Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности - Джон Лонг

Зерина, работая тогда вместе со мной и Кейт Тринаджстик, подхватила идею сразу же, как только опубликовали нашу статью о рыбе-матери и ее эмбрионе. Обсуждая, были ли это действительно непереваренные пищевые остатки или, может быть, окаменевшие эмбрионы, мы неделю подряд обменивались фотографиями и восторженными электронными письмами. Со времени, когда мы впервые увидели эти фото, у меня существовало острое, навязчивое желание осмотреть потенциальные эмбрионы лично – и тогда уже абсолютно убедиться в открытии. Если мы правы, то это открытие будет много более значимым, чем наша рыба-мать с нерожденным зародышем: это потрясет весь научный мир.

Причина была проста, однако требовала отступления «от текста». Наша рыба-мать, которую мы, вслед за Дэвидом Аттенборо, назвали матерписцис – от Materpiscis, – принадлежала к группе плакодерм, именуемых птиктодонтидами, у которых существовал отчетливый половой диморфизм: у самцов были «захваты» (класперы), что мы наблюдаем у современных акул и скатов, а у самок их не было. Этот половой диморфизм впервые выявил у птиктодонтид в 1930 году знаменитый палеонтолог Дэвид Уотсон, но вплоть до 1960-х годов никто, кроме шведа Тора Орвига, верно не определил класперы на брюшном плавнике самца птиктодонтид рода Ctenurella.

Наша же рыба принадлежала к совершенно иной группе рыб, самой известной и большой группе плакодерм – Артродиры (что в переводе означает «сочлененные шеи»). Эта группа включает большую часть видов плакодерм (более 250) и, до сего времени, никогда не демонстрировала полового диморфизма, несмотря на тысячи хорошо сохранившихся образцов во всем мире. Ранее в научных исследованиях артродир даже не подозревали в способности размножаться посредством интимного акта копуляции. Предполагалось, что они просто выпускают икру в воду, как большинство современных рыб, а предположение, в свою очередь, базировалось на отсутствии класперов на ископаемых экземплярах. Найденные экземпляры представляли собой скелеты, покрытые броней во все туловище начиная с головы. Броня в виде толстых костяных пластин: артродиры длиной всего дюйм (2,5 сантиметра) были скорее детенышами, чем большими и хорошо пожившими рыбами.

Мой вояж в Лондон в 2008 году подтвердил наши ожидания: коллекции крошечных пластин, найденных в двух экземплярах Инцизоскутум, были нерожденными зародышами внутри материнского тела. Крошечные пластины были не повреждены, не растворены соками желудка, и каждая несла на внешней поверхности тонкий орнамент, хорошо известный ученым по рыбам ювенильного возраста этой группы. Более того, перевернув их, я увидел орнаменты, которые еще не были сфотографированы к тому времени. Однако структур пуповины мы так и не нашли в наших образцах.

И все же значение находки было ясно: мы открыли новый удивительный факт сексуальных повадок древних примитивных рыб. Перед лицом почти двухсотлетних детальных научных поисков, нам понадобились всего-то два случайно отобранных образца рыб из отложений Западной Австралии, датированных 1960-ми годами, чтобы открыть самые интимные секреты крупнейшей группы рыб-плакодерм, артродир. Теперь мы знаем, что они спаривались в мелких экваториальных водах Гондваны – поскольку древние отложения Гоугоу относятся именно к той эпохе, – а затем вскармливали и воспитывали свою молодь до той поры, когда она сама могла позаботиться о себе. Вряд ли такое поведение можно назвать примитивным, и уж вовсе оно не ожидаемо от той группы, которая не показывала признаков специальных органов размножения в предыдущих ископаемых образцах.

Так возникла проблема отцовства в палеозое. Мы нашли женские особи – и даже с эмбрионами внутри; мы идентифицировали грудные плавники, однако вблизи них не было ничего, указывающего на сколько-нибудь специализированный генитальный аппарат, с помощью которого можно оплодотворить самку. Где-то в ископаемых останках мира затерялись все мужские особи этих рыб. Мы нашли рыб-мам, но куда делись отцы?

В течение следующих нескольких дней мы просматривали другие образцы артродир из Гоугоу и из других мест. Но все бесполезно: мы не смогли отыскать мужских экземпляров, несущих структуры вроде класперов, ни в одном музейном образце. Я перешел к рассмотрению образцов из группы артродир под названием Coccosteus из отложений Красных Песчаников – Олд Ред Сэнстоун в Шотландии (несколько сот проб), чтобы найти и там эмбрионов или рыб с грудным плавником с некими признаками, указывающими на то, как они могли спариваться. Во многом группа Coccosteus схожа с Incisoscutum – и опять никакого результата. Каким способом эти древние самцы осуществляли свой мужской долг?

А доказательство было прямо-таки у нас под носом. Оно поступило из наших собственных коллекций в Австралии.

Как и в случае неидентифицированных триплетов в забытых образцах, собранных в 1986 году, доказательство обнаружилось в старом образце плакодермы, над которым я работал в 1984 году и которое явилось решающим для понимания, каким образом происходила эволюция органов спаривания у позвоночных.

В феврале 1983 года Австралия стала принимающей страной международного собрания экспертов ископаемых в Канберре, собрав воедино образцы ископаемых рыб из Китая, Эстонии, Франции, Англии и США. В какой-то период наиболее показательные открытия, касающиеся раннего развития рыб, делались в Китае, так что мне было очень радостно услышать о последних находках в этой стране.

Я выступил на той конференции со статьей о плоском образце плакодермы, называемом филлолепида, который изучал в то время в штате Виктория. До 1960 года был найден только один ископаемый образец, датированный поздним девоном. Новые образцы были не только полноценными рыбами с сохранившимся хвостом, но также демонстрировали детали челюстей, ушного камня (отолита) и другие черты, которые ранее не были отмечены у плакодерм или были отмечены скудно.

Впервые я посетил раскопки отложений Мтховитт в штате Виктория в 1980 году, когда начал свою диссертацию по геологии и палеонтологии региона. Рыбы были найдены в известняках вдоль грунтовой дороги у основания Мтховитта, вблизи реки Хаукуа. Это одно из немногих мест Австралии, где встречаются рыбы среднего девона. Место было впервые описано геологом Марком Марсденом в 1960-х годах, во время картирования региона сегодняшнего Национального парка в горах восточной Виктории. В начале 1970-х профессор Джеймс Уоррен и его команда за несколько сезонов осуществили раскопки этих отложений в поисках ископаемых рыб. Все находки хранились в Университете Монаш.

В 1980 году я взял образцы одной из таксономических групп рыб, известной как Bothriolepis, из университетского хранилища за основу своей диссертации. По завершении диссертации я принялся за другую, по палеонискоидам – рыбам с лучеобразными плавниками. Иногда меня поражало, что препарирование этих образцов по сути своей было прямо противоположно препарированию рыб с Гоугоу. В отличие от рыб с Гоугоу очень изъеденные кости рыб с Мтховитта плохо сохранились. Стандартный способ препарировать образцы был такой: следовало замочить обе половины сплющенной рыбы на ночь в слабом растворе соляной кислоты, затем аккуратно отскрести кости от породы, в которой сохранилась рыба. Затем половинки породы предстояло отмыть в воде и отпечатки симметрично зафиксировать в латексе. Как только кости ископаемого оказывались в латексе, поверхность можно было сфотографировать, чтобы выявить тончайшие детали. В то время как ничто из оригинальных ископаемых костей не сохранено, мы имеем превосходный фотоотпечаток и отпечаток в латексе – и полное представление о реальных костях рыбы.

Филлолепиды оставались загадкой много лет подряд. Поначалу ученые считали, что эти рыбы были странными бесчелюстными формами современных миног, хотя находки Мтховитта продемонстрируют, что у них есть челюсти и зубы. В 1982 году я сделал краткий обзор рыб Мтховитта для конференции палеонтологов в Кембридже, отметив, что у филлолепид из этой местности не отмечено глазных впадин, – в связи с этим я высказал догадку, что эти рыбы были от природы слепыми.

В конце моего доклада старейший британский палеонтолог Стэнли Уэстолл подошел ко мне и поведал, что согласен с моей версией слепоты этих рыб. Несколькими неделями позже я принял предложение навестить его и посмотреть домашнюю обширную коллекцию снимков и образцов плакодерм. Мы с ним разговорились на тему таинственных филлолепид, и я принял решение и далее изучать их. Грядущая встреча палеонтологов раннего периода развития позвоночных в Канберре в 1983 году была моим шансом развеять туман вокруг некоторых вопросов, касающихся этой группы рыб.

Моя презентация в 1983 году легла в основу статьи о моих исследованиях. По головным пластинам я заключил, что эти рыбы представляют собой новый род, и, как было упомянуто ранее, назвал род Austrophyllolepis, что означает Южные Филлолеписы.