microanatomy of the stem-turtle Pappochelys rosinae indicates a predominantly fossorial mode of life and clarifies early steps in the evolution of the shell // Scientific Reports. 2019. 9: 10430.

143

См.: Li C. et al. A Triassic stem turtle with an edentulous beak // Nature. 2018. 560: 476–479.

144

См.: Neenan J. M. et al. European origin of placodont marine reptiles and the evolution of crushing dentition in Placodontia // Nature Communications. 2013. 4: 1621.

145

Если вы думаете, что я все это придумал сам, то правы вы лишь отчасти. Анатомия дрепанозавра противоречит привычному описанию этих животных. Их продвигали как пловцов, как древолазов с цепким хвостом, строителей нор – и даже (глядя на их череп, удивительно похожий на птичий) как ранних предков птиц.

146

См., например: Chen X. et al. A small short-necked hupehsuchian from the Lower Triassic of Hubei Province, China // PLoS ONE. 2014. 9: e115244.

147

См.: Nicholls E. L. and Manabe M. Giant ichthyosaurs of the Triassic – a new species of Shonisaurus from the Pardonet Formation (Norian: Late Triassic) of British Columbia // Journal of Vertebrate Paleontology. 2004. 24: 838–849.

148

См.: Simões T. R. et al. The origin of squamates revealed by a Middle Triassic lizard from the Italian Alps // Nature. 2018. 557: 706–709.

149

См.: Caldwell M. W. et al. The oldest known snakes from the Middle Jurassic-Lower Cretaceous provide insights on snake evolution // Nature Communications. 2015. 6: 5996.

150

Рудиментарные конечности сохранились и у современных питонов. – Примеч. перев.

151

См.: Caldwell M. W. and Lee M. S. Y. A snake with legs from the marine Cretaceous of the Middle East // Nature. 1997. 386: 705–709.

152

См.: Apesteguía S. and Zaher H. A Cretaceous terrestrial snake with robust hindlimbs and a sacrum // Nature. 2006. 440: 1037–1040.

153

Скорее всего, общим предком динозавров и птерозавров было довольно мелкое существо, что объясняет наблюдаемые в обеих группах теплокровность и пушистость. См.: Kammerer C. F. et al. A tiny ornithodiran archosaur from the Triassic of Madagascar and the role of miniaturization in dinosaur and pterosaur ancestry // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2020. 117: 17932–17936, doi: https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1916631117. Впрочем, поиск корней птерозавров оказался непростой задачей. Древнейший птерозавр появляется в палеонтологической летописи уже полностью сформированным. Тем не менее на происхождение птерозавров проливает свет открытие группы мелких двуногих архозавров – лагерпетид. Они точно не могли летать, но детали строения их мозга и анатомия запястья очень похожи на таковые у птерозавров, так что лагерпетиды, скорее всего, были ближе всего к птерозаврам, чем к другим животным. См.: Ezcurra M. D. et al. Enigmatic dinosaur precursors bridge the gap to the origin of Pterosauria // Nature. 2020. 588: 445–449; Padian K. Closest relatives found for pterosaurs, the first flying vertebrates // Nature. 2020. 588: 400, 401.

154

Все это описано в прекрасной статье: Bramwell C. D., Whitfield G. R. Biomechanics of Pteranodon // Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. 1974. 267: 503–581, http: //doi.org/10.1098/rstb.1974.0007. Когда в начале 1980-х я учился в Университете Лидса, мой профессор Роберт Макнил Александер задал мне библиотечную курсовую по летающим рептилиям. Александер был ведущим экспертом по биомеханике – науке о движении животных, – поэтому моя работа была напичкана аэродинамикой: подъемная сила, лобовое сопротивление, поляра скоростей планирования, парение в динамическом восходящем потоке и экранный эффект. Именно Александер показал мне эту классическую статью о птеранодоне.

155

У летучих мышей – единственных из ныне живущих млекопитающих, которые действительно летают, а не просто планируют, – нет киля, подобного птичьему.

156

См.: Nesbitt S. J. et al. The earliest bird-line archosaurs and the assembly of the dinosaur body plan // Nature. 2017. 544: 484–487.

157

Древнейшим силезавром был Asilisaurus из среднего триаса Танзании. См.: Nesbitt S. J. et al. Ecologically distinct dinosaurian sister group shows early diversification of Ornithodira // Nature. 2010. 464: 95–98.

158

См.: Sereno P. C. et al. Primitive dinosaur skeleton from Argentina and the early evolution of Dinosauria // Nature. 1993. 361: 64–66.

159

Подробное рассмотрение биомеханических аспектов перехода от двуногости к полету можно найти в статье: Allen V. et al. Linking the evolution of body shape and locomotor biomechanics in bird-line archosaurs // Nature. 2013. 497: 104–107.

160

См.: Bonaparte J. F. and Coria R. A. Un nuevo y gigantesco sauropodo titanosaurio de la Formacion Rio Limay (Albiano-Cenomaniano) de la Provincio del Neuquen, Argentina // Ameghiniana. 1993. 30: 271–282.

161

См.: Coria R. A. and Salgado L. A new giant carnivorous dinosaur from the Cretaceous of Patagonia // Nature. 1995. 377: 224–226.

162

Чтобы передвигаться хоть немного быстрее расслабленного прогулочного шага, T. rex понадобились бы несуразно большие задние лапы с мышцами-разгибателями массой более 80 % массы всего тела. См.: Hutchinson J. R. and Garcia M. Tyrannosaurus was not a fast runner // Nature. 2002. 415: 1018–1021.

163

См.: Erickson G. M. et al. Bite-force estimation for Tyrannosaurus rex from tooth-marked bones // Nature. 1996. 382: 706–708; Gignac P. M. and Erickson G. M. The biomechanics behind extreme osteophagy in Tyrannosaurus rex // Scientific Reports. 2017. 7: 2012.

164

Были найдены копролиты – окаменелые экскременты – гигантских хищных динозавров, скорее всего Tyrannosaurus rex. Один из них 44 сантиметра в длину, 13 в ширину и 16 в высоту и при весе более 7 кг наполовину состоит из осколков костей. См.: Chin K. et al. A king-sized theropod coprolite // Nature. 1998. 393: 680–682.

165

См.: Schachner E. R. et al. Unidirectional pulmonary airflow patterns in the savannah monitor lizard // Nature. 2014. 506: 367–370.

166

См., например: Connor P. O. and Claessens L. Basic avian pulmonary design and flow-through ventilation in non-avian theropod dinosaurs // Nature. 2005. 436: 253–256, где описаны воздушные мешки, пронизывающие трубчатые кости Majungatholus atopus, хищного обитателя Мадагаскара.

167

Представьте себе кубик сахара со стороной 1 см. Его объем составляет 1 × 1 × 1 = 1 см^3. У куба шесть сторон одинаковой площади, поэтому площадь поверхности нашего кубика 6 × (1 × 1) = 6 см^2, и отношение поверхности к объему – 6: 1. Теперь представьте себе другой кусок сахара, со стороной 2 см. Объем теперь вырос до 2 × 2 × 2 = 8 см^3, но поверхность стала 6 × (2 × 2) = 24 см^2, а отношение – 24: 8, то есть 3: 1. В итоге при удвоении стороны куба отношение площади поверхности к объему сократилось вдвое.

168

Сравните: площадь поверхности тела взрослого человека варьирует от 1,5 до 2 м^2, а площадь внутренней поверхности пары легких человека – от 50 до 75 м^2.

169

Этот феномен называют «гигантотермия». Именно им объясняют, что крупные и, казалось бы, холоднокровные животные – например достигающая почти тонны кожистая черепаха – сохраняют тепло, даже плавая в холодных водах. См.: Paladino F. V. et al. Metabolism of leatherback turtles, gigantothermy, and thermoregulation of dinosaurs // Nature. 1990. 344: 858–860.

170

Очень содержательное обсуждение этого вопроса приводится в статье Sander P. M. et al. Biology of the sauropod dinosaurs: the evolution of gigantism // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 2011. 86: 117–155.

171

Волосяной покров птерозавров может на самом деле быть разновидностью перьев. См.: Yang Z. et al. Pterosaur integumentary structures with complex feather-like branching // Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 24–30.

172

Если не перья, то шерсть или подкожный жир. У морских млекопитающих – китов и тюленей – под кожей находится толстый слой жира, который одновременно играет роль теплоизолятора и придает телу обтекаемую форму, сглаживая любые выступы и углы. Как стало понятно недавно, у ихтиозавров – вымерших морских рептилий, очень похожих внешне на дельфинов, – тоже был подкожный слой жира, видимо, по тем же причинам. См.: Lindgren J. et al. Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur // Nature. 2018. 564: 359–365.

173

См.: Zhang F. et al. Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds // Nature. 2010. 463: 1075–1078; Xu X. et al. Exceptional dinosaur fossils show ontogenetic development of early feathers // Nature. 2010. 464: 1338–1341; Li Q. et al. Melanosome evolution indicates a key physiological shift within feathered dinosaurs // Nature. 2014. 507: 350–353; Hu D. et al. A bony-crested Jurassic dinosaur with evidence of iridescent plumage highlights complexity in early paravian evolution // Nature Communications. 2018. 9: 217.

174

Другая ситуация в море. Вода способна поддерживать тела животных гораздо больших размеров, чем на суше, а живорождение предпочтительнее, потому что выходить на берег ради откладывания яиц – очень опасное занятие. Возможно, по этой же причине были живородящими древнейшие челюстноротые позвоночные – плакодермы, да и многие рыбы, такие как акулы, тоже приверженцы этого вида размножения. Ихтиозавры – вернувшиеся в триасе в воду амниоты, ставшие чрезвычайно похожими на китов, были живородящими. Сами киты, которые, конечно, тоже живородящи, как и все млекопитающие, стали крупнейшими животными на Земле, затмив даже самых больших динозавров.

175

. Kayentatherium из ранней юры Аризоны относился к тритилодонтам – группе поздних терапсид, которые были очень близки к тому, чтобы стать млекопитающими, но так и не переступили черту. Скорее всего, он был покрыт мехом, но практически наверняка откладывал яйца. В одном выводке Kayentatherium могло быть до 38 детенышей – намного больше, чем у любого млекопитающего. См.: Hoffman E. A. and Rowe T. B. Jurassic stem-mammal preinates and the origin of mammalian reproduction and growth // Nature. 2018. 561: 104–108.

176

См.: Schweitzer M. H. et al. Gender-specific reproductive tissue in ratites and Tyrannosaurus rex // Science. 2005. 308: 1456–1460; Schweitzer M. H. et al. Chemistry supports the identification of gender-specific reproductive tissue in Tyrannosaurus rex // Scientific Reports. 2016. 6: 23099.

177

См.: Erickson G. E. et al. Gigantism and comparative life history parameters of tyrannosaurid dinosaurs // Nature. 2004. 430: 772–775.

178

Живорождение могло стать серьезным препятствием для полета у птиц. Вряд ли можно считать совпадением тот факт, что птерозавры – летающие близкие родственники динозавров – тоже были яйцекладущими (см.: Ji Q. et al. Pterosaur egg with a leathery shell // Nature. 2004. 432: 572), тоже использовали пероподобную теплоизоляцию и предельно облегчили конструкцию тела.

179

Так взлетают гусеобразные – лебеди и гуси, и на их примере можно видеть, что птицы даже чуть большего размера так взлететь уже не смогут. Так же взлетают и самолеты, даже не взмахивая крыльями, – потому-то на них и приходится ставить огромные двигатели, способные развивать невообразимую тягу, сжигая безумные объемы высококалорийного керосина. Конечно, глядя на летящий самолет, мы прекрасно понимаем, что во всем мире нет такого количества физики, чтобы поднять в воздух эту махину. Авиалайнеры летают только потому, что мы верим в них. Стоит нам перестать верить в это – они камнем рухнут вниз. По-моему, так. Но пусть это останется нашим секретом. Не говорите никому, ладно?

180

Тим Уайт подсказывает мне, что некоторые бескрылые муравьи, даже будучи очень маленькими – настолько, что их вполне можно было бы посчитать покорным воле ветра аэропланктоном, – способны тем не менее управлять своим парением. См.: Yanoviak S. P. et al. Aerial manoeuvrability in wingless gliding ants (Cephalotes atratus) // Proceedings of the Royal Society of London B. 2010. 277: 2199–2204. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.0170

181

См., например: Meng J. et al. A Mesozoic gliding mammal from northeastern China // Nature. 2006. 444: 889–893.

182

При этом самые маленькие парашютисты используют не крылоподобные плоскости, а нити и щетинки. Сразу вспоминаются пауки, путешествующие на длинных паутинках, или пушистые созревшие одуванчики, с которых малышня так любит сдувать облака семян-парашютиков. Каждое такое семечко может пролететь километры, подвешенное на стерженьке под хохолком (паппусом), состоящим из множества нитей и похожим на щетку трубочиста. Вместо того чтобы пытаться удержать весь воздух под собой, хохолок пропускает его сквозь себя, и тут начинается волшебство: проходя через нити, воздух становится турбулентным, образуя над хохолком аналог дымного кольца. Это кольцо, имеющее форму сплющенного с боков пончика, является областью пониженного давления – циклоном в миниатюре, крохотным ядром шторма. Оно, фигурально выражаясь, высасывает хохолок вверх, уменьшая скорость снижения семечка. См.: Cummins C. et al. A separated vortex ring underlies the flight of the dandelion // Nature. 2018. 562: 414–418.

183

Первые стадии полета древних парашютистов изучены на примере современных кошек в самом современном месте обитания диких животных – на Манхэттене. Нью-йоркские ветеринары уже привыкли к картине кошачьих травм, называемых «синдром высотки», характерных для бесстрашных котов, выпавших из открытых окон. Ветеринары сравнили тяжесть травм с высотой, при падении с которой они были получены. Оказалось, что сначала тяжесть повреждений растет по мере увеличения высоты, с которой сорвался кот, но затем на графике происходит перелом и с ростом высоты травмы становятся все менее, а не более серьезными. Описывается случай с котом, который упал с 32 этажа и сам ушел с места происшествия, получив легкий ушиб груди, незначительные повреждения зубов и чувства собственного достоинства. Разговоры о том, что у кошки девять жизней, возникли не на пустом месте. По-видимому, во время падения мускулатура расслабляется, а лапы расставляются в стороны, словно парашют. В результате кот, даже получив травмы челюстей и грудной клетки, остается жив и подвижен. См.: Whitney W. O. and Mehlhaff C. J. High-rise syndrome in cats // Journal of the American Veterinary Medical Association. 1988. 192: 542.

184

См.: Novas F. E. and Puertat P. F. New evidence concerning avian origins from the Late Cretaceous of Patagonia // Nature. 1997. 387: 390–392.

185

См.: Norell et al. A nesting dinosaur // Nature. 1995. 378: 774–776.

186

См., например: Xu X. et al. A therizinosauroid dinosaur with integumentary structures from China // Nature. 1999. 399: 350–354, где описаны пероподобные структуры у теризинозавра Beipaiosaurus. Теризинозавры были диковинными неуклюжими тероподами, перешедшими на растительную пищу и обладавшими такими же аэродинамическими характеристиками, как шлакобетонный блок. См. также: Xu X. et al. A gigantic bird-like dinosaur from the Late Cretaceous of China // Nature. 2007. 447: 844–847, о гиганторапторе (Gigantoraptor) – 8-метровом 1400-килограммовом монстре, принадлежавшем к группе овирапторозаврид – как правило, гибких птицеподобных созданий. Такое существо, безусловно, летать не могло, но неизвестно, были ли у него перья.

187

Кен Дайал из Университета Монтаны изучил, как птенцы кеклика (вид куропаток) помогают себе крыльями, бегая по очень крутым склонам, – такой способ передвижения называют «бег по склонам при помощи крыльев». Для мелких беззащитных животных это хороший способ увернуться от хищника. См.: Dial K. et al. A fundamental avian wing-stroke provides a new perspective on the evolution of flight // Nature. 2008. 451: 985–989.

188

. Xu X. et al. The smallest known non-avian theropod dinosaur // Nature. 2000. 408: 705–708; Dyke G. et al. Aerodynamic performance of the feathered dinosaur Microraptor and the evolution of feathered flight // Nature Communications. 2013. 4: 2489.

189

. Hu D. et al. A pre-Archaeopteryx troödontid theropod from China with long feathers on the metatarsus // Nature. 2009. 461: 640–643.

190

См.: Zhang F. et al. A bizarre Jurassic maniraptoran from China with elongate, ribbon-like feathers // Nature. 2008. 455: 1105–1108.

191

См.: Xu X. et al. A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings // Nature. 2015. 521: 70–73; Wang M. et al. A new Jurassic scansoriopterygid and the loss of membranous wings in theropod dinosaurs // Nature. 2019. 569: 256–259.

192

Если уж быть точным, то неизвестны вторично-нелетающие летучие мыши, хотя новозеландские футлярокрылы проводят большую часть своей жизни на земле. Не считая некоторых новых реконструкций гигантских поздних птерозавров, вторично-нелетающие птерозавры тоже неизвестны.

193

См.: Field D. J. et al. Complete Ichthyornis skull illuminates mosaic assembly of the avian head // Nature. 2018. 557: 96–100.

194

См.: Altangerel P. et al. Flightless bird from the Cretaceous of Mongolia // Nature. 1993. 362: 623–626, где описано открытие первого из этих странных существ, Mononykus; Chiappe L. M. et al. The skull of a relative of the stem-group bird Mononykus // Nature. 1998. 392: 275–278, об открытии другого, Shuvuuia, подтвердившем, что Mononykus не был уникальным случаем.

195

См.: Field D. J. et al. Late Cretaceous neornithine from Europe illuminates the origins of crown birds // Nature. 2020. 579: 397–401; сопутствующий комментарий: Padian K. Poultry through time // Nature. 2020. 579: 351–352. Другой меловой птицей, которая может быть ранним гусеобразным, стал антарктический Vegavis. См.: Clarke J. A. et al. Definitive fossil evidence for the extant avian radiation in the Cretaceous // Nature. 2005. 433: 305–308. У вегависа уже был вполне функциональный сиринкс (Clarke J. A. et al. Fossil evidence of the avian vocal organ from the Mesozoic // Nature. 2016. 538: 502–505; O’Connor P. M. Ancient avian aria from Antarctica // Nature. 2016. 538: 468–469), специальный голосовой орган птиц, отвечающий за все издаваемые ими звуки – от гоготания гусей до соловьиных трелей, которые, если верить легенде, можно услышать даже на лондонской Беркли-сквер – но только когда ангелы обедают в «Ритце».

196

Обратите внимание на «почти» – для биолога сокровищем являются именно исключения. Известен как минимум один динозавр-цератопс из Европы. См., например: Ösi et al. A Late Cretaceous ceratopsian dinosaur from Europe with Asian affinities // Nature. 2010. 465: 466–468; Xu X. Horned dinosaurs venture abroad // Nature. 2010. 465: 431, 432.

197

См.: Sander P. M. et al. Bone histology indicates insular dwarfism in a new Late Jurassic sauropod dinosaur // Nature. 2006. 441: 739–741.

198

См.: Buckley G. A. et al. A pug-nosed crocodyliform from the Late Cretaceous of Madagascar // Nature. 2000. 405: 941–944.

199

См.: Frohlich M. W. and Chase M. W. After a dozen years of progress the origin of angiosperms is still a great mystery // Nature. 2007. 450: 1184–1189.

200

См., например: Rosenstiel T. N. et al. Sex-specific volatile compounds influence microarthropod-mediated fertilization of moss // Nature. 2012. 489: 431–433.

201

Сразу вспоминаются Ио и Европа: обе – луны Юпитера, но на этом сходство и заканчивается. Поверхность Ио регулярно обновляется вулканами, Европы – льдом из подповерхностного океана.

202

Данные наблюдений за астероидами семейства Баптистины указывают, что эта группа образовалась, вероятно, 80, а не 160 млн лет назад, а результаты спектроскопии свидетельствуют, что астероиды семейства Баптистины имеют состав, отличающийся от состава небесного тела, столкновение которого с Землей привело к образованию кратера Чиксулуб и к вымиранию динозавров. См.: Siraj A., Loeb A. Breakup of a long-period comet as the origin of the dinosaur extinction // Scientific Reports. 2021. 11: 1–5, https://doi.org/10.1038/s41598–021–82320–2 – Примеч. перев., ред.

203

См.: Bottke W. F. et al. An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor // Nature. 2007. 449: 48–53; Claeys P. and Goderis S. Lethal billiards // Nature. 2007. 449: 30, 31.

204

См.: Collins et al. A steeply inclined trajectory for the Chicxulub impact // Nature Communications. 2020. 11: 1480.

205

Последние ихтиозавры вымерли на несколько миллионов лет раньше, избежав всей этой апокалиптической катавасии.

206

См.: Lowery C. M. et al. Rapid recovery of life at ground zero of the end-Cretaceous mass extinction // Nature. 2018. 558: 288–291.

207

См.: Clack J. A. Discovery of the earliest-known tetrapod stapes // Nature. 1989. 342: 425–427; Panchen A. L. Ears and vertebrate evolution // Nature. 1989. 342: 342–343; Clack J. A. Earliest known tetrapod braincase and the evolution of the stapes and fenestra ovalis // Nature. 1994. 369: 392–394. Среднее ухо родственника акантостеги – ихтиостеги – изменилось для восприятия звуков в воде так, как никогда больше в истории животного мира не случалось. (Clack J. A. et al. A uniquely specialized ear in a very early tetrapod // Nature. 2003. 425: 65–69.

208

В то время как брызгальце пропускало воду и наружу, и внутрь, обеспечивая связь ротовой полости и внешней среды, барабанная перепонка создала барьер, задав внешнюю границу среднего уха. Тем не менее у среднего уха сохранилась связь с ротовой полостью. Она хорошо ощущается при глотании – это действие выравнивает давление между средним ухом и окружающей средой через канал – евстахиеву трубу. Вот почему при простуде звуки становятся нечеткими – евстахиевы трубы заполняются слизью и с трудом справляются с выравниванием давления, поэтому барабанная перепонка начинает работать менее эффективно. По той же причине многие так болезненно воспринимают взлеты и посадки на самолете – даже в герметичном салоне внезапные изменения атмосферного давления приводят к сильному натяжению барабанной перепонки. Чтобы облегчить себе жизнь, надо чаще сглатывать, тогда воздух будет прокачиваться через евстахиеву трубу и устранять затруднения. Того же эффекта легко добиться, продувая нос. У взрослых евстахиева труба идет под углом вниз от среднего уха к задней части глотки, позволяя слизи стекать естественным путем, а вот у маленьких детей она идет относительно горизонтально. Поэтому у них – этих очаровательных сопливых разносчиков – слизь скапливается в евстахиевой трубе и среднем ухе, вызывая экссудативный отит. Его лечат, прокалывая барабанную перепонку. Прокол зарастет, а ребенок к тому времени подрастет и избавится от этой проблемы.

209

Среди всех гнездящихся птиц самые громкие звуки издает самец одноусого звонаря (Procnias albus), обитающий в бразильской Амазонии, причем делает это, находясь прямо возле самки, чье внимание он пытается привлечь. На несчастную невесту обрушивается звуковое давление уровня 125 децибел (Podos J. and Cohn-Haft M. Extremely loud mating songs at close range in white bellbirds // Current Biology. 2019. 29: R 1068-R 1069. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.09.028). Человеку звук такой силы уже причиняет боль. В Книгу рекордов Гиннесса попало звуковое давление уровнем 117 дБ во время концерта моих любимых Deep Purple в 1972 г. в лондонском театре «Радуга» (Rainbow Theatre), когда трое зрителей потеряли сознание. С тех пор рекорд был побит, но Книга рекордов Гиннесса больше не фиксирует такие рекорды, поэтому последующие рекорды – неофициальные, как 136 дБ на концерте Kiss в Оттаве в 2009 г. Но надо помнить, что децибелы – логарифмическая величина, так что одноусый звонарь почти втрое громче, чем оглушительное представление Deep Purple. Удивительно, как самка выдерживает этот грохот.

210

Для сравнения – ля первой октавы на рояле обычно настраивают на частоту 440 Гц. Каждая октава – это удвоение частоты, поэтому ля октавой выше будет уже 880 Гц, двумя октавами выше – 1760 Гц (или 1,76 килогерц – кГц), тремя октавами выше – 3,52 кГц. На этом у стандартного рояля заканчивается клавиатура. Если бы была следующая нота ля, ее частота была бы 7,04 кГц, и таких звуков большинство птиц уже не слышит. Дети слышат звуки частотой до 20 кГц, но с возрастом чувствительность к высоким тонам ухудшается. Особенно у тех, кто в молодости много слушал Deep Purple.

211

Простые названия этих косточек, вызывающих воспоминания о Левше, заслуживают объяснения. У человека стремечко действительно напоминает по форме стремя. Плоская часть находится в так называемом овальном окне, открывающемся в недра внутреннего уха. Она подвешена на двух отдельных частях, которые сливаются где-то недалеко от улитки, и становится похожей на крохотную вилочковую кость. В пространстве между двумя ветвями стремечка проходит стремянная артерия. Ну а раз у вас есть стремечко, то вполне логично остальные косточки из этой структуры назвать молоточком и наковальней, пусть они и слегка отличаются по виду от названных инструментов.

212

По крайней мере, в детстве это так. Чувствительность к высоким частотам, как правило, с возрастом угасает, особенно у тех, кто тратит свою юность, слушая, ну, например, Deep Purple.

213

См.: Heffner H. Hearing in large and small dogs (Canis familiaris) // Journal of the Acoustical Society of America. 1976. 60: S 88.

214

См.: Heffner R. S. Primate hearing from a mammalian perspective // The Anatomical Record. 2004. 281A: 1111–1122.

215

См.: Ralls K. Auditory sensitivity in mice: Peromyscus and Mus musculus // Animal Behaviour. 1967. 15: 123–128.

216

. Heffner R. S. and Heffner H. E. Hearing range of the domestic cat // Hearing Research. 1985. 19: 85–88.

217

См.: Kastelein R. A. et al. Audiogram of a striped dolphin (Stenella coeruleoalba) // Journal of the Acoustical Society of America. 2003. 113: 1130.

218

Исчерпывающий обзор этого любопытнейшего превращения и многих других из истории млекопитающих – Luo Z.-X. Transformation and diversification in early mammal evolution // Nature. 2007. 450: 1011–1019.

219

См.: Lautenschlager S. et al. The role of miniaturization in the evolution of the mammalian jaw and middle ear // Nature. 2018. 561: 533–537.

220

Почти наверняка у него были вибриссы, а вот с мехом ситуация менее однозначна.

221

См.: Jones K. E. et al. Regionalization of the axial skeleton predates functional adaptation in the forerunners of mammals // Nature Ecology & Evolution. 2020. 4: 470–478.

222

Реконструкция уха Morganucodon позволяет предположить, что он мог различать звуки частотой до 10 кГц, См.: Rosowski J. J. and Graybeal A. What did Morganucodon hear? // Zoological Journal of the Linnean Society. 2008. 101: 131–168.

223

См.: Gill P. G. et al. Dietary specializations and diversity in feeding ecology of the earliest stem mammals // Nature. 2014. 512: 303–305.

224

См.: Hoffman E. A. and Rowe T. B. Jurassic stem-mammal perinates and the origin of mammalian reproduction // Nature. 2018. 561: 104–108.

225

См.: Hu Y. et al. Large Mesozoic mammals fed on young dinosaurs // Nature. 2005. 433: 149–152; Weil A. Living large in the Cretaceous // Nature. 2005. 433: 116, 117.

226

См.: Meng J. et al. A Mesozoic gliding mammal from north-eastern China // Nature. 2006, 444: 889–893. Это создание – волатикотерий, Volaticotherium, из поздней юры Внутренней Монголии. Как стало ясно позже, он относится к группе триконодонтов. И это совсем не то же самое, что харамииды – очень древняя группа млекопитающих, которая тоже шагнула в воздух, См.: Meng J. et al. New gliding mammaliaforms from the Jurassic // Nature. 548. 291–296, 2017; Han G. et al. A Jurassic gliding euharamiyidan mammal with an ear of five auditory bones // Nature. 2017. 551: 451–456.

227

См.: Ji Q. et al. A swimming mammaliaform from the Middle Jurassic and ecomorphological diversification of early mammals // Science. 2006. 311: 1123–1127.

228

См.: Krause D. W. et al. First cranial remains of a gondwanatherian mammal reveal remarkable mosaicism // Nature. 2014. 515: 512–517; Weil A. A beast of the southern wild // Nature. 2014. 515: 495, 496; Krause D. W. et al. Skeleton of a Cretaceous mammal from Madagascar reflects long-term insularity // Nature. 2020. 581: 421–427.

229

Например: Luo Z. X. et al. Dual origin of tribosphenic mammals // Nature. 2001, 409: 53–57; Weil A. Relationships to chew over // Nature. 2001, 409: 28–31; Rauhut O. W. M. et al. A Jurassic mammal from South America // Nature. 2002, 416: 165–168.

230

См.: Bi S. et al. An early Cretaceous eutherian and the placentalmarsupial dichotomy // Nature. 2018. 558: 390–395; Luo Z. X. et al. A Jurassic eutherian mammal and divergence of marsupials and placentals // Nature. 2011. 476: 442–445; Ji Q. et al. The earliest known eutherian mammal // Nature. 2002. 416: 816–822.

231

См.: Luo Z. X. et al. An Early Cretaceous tribosphenic mammal and metatherian evolution // Science. 2003. 302: 1934–1940.

232

Прекрасное руководство по эволюции млекопитающих: Prothero D. R. The Princeton Field Guide to Prehistoric Mammals. Princeton: Princeton University Press, 2017.

233

См.: Head J. J. et al. Giant boid snake from the Palaeocene neotropics reveals hotter past equatorial temperatures // Nature. 2009. 457: 715–717; Huber M. Snakes tell a torrid tale // Nature. 2009. 457: 669–671.

234

См.: Thewissen J. G. M. et al. Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls // Nature. 2001. 413: 277–281; De Muizon C. Walking with Whales // Nature. 2001. 413: 259, 260.

235

См.: Thewissen J. G. M. et al. Fossil evidence for the origin of aquatic locomotion in archaeocete whales // Science. 1994. 263: 210–212.

236

См.: Gingerich P. D. et al. Hind limbs of Eocene Basilosaurus: evidence of feet in whales // Science. 1990. 249: 154–157.

237

Больше информации об эволюции китов см. в книге: J. G. M. Hans Thewissen. The Walking Whales: From Land to Water in Eight Million Years. Oakland: University of California Press, 2014.

238

См.: Madsen O. et al. Parallel adaptive radiations in two major clades of placental mammals // Nature. 2001. 409: 610–614.

239

Самые примитивные приматы – полуобезьяны – включают современных лемуров (обитающих только на Мадагаскаре) и несколько других видов, например галаго и долгопятов. Самые древние долгопяты появились 55 миллионов лет назад, следовательно, антропоиды – группа, включающая мартышкообразных, человекообразных обезьян и человека, – тоже уже существовала в то время. (См.: Ni X. et al. The oldest known primate skeleton and early haplorhine evolution // Nature. 2013. 498: 60–63.) Самые первые – эоценовые – известные представители антропоидов уже были очень разнообразными, что свидетельствует о долгой истории этой группы. (См.: Gebo D. L. et al. The oldest known anthropoid postcranial fossils and the early evolution of higher primates // Nature. 2000. 404. 276–278; Jaeger J. J. et al. Late middle Eocene epoch of Libya yields earliest known radiation of African anthropoids // Nature. 2010. 467: 1095–1098.) К олигоцену, не позднее 25 миллионов лет назад, антропоиды уже разделились на мартышкообразных и человекообразных обезьян. (См.: Stevens N. J. et al. Oligocene divergence between Old World monkeys and apes // Nature. 2013. 497: 611–614.)

240

Некоторые тропические травы используют не очень распространенный вариант фотосинтеза, который биохимики называют С_4-путь. Не очень распространенный, потому что он более энергозатратен, чем используемый большинством растений традиционный, или С_3-путь. Но зато С_4-путь более эффективно расходует углекислый газ. В его использовании нет смысла, если углекислоты в атмосфере много. Видимо, растения почувствовали направление долговременных изменений атмосферы Земли – медленное, но неуклонное снижение количества углекислого газа. См., например: Osborne C. P. and Sack L. Evolution of C_4 plants: a new hypothesis for an interaction of CO_2 and water relations mediated by plant hydraulics // Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. 2012. 367: 583–600.

241

. De Bonis L. et al. New hominid skull material from the late Miocene of Macedonia in Northern Greece // Nature. 1990. 345: 712–714.

242

См.: Alpagut B. et al. A new specimen of Ankarapithecus meteai from the Sinap Formation of central Anatolia // Nature. 1996. 382: 349–351.

243

См.: Suwa G. et al. A new species of great ape from the late Miocene epoch in Ethiopia // Nature. 2007. 448: 921–924.

244

См.: Chaimanee Y. et al. A new orang-utan relative from the Late Miocene of Thailand // Nature. 2004. 427: 439–441.

245

Самой большой человекообразной обезьяной в истории был, видимо, гигантопитек (Gigantopithecus), живший в плейстоцене в Юго-Восточной Азии. Он мог быть вдвое больше гориллы, но точно определить его размер невозможно, потому что найдены только зубы и фрагменты челюстей. По белкам зубной эмали удалось определить, что это был близкий родственник орангутана. См.: Welker F. et al. Enamel proteome shows that Gigantopithecus was an early diverging pongine // Nature. 2019. 576: 262–265.

246

См.: Böhme M. et al. A new Miocene ape and locomotion in the ancestor of great apes and humans // Nature. 2019. 575: 489–493, с комментарием Kivell Tracy L. Fossil ape hints and how walking on two feet evolved // Nature. 2019. 575: 445–446.

247

См.: Rook L. et al. Oreopithecus was a bipedal ape after all: evidence from the iliac cancellous architecture // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1999. 96: 8795–8799.

248

В Америке никогда не было человекообразных обезьян. Они произошли от обезьян Старого Света, американские же обезьяны приходятся им лишь отдаленной родней, произошедшей, скорее всего, от иммигрантов, покинувших Африку в эоцене. (См.: Bond M. et al. Eocene primates of South America and the African origins of New World monkeys. Nature. 520. 538–541. 2015.) В отличие от своей африканской родни, обезьяны Нового Света сохранили длинный хвост, который, как правило, может захватывать предметы и выполняет функцию пятой конечности. Возможно, именно по этой причине в Америке обезьяны так и остались обезьянами, не дав человекообразных или хотя бы просто наземных форм, таких как почти бесхвостые макаки Старого Света.

249

Здесь надо сделать пояснение, чтобы избежать путаницы между терминами «гоминины» и «гоминиды». Гоминиды – это все члены семейства Hominidae, включающего современных людей и все вымершие родственные человеку формы, которые не были более тесно связаны с большими человекообразными обезьянами – понгидами (семейство Pongidae). В последние годы стало ясно, что Pongidae не является «естественной» группой – группой, включающей в себя всех потомков общего предка (который тоже включается в состав этой группы). Люди ближе к шимпанзе, чем и те и другие к гориллам, орангутаны же еще дальше от нас троих. Получается, что в состав семейства Pongidae не может входить общий предок всех понгид, который бы не был предком Hominidae. Чтобы решить эту проблему, определение семейства Hominidae расширили, включив в него всех больших человекообразных обезьян наравне с людьми, а гомининами (членами подтрибы Hominina трибы Hominini подсемейства Homininae) называют современных людей и всех вымерших родственников нашего вида, которые ближе к нам, чем к шимпанзе. Именно так я использую этот термин в этой книге. Ситуацию запутывает неоднозначность используемых терминов: одни исследователи говорят «гоминины», другие в этом же смысле используют «гоминиды». И в том и в другом лагере случаются перебежчики, так что чтение работ на эту тему – в том числе тех, которые я здесь цитирую, – может слегка запутать.

250

См.: Brunet M. et al. A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa // Nature. 2002. 418: 145–151; Vignaud P. et al. Geology and palaeontology of the Upper Miocene Toros-Menalla hominid locality, Chad // Nature. 2002. 418: 152–155. Бернар Вуд написал комментарий к этим статьям: Wood B. Hominid revelations from Chad // Nature. 2002. 418: 133–135.

251

Нашедшие череп сахелантропа исследователи назвали его «Тумай». На даза – языке народа, населяющего эти неуютные места, – это означает «надежда на жизнь».

252

См.: Haile-Selassie Y. et al. Late Miocene hominids from the Middle Awash, Ethiopia // Nature. 2001. 412: 178–181.

253

. Pickford M. et al. Bipedalism in Orrorin tugenensis revealed by its femora // Comptes Rendus Palevol. 2002. 1: 191–203.

254

Большинство находок, связанных с эволюцией человека и датируемых возрастом 5 миллионов лет и позже, сделаны в узкой полосе Африки, протянувшейся от Малави на юге и к северу, через территорию Танзании, Кении и Эфиопии. Это Восточно-Африканская рифтовая долина, которую называют еще Великой, – медленно расширяющийся провал, образованный расходящимися в стороны двумя участками земной коры. Гигантские обломки стен долины обваливаются в неуклонно расширяющееся пространство, не выдерживая натиска дождей и солнца. Плиты расходятся, и магма кипит между ними, создавая вулканы. Постоянно образуются, сливаются, разливаются и высыхают реки и озера. Сочетание осадков, озер и вулканов – отличный рецепт для приготовления прекрасных окаменелостей. Именно на берегах кенийских, танзанийских и эфиопских озер долины собрана львиная доля свидетельств эволюции человека. Большинство остальных найдено в старых, эродированных известняковых пещерах Южной Африки на небольшом участке, известном как «Колыбель Человечества». Пещерные наслоения очень трудно датировать, но некоторый прогресс в этом деле есть. См., например: Pickering R. et al. U-Pb-dated flowstones restrict South African early hominin record to dry climate phases // Nature. 2019. 565: 226–229. Земля по-прежнему в движении и не собирается останавливаться – через несколько миллионов лет земли к востоку от рифтовой зоны будут оторваны от остальной Африки и морские воды заполнят пустоту. Рифт – новый океан, рождающийся на наших глазах точно так же, как рифт на востоке Северной Америки в конце триаса превратился в Атлантический океан, только без трагедии.

255

И для детей.

256

См.: Whitcome K. K. et al. Fetal load and the evolution of lumbar lordosis in bipedal hominins // Nature. 2007. 450: 1075–1078.

257

См., например: Wilson A. M. et al. Biomechanics of predator-prey arms race in lion, zebra, cheetah and impala // Nature. 2018, 554: 183–188; и комментарий к этой статье: Biewener A. A. Evolutionary race as predators hunt prey // Nature. 2018. 554: 176–178.

258

Другие двуногие млекопитающие – кенгуру и разные скачущие грызуны вроде тушканчиков. Но кенгуру сохраняют вертикальное положение благодаря своему хвосту, а прыгунчики скачут, отталкиваясь обеими ногами сразу.

259

В этом я убедился лично, когда в августе 2018 г. сломал лодыжку. Эта неприятность оставила меня совершенно беспомощным, что скрашивалось немедленно доступными возможностями почти непостижимо сложного и обширного аппарата Национальной службы здравоохранения, в том числе «скорой», полностью оснащенной учебной больницей, фельдшерами, нянечками, анестезиологами, хирургами, не говоря уже о целой армии вспомогательного персонала, и – уже после выписки – физиотерапевтом, арендой инвалидного кресла Красным Крестом и (в основном) уходом многострадальной миссис Джи, которая решила, как минимум отчасти под впечатлением от произошедшего, пройти курсы нянечек, специализирующихся на труднообучаемых пациентах. Национальная служба здравоохранения – крупнейший работодатель не только в Британии, но и во всей Европе, потребляющий значительную долю британских правительственных расходов. Без такой поддержки древний гоминин, сломав лодыжку в африканской саванне, скорее всего, был бы убит и съеден.

260

См.: White T. D. et al. Australopithecus ramidus, a new species of early hominid from Aramis, Ethiopia // Nature. 1994. 371: 306–312.

261

См.: Gibbons A. A rare 4.4-million-year-old skeleton has drawn back the curtain of time to reveal the surprising body plan and ecology of our earliest ancestors // Science. 2009. 326: 1598–1599.

262

См.: Leakey M. G. et al. New four-million-year-old hominid species from Kanapoi and Allia Bay, Kenya // Nature. 1995. 376: 565–571; Haile-Selassie Y. et al. A 3.8-million-year-old hominin cranium from Woranso-Mille, Ethiopia // Nature. 2019. 573: 214–219; Spoor F. Elusive cranium of early hominin found // Nature. 2019. 573: 200–202.

263

. Johanson D. C. et al. A new species of the genus Australopithecus (Primates, Hominidae) from the Pliocene of Eastern Africa // Kirtlandia. 1978. 28: 1–14. В том же месте в то же время обитали еще, как минимум, два вида. См.: Haile-Selassie Y. et al. New species from Ethiopia further expands Middle Pliocene hominin diversity // Nature. 2015. 521: 483–488; Spoor F. The Middle Pliocene gets crowded. Nature. 521: 432–433. 2015; Leakey et al. New hominin genus from eastern Africa shows diverse middle Pliocene lineages // Nature. 2001. 410: 433–440; Lieberman D. Another face in our family tree // Nature. 2001. 410: 419–420.

264

Очень похожее создание в тех местах получило название Australopithecus bahrelghazali: Brunet M. et al. The first australopithecine 2,500 kilometres west of the Rift Valley (Chad) // Nature. 1995. 378: 273–275.

265

Это видно по следам, оставленным в мокром вулканическом пепле, которые обнаружены в Лаэтоли, Танзания. Следы сохранились в двух местах – в одном оставивший их гоминин прошел один, в другом же прошли взрослый и ребенок (по-видимому, следовавший за старшим). См.: Leakey M. D. and Hay R. L. Pliocene footprints in the Laetolil Beds and Laetoli, northern Tanzania // Nature. 1979. 278: 317–323.

266

Следы переломов на лучше всего сохранившемся образце – известном скелете «Люси» – говорят о том, что она умерла от ран, полученных при падении с дерева. См.: Kappelman J. et al. Perimortem fractures in Lucy suggest mortality from fall out of a tree // Nature. 2016. 537: 503–507.

267

См.: Cerling T. E. et al. Woody cover and hominin environments in the past 6 million years // Nature. 2011. 476: 51–56; Feibel C. S. Shades of the savannah // Nature. 2011. 476: 39–40.

268

. Haile-Selassie Y. et al. A new hominin foot from Ethiopia shows multiple Pliocene bipedal adaptations // Nature. 2012. 483: 565–569; Lieberman D. Those feet in ancient times // Nature. 2012. 483: 550–551.

269

В число которых входили различные виды австралопитеков и людей, такие как Australopithecus garhi (см.: Asfaw B. et al. Australopithecus garhi: a new species of early hominid from Ethiopia // Science. 1999. 284: 629–635); Australopithecus sediba (Berger L. R. et al. Australopithecus sediba: a new species of Homo-like australopith from South Africa // Science. 2010. 328: 195–204); Homo habilis и Homo rudolfensis (см.: Spoor F. et al. Reconstructed Homo habilis type OH7 suggests deep-rooted species diversity in early Homo // Nature. 2015. 519: 83–86); а также Homo naledi (Berger L. R. et al. Homo naledi, a new species of the genus Homo from the Dinaledi Chamber, South Africa // eLife, 2015, 4: e09560). Взаимоотношения между всеми этими созданиями остаются предметом значительных споров. И хотя название Homo изначально задумывалось как отражающее больший объем мозга и большие технологические возможности (см.: Leakey L. S. B. A New Fossil Skull from Olduvai // Nature. 1959. 184: 491–493; Leakey L. S. B. et al. A New Species of the Genus Homo from Olduvai Gorge // Nature. 1964. 202: 7–9), открытие каменных орудий, чей возраст заметно превышает время появления первых Homo – около 3,3 миллиона лет назад, – поставило под вопрос такое разделение. Напротив, было выдвинуто вполне обоснованное предположение, что первые виды Homo слишком мало отличались от Australopithecus, чтобы заслуживать особого наименования. См.: Wood B. and Collard M. The Human Genus // Science. 1999. 284: 65–71.

270

См.: Harmand S. et al. 3.3-million-year-old stone tools from Lomekwi 3, West Turkana, Kenya // Nature. 2015. 521: 310–315; Hovers E. Tools go back in time // Nature. 2015. 521: 294–295; McPherron S. P. et al. Evidence for stone-tool-assisted consumption of animal tissues before 3.39 million years ago at Dikika, Ethiopia // Nature. 2010. 466: 857–860; Braun D. R. Australopithecine butchers // Nature. 2010. 466: 828.

271

Древнейшие орудия были не сложнее тех, какими сегодня пользуются шимпанзе, их очень сложно отличить от каменных обломков, образовавшихся по естественным причинам. Разные виды приматов – не только гоминины – выбирают подходящие камни и приносят их туда, где собираются ими пользоваться. Такие орудия почти неотличимы от применявшихся древними гомининами. См.: Haslam M. et al. Primate archaeology evolves // Nature Ecology & Evolution. 2017. 1: 1431–1437.

272

См.: Zink K. D. and Lieberman D. E. Impact of meat and Lower Palaeolithic food processing techniques on chewing in humans // Nature. 2016. 531: 500–503.

273

…те же самые 23,5 градуса к вертикали, только выраженные как отклонение от горизонтали. В сумме эти две величины дают 90 градусов.

274

То же самое и со звездами Южного полушария. Однако участок звездного неба вокруг небесного Южного полюса чертовски уныл, смотреть там не на что, и уж точно там нет ни одной звезды, отмечавшей бы Южный полюс так же, как Полярная – Северный.

275

Это рассчитал сербский математик Милутин Миланкович (1879–1958), который выполнил всю работу без компьютера. Представьте себе.

276

Одно из моих считаных настоящих открытий, лежащее непрочитанным в глубине моей кандидатской диссертации.

277

Для выбора Британии в качестве примера есть причина и помимо того, что я сам британец и для своей диссертации изучал ледниковую фауну Британии. Являясь островом на западной окраине громадной массы суши, Британия в ту эпоху была подвержена изменениям климата в самых экстремальных формах, чем и хороша в качестве примера. Таково мое оправдание. И я от него не отступлю.

278

См.: Jones G. A. A stop-start ocean conveyer // Nature. 1991. 349: 364–365.

279

Такие внезапные всплески откалывания айсбергов известны как события Хайнриха. См.: Bassis J. N. et al. Heinrich events triggered by ocean forcing and modulated by iostatic adjustment // Nature. 2017. 542: 332–334; Vieli A. Pulsating ice sheet // Nature. 2017. 542: 298, 299.

280

Земля прекрасно запечатлела это событие. В слоях с ископаемыми, относящихся к переходному периоду, значительно снижается количество останков видов, предпочитавших смешанные леса, – например австралопитеков – и растет число видов открытых равнин – лошадей, верблюдов – и людей. См.: Alemseged Z. et al. Fossils from Mille-Logya, Afar, Ethiopia, elucidate the link between Pliocene environmental change and Homo origins // Nature Communications. 2020. 11: 2480.

281

См.: Bramble D. and Lieberman D. Endurance running and the evolution of Homo // Nature. 2004, 432: 345–352, – прекрасный очерк о том, как важна способность длительного бега для истории человека. Стоит добавить, что в этом очерке авторы рассматривают Homo sapiens, а не Homo erectus, поэтому я позволил себе некоторую вольность, назвав эректуса первым гоминином, форма тела которого очень схожа с таковой у современного человека.

282

Здесь словом «племя» обозначается отдельная группа особей, связанных родством и обычаями, живущая по большей части в одном месте и культурно и – в той или иной степени – генетически отличающаяся от других таких же групп.

283

Сравнение уровней смертельного насилия у разных видов млекопитающих показывает, что гоминины и приматы вообще более жестоки, чем млекопитающие в среднем. См.: Gómez J. M. et al. The phylogenetic roots of human lethal violence // Nature. 2016. 538: 233–237, и редакторский комментарий: Pagel M. Lethal violence deep in the human lineage // Nature. 2016. 538: 180, 181.

284

…с крошечным пенисом. В эрегированном состоянии у гориллы – 3 сантиметра. У самого среднего мужчины на 10 сантиметров больше. См.: Maslin M. Why did humans evolve big penises but small testicles? // The Conversation. 25 January 2017, accessed 1 April 2021; Veale D. et al. Am I normal? A systemic review and construction of nomograms for flaccid and erect penis length and circumference in up to 15,521 men // BJU International. 2015. 115: 978–986.

285

См.: Eliassen S. and Jørgensen C. Extra-pair mating and evolution of cooperative neighbourhoods // PLoS ONE. 2014. 9: e99878, https://doi.org/10.1371./journal.pone.0099878; Sheldon B. C. and Mangel M. Love thy neighbour // Nature. 2014. 512: 381, 382.

286

Так описывают эректуса Алан Уокер и Пэт Шипман в своей проницательной книге Walker Alan and Shipman Pat. The Wisdom of Bones. Vintage, 1997.

287

См.: Dean C. et al. Growth processes in teeth distinguish modern humans from Homo erectus and earlier hominins // Nature. 2001. 414: 628–631; и сопроводительный комментарий: Moggi-Cecchi J. Questions of growth // Nature. 2001. 414: 595–597.

288

Древнейшие ашельские орудия найдены в Африке (см., например: Asfaw B. et al. The earliest Acheulean from Konso-Gardula // Nature. 1992. 360: 732–735), но культура в целом получила название по находкам со стоянки Сент-Ашель, Франция, на основании которых была описана.

289

Цит. по: Борхес Х. Л. Есть многое на свете // Культ Ктулху: Антология / Пер. с англ. А. Осипова. М.: АСТ, 2016.

290

. © The Atlantic Monthly, 1975.

291

См.: Joordens J. C. A. et al. Homo erectus at Trinil on Java used shells for tool production and engraving // Nature. 2015. 518: 228–231.

292

Люди всегда изумляются, узнавая, что мы очень близки к шимпанзе, гориллам и орангутанам. Помимо религиозных мотивов, потрясение объясняется радикальными внешними различиями людей и этих обезьян. Причина же этих различий в том, что насколько сильно изменились люди со времен нашего общего предка, настолько же мало изменились человекообразные обезьяны.

293

Древнейшая найденная окаменелость эректуса – фрагмент черепа из южноафриканской пещеры Дримолен возрастом чуть больше 2 миллионов лет. (См.: Herries A. I. R. et al. Contemporaneity of Australopithecus, Paranthropus and early Homo erectus in South Africa // Science. 2020, 368, https://doi:10.1126/science.aaw7293.) Самая полная африканская находка – скелет подростка, найденный в Кении (см.: Brown F. et al. Early Homo erectus skeleton from west Lake Turkana, Kenya // Nature. 1985, 316: 788–792). Длинный скелет с вытянутыми пропорциями разительно отличается от приземистых костяков ранних гоминин.

294

См.: Zhu Z. et al. Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago // Nature. 2018. 559: 608–612.

295

См.: Shen G. et al. Age of Zhoukoudian Homo erectus determined with 26Al/10Be burial dating // Nature. 2009. 458: 198–200; и сопроводительный комментарий: Ciochon R. L. and Bettis E. A. Asian Homo erectus converges in time // Nature. 2009. 458: 153, 154.

296

См.: Schwartz J. Why constrain hominid taxonomic diversity? // Nature Ecology & Evolution, 2019. 9: 1269, 1270, https://doi.org/ 10.1038/s41559–019–0959–2 с меткими доводами в пользу таксономического разнообразия эректусов.

297

Все биологические виды именуются в соответствии с биноминальной номенклатурой: каждый вид обозначается двумя словами – родовым эпитетом (Homo) и видовым (sapiens). Иногда может добавляться третье слово – обозначение подвида (получается, например, Homo sapiens sapiens). Но грузинские гоминины оказались уникальны – им присвоили тетраномиальное обозначение Homo erectus ergaster georgicus. Это исключительное явление в истории номенклатуры (до сих пор похвастать подобным могли только члены британской королевской семьи), которое лишь подчеркивает обширность паствы эректусов. См.: Gabunia L. and Vekua A. A Plio-Pleistocene hominid from Dmanisi, East Georgia, Caucasus // Nature. 1995, 373: 509–512; Lordkipanidze D. et al. A complete skull from Dmanisi, Georgia, and the evolutionary biology of early Homo // Science. 2013. 342: 326–331, с описанием этого замечательного названия и обсуждением очень насущной проблемы определения принадлежности ископаемых находок к видам с неизвестным уровнем внутривидовой изменчивости.

298

См.: Rizal Y. et al. Last appearance of Homo erectus at Ngandong, Java, 117 000–108 000 years ago // Nature. 2020. 577: 381–385.

299

См.: Swisher C. C. et al. Latest Homo erectus of Java: potential contemporaneity with Homo sapiens in Southeast Asia // Science. 1996. 274: 1870–1874.

300

См.: Ingicco T. et al. Earliest known hominin activity in the Philippines by 709 thousand years ago // Nature. 2018. 557: 233–237.

301

См.: Détroit F. et al. A new species of Homo from the Late Pleistocene of the Philippines // Nature. 2019. 568: 181–186; и редакционный комментарий: Tocheri M. W. Previously unknown human species found in Asia raises questions about early hominin dispersals from Africa // Nature. 2019. 568: 176–178.

302

См.: Brown P. et al. A new small-bodied hominin from the Late Pleistocene of Flores, Indonesia // Nature. 2004, 431: 1055–1061, с редакционным комментарием: Lahr M. M. and Foley R. Human evolution writ small // Nature. 2004. 431: 1043, 1044; Morwood M. J. et al. Further evidence for small-bodied hominins from the Late Pleistocene of Flores, Indonesia // Nature. 2005. 437: 1012–1017, а также онлайн-коллекцию: The Hobbit at 10, https://www.nature.com/collections/baiecchdeh

303

См.: Sutikna T. et al. Revised stratigraphy and chronology for Homo floresiensis at Liang Bua in Indonesia // Nature. 2016. 532: 366–369; van den Bergh G. D. et al. Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores // Nature. 2016. 534: 245–248; Brumm A. et al. Early stone technology on Flores and its implications for Homo floresiensis // Nature. 2006. 441: 624–628.

304

Эти крысы до сих пор обитают на острове наравне с крысами среднего размера и мелкими. Когда я ездил в пещеру Лианг-Буа на Флоресе, где были впервые найдены останки Homo floresiensis, то провел прекрасный день, помогая Ханнеке Мейер сортировать по размерам сотни крысиных костей, почти столько же костей летучих мышей и – что ее особо интересовало – редкие, но важные птичьи кости. Мы с энтузиазмом просеивали каждый грамм пещерных осадков, складывая все найденное в мешки с отметками точного места находки. Сотрудники лагеря относили все это вниз по склону к рисовым полям, отмывали и приносили обратно для изучения. При любых раскопках надо отдавать должное огромной работе людей, остающихся обычно за кадром и не попадающих в списки авторов прорывных статей и престижных премий.

305

Виктория Херридж напомнила, чтобы я не забыл упомянуть карликовых слонов. Я не могу не представлять себе, как слоны и люди все уменьшаются и уменьшаются, становятся микроскопическими и фактически невидимыми, словно главный герой в «Невероятном уменьшающемся человеке».

306

См.: Bermúdez de Castro J. M. et al. A hominid from the lower Pleistocene of Atapuerca, Spain: possible ancestor to Neandertals and modern humans // Science. 1997. 276: 1392–1395; Parfitt S. A. et al. Early Pleistocene human occupation at the edge of the boreal zone in northwest Europe // Nature. 2010. 466: 229–233, и сопутствующий комментарий: Roberts A. P. and Grün R. Early human northerners // Nature. 2010. 466: 189, 190; Ashton N. et al. Hominin footprints from Early Pleistocene Deposits at Happisburgh, UK // PLoS ONE. 2014. 9: e88329. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088329

307

См.: Welker F. et al. The dental proteome of Homo antecessor // Nature. 2020. 580: 235–238.

308

См.: Thieme H. Lower Palaeolithic hunting spears from Germany // Nature. 1997. 385: 807–810.

309

См.: Roberts M. B. et al. A hominid tibia from Middle Pleistocene sediments at Boxgrove, UK // Nature. 1994. 369: 311–313.

310

См.: Arsuaga J. L. et al. Three new human skulls from the Sima de los Huesos Middle Pleistocene site in Sierra de Atapuerca, Spain // Nature. 1993. 362: 534–537.

311

Изучение ядерной ДНК показало, что особь из Атапуэрки ближе к неандертальцу, чем к любому другому гоминину. См.: Meyer M. et al. Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins // Nature. 2016. 531: 504–507.

312

См.: Jaubert J. et al. Early Neanderthal constructions deep in Bruniquel Cave in southwestern France // Nature. 2016. 534: 111–114; и комментарий к этой статье: Soressi M. Neanderthals built underground // Nature. 2016. 534: 43, 44.

313

Денисовцы получили свое название по Денисовой пещере в Алтайском крае. Обнаруженные там останки первыми были описаны как новый вид человека. Официально систематическое название виду пока не присвоено.

314

См.: Chen F. et al. A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau // Nature. 2019. 569: 409–412.

315

Поступь их, видимо, была очень легка. В Южной Калифорнии есть место гибели мастодонтов, датируемое периодом 125 000 лет назад, которое – крайне спорно – приписывается деятельности человека. Это намного раньше, чем даже самые оптимистичные оценки времени заселения человеком Америки, которое произошло в лучшем случае 30 000 лет назад. См.: Holen S. R. et al. A 130 000-year-old archaeological site in southern California, USA // Nature. 2017. 544: 479–483.

316

См.: Reich D. et al. Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia // Nature. 2010. 468: 1053–1060; и сопроводительный комментарий: Bustamante C. D. and Henn B. M. Shadows of early migrations // Nature. 2010. 468: 1044, 1045.

317

См.: Navarrete A. et al. Energetics and the evolution of human brain size // Nature. 2011. 480: 91–93; Potts R. Big brains explained // Nature. 2011. 480: 43, 44.

318

Естественный отбор также действовал в пользу мужчин, предпочитавших женщин с плавными округлыми формами. См.: Yu D. W. and Shepard G. H. Jr. Is beauty in the eye of the beholder? // Nature. 1998. 396: 321, 322.

319

См.: Hawkes K. Grandmothers and the evolution of human longevity // American Journal of Human Biology, 2003. 15: 380–400. Нет нужды говорить, что гипотеза бабушек так же спорна, как и все в эволюции образа жизни человека, но мне она кажется наиболее здравой.

320

По той же причине у мужчин есть соски. У женщин есть грудь с сосками, у мужчин тоже есть соски, но маленькие и нефункциональные. За это тоже приходится платить: мужчины, как и женщины, болеют раком груди, хотя и гораздо реже. Вот такой парадокс – в результате эволюции предпочтений самок, касающихся выбора брачного партнера, сохраняются вредные признаки у самцов. См.: Muralidhar P. Mating preferences of selfish sex chromosomes // Nature. 2019. 570: 376–379; Kirkpatrick M. Sex chromosomes manipulate mate choice // Nature. 2019. 570: 311, 312.

321

Этим откровением я обязан Саймону Конвею Моррису.

322

Джаред Даймонд считает, что рост заболеваемости сахарным диабетом II типа, особенно среди народов, до недавнего времени питавшихся в основном натуральной пищей, является следствием быстрого перехода к западному образу жизни, в котором нет места голоду, а избыточное потребление богатых сахарами продуктов стало повсеместным. См.: Diamond J. The double puzzle of diabetes // Nature. 2003. 423: 599–602.

323

Около 300 000 лет назад в Центральной Африке обитал Homo rhodesiensis, похожий на европейского Homo heidelbergensis (Grün R. et al. Dating the skull from Broken Hill, Zambia, and its position in human evolution // Nature. 2020. 580: 372–375), но были и другие. Всего лишь 11 000 лет назад в Нигерии обитал вид гоминин, чей череп был примечателен своими архаичными чертами (Harvati K. et al. The Later Stone Age calvaria from Iwo Eleru, Nigeria: morphology and chronology // PLoS ONE. 2011. 6: e24024. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0024024). По некоторым признакам, был и другой африканский архаичный вид, от которого остались, словно улыбка Чеширского кота, только некоторые участки в нашем геноме. (См., например: Hsieh P. H. et al. Model-based analyses of whole-genome data reveal a complex evolutionary history involving archaic introgression in Central African Pygmies // Genome Research. 2016. 26: 291–300.)

324

Древнейшие известные признаки существования Homo sapiens найдены в Марокко и имеют возраст 315 000 лет (см.: Hublin J. J. et al. New fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the pan-African origin of Homo sapiens // Nature. 2017. 546: 289–292; Richter D. et al. The age of the hominin fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the origins of the Middle Stone Age // Nature. 2017. 546: 293–296; Stringer C. and Galway-Witham J. On the origin of our species // Nature. 2017. 546: 212–214). Другие древние образцы Homo sapiens включают останки из формации Кибиш в долине Омо (Эфиопия) возрастом около 195 000 лет (McDougall I. et al. Stratigraphic placement and age of modern humans from Kibish, Ethiopia // Nature. 2005. 433: 733–736) и Среднего Аваша, тоже в Эфиопии (см.: White T. D. et al. Pleistocene Homo sapiens from Middle Awash, Ethiopia // Nature. 2003. 423: 742–747; Stringer C. Out of Ethiopia // Nature. 2003. 423: 693–695).

325

. Harvati K. et al. Apidima Cave fossils provide earliest evidence of Homo sapiens in Eurasia // Nature. 2019. 571: 500–504; McDermott F. et al. Mass-spectrometric U-series dates for Israeli Neanderthal/early modern hominid sites // Nature. 1993. 363: 252–255; Hershkovitz I. et al. The earliest modern humans outside Africa // Science. 2018. 359: 456–459.

326

См.: Chan E. K. F. et al. Human origins in a southern African palaeowetland and first migrations // Nature. 2019. 575: 185–189.

327

См.: Henshilwood C. S. et al. A 100 000-year-old Ochre-Processing Workshop at Blombos Cave, South Africa // Science. 2011. 334: 219–222.

328

См.: Henshilwood C. S. et al. An abstract drawing from the 73 000-year-old levels at Blombos Cave, South Africa // Nature. 2018. 562: 115–118.

329

См.: Brown K. S. et al. An early and enduring advanced technology originating 71 000 years ago in South Africa // Nature. 2012. 491: 590–593.

330

См.: Rito T. et al. A dispersal of Homo sapiens from southern to eastern Africa immediately preceded the out-of-Africa migration // Scientific Reports. 2019. 9: 4728.

331

На фоне извержения Тоба меркнет знаменитая катастрофа Тамбора, тоже в Индонезии, произошедшая в 1815 г., после которой наступил знаменитый «год без лета». Тем летом компания радикалов, желая насладиться летом, поселилась в вилле на берегу Женевского озера. Компания развлекалась чтением рассказов о привидениях. Среди них была девятнадцатилетняя Мэри Шелли, которая спустя три года опубликовала культовый роман «Франкенштейн, или Современный Прометей». Неплохой запас на черный день.

332

См.: Smith E. I. et al. Humans thrived in South Africa through the Toba eruption about 74 000 years ago // Nature. 2018. 555: 511–515.

333

Такая традиция доказана для австралопитеков. Химический анализ следовых элементов в эмали зубов показал, что особи меньшего размера – предполагается, что это были самки, – за свою жизнь уходили дальше от родных мест, чем самцы. См.: Copeland S. R. et al. Strontium isotope evidence for landscape use by early hominins // Nature. 2011. 474: 76–78; Schoeninger M. J. In search of the australopithecines // Nature. 2011. 474: 43–45.

334

См.: Timmermann A. and Friedrich T. Late Pleistocene climate drivers of early human migration // Nature. 2016. 538: 92–95.

335

. Clarkson C. et al. Human occupation of northern Australia by 65 000 years ago // Nature. 2017. 547: 306–310.

336

См., например: Villanea F. A. and Schraiber J. G. Multiple episodes of interbreeding between Neanderthals and modern humans // Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 39–44, с сопутствующим комментарием: Mafessoni F. Encounters with archaic hominins, Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 14, 15; Sankararaman S. et al. The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans // Nature. 2014. 507: 354–357.

337

См.: Huerta-Sánchez E. et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA // Nature. 2014. 512: 194–197.

338

См.: Hublin J. J. et al. Initial Upper Palaeolithic Homo sapiens from Bacho Kiro Cave, Bulgaria // Nature. 2020. 581: 299–302, и сопутствующее сообщение: Fewlass H. et al. A 14C chronology for the Middle to Upper Palaeolithic transition at Bacho Kiro Cave, Bulgaria // Nature Ecology & Evolution. 2020. 4: 794–801, с редакционным комментарием: Banks W. E. Puzzling out the Middle-to-Upper Palaeolithic transition // Nature Ecology & Evolution. 2020. 4: 775, 776. Также см.: Cortés-Sanchéz M. et al. An early Aurignacian arrival in south-western Europe // Nature Ecology & Evolution. 2019. 3: 207–212; Benazzi S. et al. Early dispersal of modern humans in Europe and implications for Neanderthal behaviour // Nature. 2011. 479: 525–528.

339

См.: Higham T. et al. The timing and spatiotemporal patterning of Neanderthal disappearance // Nature. 2014. 512: 306–309, и комментарий к этой статье: Davies W. The time of the last Neanderthals // Nature. 2014. 512: 260, 261.

340

«Вы хотите сказать, что они спаривались?» – недоверчиво спросила немолодая слушательница с прекрасным произношением докладчика, затронувшего эту пикантную тему на встрече в Королевском обществе в Лондоне, посвященной древней ДНК. Я сидел где-то на задних рядах и с трудом боролся с искушением встать и ответить таким же властным голосом: «Они не просто спаривались – их союз был освящен потомством!» Искушение я поборол.

341

См.: Koldony O. and Feldman M. W. A parsimonious neutral model suggests Neanderthal replacement was determined by migration and random species drift // Nature Communications, 2017, 8: 1040; Stringer C. and Gamble C. In Search of the Neanderthals. L.: Thames & Hudson, 1994. Похожая картина наблюдается и у других видов. Серая североамериканская белка, например, была завезена в Англию в XVIII в. Спустя двести лет благодаря более быстрому размножению и более агрессивному территориальному поведению она практически вытеснила аборигенную рыжую белку. См.: Okubo A. et al. On the spatial spread of the grey squirrel in Britain // Proceedings of the Royal Society of London B. 1989. 238: 113–125.

342

См.: Zilhão J. et al. Precise dating of the Middle-to-Upper Paleolithic transition in Murcia (Spain) supports late Neandertal persistence in Iberia // Heliyon. 2017. 3: e00435.

343

. Slimak L. et al. Late Mousterian persistence near the Arctic Circle // Science. 2011. 332: 841–845.

344

. Vaesen K. et al. Inbreeding, Allee effects and stochasticity might be sufficient to account for Neanderthal extinction // PLoS ONE. 2019. 14: e0225117.

345

. Diamond J. The last people alive // Nature. 1994. 370: 331, 332.

346

. Fu Q. et al. An early modern human from Romania with a recent Neanderthal ancestor // Nature. 2015. 524: 216–219.

347

. Conard et al. New flutes document the earliest musical tradition in southwestern Germany, Nature. 460. 737–740, 2009.

348

. Conard N. J. Palaeolithic ivory sculptures from southwestern Germany and the origins of figurative art // Nature. 2003. 426: 830–832.

349

См.: Aubert M. et al. Pleistocene cave art from Sulawesi, Indonesia // Nature. 2014, 514: 223–227; Aubert M. et al. Palaeolithic cave art in Borneo // Nature. 2018. 564: 254–257.

350

. Lubman D. Did Paleolithic cave artists intentionally paint at resonant cave locations? // Journal of the Acoustical Society of America. 2017. 141: 3999.

351

Я называю это «принцип Карениной». Пользуйтесь на здоровье.

352

Роман «Во тьме Эдема» Криса Бекетта рассказывает историю Джона Рэдлантерна, одного из 532 потомков пары астронавтов, высадившихся на далекой планете. Это горькая картина отчаянных попыток малой популяции выжить, несмотря на влияние наследственных уродств, к которым привели близкородственные скрещивания.

353

Такая грустная история случилась с Dedeckera eurekensis – кустарником-эндемиком пустыни Мохаве. Он возник в более мягких условиях, не смог приспособиться, когда условия изменились, и накопил такое множество генетических отклонений, что практически утратил способность к размножению. См.: Wiens D. et al. Developmental failure and loss of reproductive capacity in the rare palaeoendemic shrub Dedeckera eurekensis // Nature. 1989. 338: 65–67.

354

См.: Sang A. et al. Indirect evidence for an extinction debt of grassland butterflies half century after habitat loss // Biological Conservation. 2010. 143: 1405–1413.

355

См.: Tilman D. et al. Habitat destruction and the extinction debt // Nature. 1994. 371: 65, 66.

356

См.: Stuart A. J. Vanished Giants. Chicago: University of Chicago Press, 2020, – обширное, легко читающееся описание плейстоценового вымирания.

357

См.: Stuart A. J. et al. Pleistocene to Holocene extinction dynamics in giant deer and woolly mammoth // Nature. 2004. 431: 684–689.

358

Например, в своей неопубликованной и никем не прочитанной кандидатской диссертации «Полорогие плейстоцена Британии» (Bovidae from the Pleistocene of Britain. Fitzwilliam College, University of Cambridge, 1991) я показал, что в середине последнего ледниковья в Британии был распространен небольшой выносливый вид бизонов, но в течение этой же ледниковой эпохи его сменил другой, более крупный вид. В предшествовавшем ипсвичском межледниковье бизоны также были обычными обитателями Британии, но были крупнее и обитали в Англии за пределами долины Темзы – в те дни Лондон был уделом зубров. В хокснийском межледниковье (за одно или два до ипсвичского) всюду были зубры, а бизонов было не найти ни за какие деньги. А еще раньше, в кромерскую эпоху, не было зубров, но были бизоны – правда, другого вида. Но плейстоценовые отложения Британии многочисленны, и их (относительно) легко расположить в правильном порядке. Такое разрешение недостижимо для пород, например, пермских времен.

359

Долго считалось, что человек прибыл в Америку никак не раньше 15 000 лет назад. Однако новые находки и более точные датировки показали, что люди на этом континенте уже были 30 000 лет назад, хотя в те времена их было там немного. См.: Becerra-Valdivia L. and Higham T. The timing and effect of the earliest human arrivals in North America // Nature. 2020. 584: 93–97. https://doi.org/10.1038/s41586–020–2491–6; Ardelean C. F. et al. Evidence for human occupation in Mexico around the Last Glacial Maximum // Nature. 2020. 584: 87–92.

360

Как и Луны, но здесь я пишу о жизни на Земле, так что эту тему оставим за скобками.

361

См.: Piperno D. R. et al. Processing of wild cereal grains in the Upper Palaeolithic revealed by starch grain analysis // Nature. 2004. 430: 670–673.

362

См.: Diamond J. Evolution, consequences and future of plant and animal domestication // Nature. 2002. 418: 700–707.

363

См.: Krausmann F. et al. Global human appropriation of net primary production doubled in the 20th century // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2013. 110: 10324–10329.

364

Если вас это интересует – я родился в 1962 г. «Good Luck Charm» Элвиса Пресли была на вершине Billbord Hot 100 и британского хит-парада синглов.

365

Суммарный коэффициент рождаемости (СКР) показывает, сколько детей в среднем родила бы одна женщина на протяжении всего репродуктивного периода (то есть от 15 до 50 лет) при сохранении в каждом возрасте уровня рождаемости того года, для которого вычисляется показатель. Для того чтобы компенсировать смертность, СКР должен быть примерно 2,1. Формально должно было бы быть 2,0, но в реальности планка чуть выше, чтобы компенсировать детскую смертность и неравную частоту гибели мальчиков и девочек. К 2100 г. в 183 странах из 195 изученных СКР будет ниже этого значения, а общее население мира будет меньше, чем сейчас. Население некоторых стран – например Испании, Таиланда и Японии – к этой дате сократится вдвое. См.: Vollset S. E. et al. Fertility, mortality, migration and population scenarios for 195 countries and territories from 2017 to 2100: a forecasting analysis for the Global Burden of Disease Study // The Lancet. 2020. 396: 1285–1306. https://doi.org/10.1016/S 0140–6736(20)30677–2

366

См.: Kaessmann H. et al. Great ape DNA sequences reveal a reduced diversity and an expansion in humans // Nature Genetics. 2001. 27: 155, 156; Kaessmann H. et al. Extensive nuclear DNA sequence diversity among chimpanzees // Science. 1999. 286: 1159–1162.

367

Должен сказать, что, начиная с этого места, большая часть написанного будет предположением, или, как говорят в таких случаях ученые, Придумыванием Всякого Разного.

368

Этот захватывающий образ я позаимствовал у Дугала Диксона, который в своей книге «После человека. Зоология будущего» (Dixon Dougal. After Man: A Zoology of the Future. Granada Publishing, 1982 (Диксон Д. После человека. Зоология будущего / Пер. с англ. П. Волкова. М.: КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2017) предполагает, как могла бы развиваться живая природа через 50 миллионов лет после ухода человека. Диксоновский «ночной бродяга» – ужасающий хищный потомок летучей мыши, рыщущий по ночным лесам свежесформированных/новообразованных вулканических островов Батавии, колонизированных только летучими мышами, которые бурно эволюционировали и заняли множество нехарактерных для них экологических ниш.

369

Если вам хочется поворочаться без сна в беспокойных мыслях, почитайте замечательную книгу Питера Уорда и Дональда Браунли «Жизнь и смерть планеты Земля» (Ward Peter and Brownlee Donald. The Life and Death of Planet Earth. Times Books, Henry Holt and Co., 2002), где оба этих фактора подробно исследованы.

370

За последние 800 000 лет концентрация углекислого газа в атмосфере никогда не превышала 300 ppm. В 2018 г. эта величина превышала 400 ppm – больше, чем в последние 3 миллиона лет, – как следствие деятельности человека. См.: Hashimoto K. Global temperature and atmospheric carbon dioxide concentration // Hashimoto K. Global Carbon Dioxide Recycling. SpringerBriefs in Energy. Singapore: Springer, 2019.

371

Конечно, в жизни все сложнее. Изображенная мной картина основана на представлении о том, что выветриванию подвержены только голые, безжизненные силикатные скалы. Миллиарды лет назад так и было, но жизнь смешала карты. Наличие органической материи и богатых карбонатами осадочных пород изменяет темпы выветривания, причем как в большую, так и в меньшую стороны, и оценить этот вклад крайне сложно (Hilton R. G. and West A. J. Mountains, erosion and the carbon cycle // Nature Reviews Earth & Environment. 2020. 1: 284–299). К тому же большая часть углерода на суше хранится в полностью биогенном субстрате – почве. При повышении температуры повышается скорость обмена веществ почвенных микроорганизмов, которые увеличивают выброс углекислоты в атмосферу (Crowther T. W. et al. Quantifying global soil carbon losses in response to warming // Nature. 2016. 540: 104–108). Эти и другие процессы сильно влияют на перенос углекислого газа из атмосферы в морские глубины.

372

Ситуация осложняется тем, что примерно 800 миллионов лет назад Земля могла столкнуться – один раз или даже несколько – с астероидом: изучение кратеров Марса показало, что как раз в это время возросла интенсивность бомбардировки. См.: Terada K. et al. Asteroid shower on the Earth-Moon system immediately before the Cryogenian period revealed by KAGUYA // Nature Communications. 2020. 11: 3453.

373

См.: Simon L. et al. Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with vascular land plants // Nature. 1993. 363: 67–69.

374

См.: Simard S. W. et al. Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species in the field // Nature. 1997, 388: 579–582; Song Y. Y. et al. Defoliation of interior Douglas-fir elicits carbon transfer and stress signalling to ponderosa pine neighbors through ectomycorrhizal networks // Scientific Reports. 2015. 5: 8495; Whitfield J. Underground networking // Nature. 2007. 449: 136–138.

375

. Smith M. L. et al. The fungus Armillaria bulbosa is among the largest and oldest living organisms // Nature. 1992. 356: 428–431.

376

Разнообразие перепончатокрылых начало складываться около 281 миллиона лет назад (Peters R. S. et al. Evolutionary history of the Hymenoptera // Current Biology. 2017. 27: 1013–1018); древнейшие известные ночные бабочки жили 300 миллионов лет назад (Kawahara A. Y. et al. Phylogenomics reveals the evolutionary timing and pattern of butterflies and moths // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2019. 116: 22657–22663).

377

Почему же, лакомясь инжиром, мы не набиваем полный рот ос? Хорошо рассказано в: Cook J. M. and West S. A. Figs and fig wasps // Current Biology. 2005. 15: R 978–R 980.

378

См.: Sheppard C. A. and Oliver R. A. Yucca moths and yucca plants: discovery of «the most wonderful case of fertilization» // American Entomologist. 2004. 50: 32–46.

379

См.: Gordon D. M. The rewards of restraint in the collective regulation of foraging by harvester ant colonies // Nature. 2013. 498: 91–93.

380

Этот предмет подробно рассмотрен в книге Э. Уилсона «Хозяева Земли. Социальное завоевание планеты человечеством» (Wilson E. O. The Social Conquest of Earth. N. Y.: Liveright, 2012 (Уилсон Э. Хозяева Земли. Социальное завоевание планеты человечеством / Пер. с англ. Н. Ленцман. СПб.: Питер, 2014).

381

В том, что через 250 миллионов лет на планете будет новый суперконтинент, ученые единодушны. Вопрос в том, каким он будет. Одна модель предполагает, что Северная и Южная Америка продолжат двигаться на запад, пока не столкнутся с Восточной Азией, уничтожив Тихий океан. Согласно другой модели, движение Америк на запад прекратится, и они повернут вспять, столкнувшись с западной оконечностью Евразии, что приведет к закрытию Атлантики. Аргументация обоих сюжетов разобрана в книге: Nield Ted. Supercontinent. L.: Granta, 2007.

382

Хорошее вступление в проблему глубинной биосферы дано в статье: Mascarelli A. L. Low life // Nature. 2009. 459: 770–773.

383

См.: Borgonie G. et al. Eukaryotic opportunists dominate the deep-subsurface biosphere in South Africa // Nature Communications. 2015. 6: 8952; Borgonie G. et al. Nematoda from the terrestrial deep subsurface of South Africa // Nature. 2011. 474: 79–82.

384

Им был «отец американской нематологии» Натан Кобб, написавший этот этюд в одной из своих главных работ (Cobb N. A. Nematodes and their relationships. Washington DC: US Department of Agriculture, 1914. P. 472).

385

Из моделей круговорота углерода следует, что жизни на Земле осталось существовать от 900 миллионов до 1,5 миллиарда лет. Спустя еще миллиард лет на планете выкипят все океаны. (См.: Caldeira K. and Kasting J. F. The life span of the biosphere revisited // Nature. 1992. 360: 721–723.) Что произойдет потом, зависит от темпов выкипания океанов. Случись это быстро – Земля высохнет и станет горячей пустынной планетой. Медленно – и планету окутает густая пелена, которая создаст настолько мощный парниковый эффект, что поверхность Земли расплавится. Эти восхитительные картины принадлежат Питеру Уорду и Дональду Браунли (Ward Peter and Brownlee Donald. The Life and Death of Planet Earth. Times Books, Henry Holt and Co., 2002). Но закончится все одинаково: еще через несколько миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта, заполнит собой полнеба и выжжет Землю дотла, если вовсе не поглотит. Затем наше светило, сбросив большую часть своей массы в виде планетарной туманности, сожмется в крошечного белого карлика и в таком виде сможет существовать триллионы лет. Солнце, хоть и звезда, но недостаточно массивная, чтобы вспыхнуть сверхновой, в пепле которой могли бы возникнуть новые поколения звезд, планет и жизни.

386

См.: Barnosky A. D. et al. Has the Earths sixth mass extinction already arrived? // Nature. 2011. 471: 51–57.

387

См.: https://www.carbonbrief.org/analysis-uk-renewables-generate-more-electricity-than-fossil-fuels-for-first-time, дата обращения 26 июля 2020 г.

388

См., например, книгу Пола Эрлиха «Популяционная бомба» (Ehrlich Paul. The Population Bomb. N. Y.: Ballantine Books, 1968). Оценка эффекта, который эта книга оказывает уже полвека: https: //www.smithsonianmag.com/innovation/book-incited-world-wide-fear-overpopulation-180967499/, дата обращения 26 июля 2020 г.

389

https://ourworldindata.org/energy, дата обращения 26 июля 2020 г.

390

См.: Friedman J. et al. Measuring and forecasting progress towards the education-related SDG targets: Nature. 2020. 580: 636–639.

391

См.: Vollset S. E. et al. Fertility, mortality, migration and population scenarios for 195 countries and territories from 2017 to 2100: a forecasting analysis for the Global Burden of Disease Study // The Lancet. 2020. 396: 1285–1306, https://doi.org/10.1016/S 0140–6736(20)30677–2.

392

См., например: Horneck G. et al. Space microbiology // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2010. 74: 121–156. В этой книге я решил не обсуждать возможность путешествия живых существ (помимо человека) с планеты на планету.

393

…и все они мужчины, что несколько ограничивает репродуктивные возможности.

394

Цит. по: Стэплдон О. Создатель звезд / Пер. с англ. О. Колесникова. М.: АСТ, 2021.

Content

Генри Джи
Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах

1 Песнь льда и пламени

2 Как собрать животное

3 Пришествие позвоночника

4 Бег на сушу

5 Явитесь, амниоты!

6 Парк триасового периода

7 Динозавры в полете

8 Эти великолепные млекопитающие

9 Планета обезьян

10 По всему свету

11 Конец доисторической эпохи

12 Прошлое будущего

Эпилог

Благодарности

Об авторе

Литература для дальнейшего чтения

Примечания