Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству - Стив Брусатти

ароматными плодами, жужжанием насекомых, щебетом птиц и, что главное для нашей истории, с множеством новых млекопитающих, среди которых были прямые предки нынешних плацентарных и сумчатых.

Этот переворот совершили самые тихие революционеры, каких только можно себе вообразить: низкорослые травки и кустики, росшие в тени хвойных лесов и по краям озер. Обзаведясь плодами, цветами и более эффективными механизмами роста, эти непритязательные покрытосеменные захватили основание пищевой пирамиды и изменили структуру всей экосистемы. Если развивать аналогию, то они были крестьянами, которые свергли короля и установили новую систему правления. Причем это был ползучий переворот. Они не вторглись из чужеземных краев и не захватили власть после катастрофы. Они существовали все это время, дожидаясь в тени своего часа, восстания изнутри.

Это классическая история Золушки. Цветковые, по-видимому, возникли очень давно, в позднем триасе или ранней юре, как указывает огромное количество вариаций в ДНК современных цветковых, которое могло накопиться только за длительный срок. Но в палеонтологической летописи они появляются лишь в раннемеловой период, 140–130 млн лет назад, и то в виде микроскопических пыльцевых зерен. Первые отпечатки самих растений обнаруживаются в тех же «помпейских» вулканических захоронениях, что и пернатые динозавры, и мохнатые млекопитающие, найденные в отложениях древностью в 125 млн лет в провинции Ляонин. Худосочные травинки, с тоненькими стебельками и мелкими листиками, как у тимьяна или душицы, которые вам, возможно, доводилось выращивать. Такими неприметными цветковые, чья ниша ограничивалась, по-видимому, в основном водно-болотной средой, оставались еще долго, пока 100–80 млн лет назад не стали увеличиваться в размерах, приобретать характерные цветы и плоды, принимать все многообразие форм от полукустарников до высоких деревьев и образовывать разнообразные леса. К концу мелового периода цветковые составляли около 80 % флоры, появились знакомые нам формы, например пальмы и магнолии.

Захват власти цветковыми, как и многие человеческие революции, — это сочетание искусства и чувства момента. Искусство цветковых заключалось в многочисленных адаптациях, отличающих их от других растений — хвощей, папоротников и хвойных (сосен и прочих). Цветы и плоды цветковых способствовали развитию опыления насекомыми и широкому распространению. Уплотнившиеся жилки на листьях (что позволяло увеличить поступление воды) и многочисленные устьица (мелкие отверстия в листьях, через которые поступает углекислый газ) позволили им получать больше сырья для выработки питательных веществ при фотосинтезе, что способствовало более скорому и эффективному росту. Однако, возможно, от этого было бы мало проку, если бы одновременно не менялась их среда обитания. С распадом Пангеи засушливые пояса по обе сторны экватора — обширные в триасе и все еще сохранявшиеся в юре — к концу мелового периода съежились до небольших районов. На большей части площади новых континентов установился более ровный и влажный климат, а умеренные широты уже не отделялись от тропиков пустынями. Это были идеальные условия для распространения и успеха цветковых.

Изобилие цветковых стало манной небесной для многобугорчатых. «Баторы» Зофьи и открытый Матиасом литовой, чей мозг был с горошину, пережевывали своими многобугорчатыми коренными зубами листья, стебли, почки, плоды, цветы, корни и другие части быстрорастущих цветковых революционеров — как правило, более питательные, чем какие-нибудь вайи папоротника или сосновая хвоя. Вот почему многобугорчатые распространялись в меловой период — их зубы укрупнялись и усложнялись, приобретали новые бугорки, чтобы извлечь пользу из новой растительности. В ходе этого процесса они диверсифицировались на десятки новых видов, специализированных на питании различными растениями.

Но это еще не вся история. Бок о бок с цветковыми, кружа в коэволюционном вальсе, развивались их опылители: множество новых групп насекомых, в первую очередь мотыльки, осы, мухи, жуки, бабочки и муравьи, а вдобавок к ним пауки и прочие ползучие гады. Как мы уже знаем, насекомые издавна были излюбленной пищей многих млекопитающих, еще со времен первых представителей этого класса, таких как морганукодон. Неудивительно, что в меловой период млекопитающие оказались в авангарде. При этом у одной из групп развился особый тип коренных зубов, идеально приспособленный к раздавливанию твердых панцирей насекомых и извлечению питательной мякоти.

Это были терии, или звери, — крупнейшая группа, куда входят плацентарные и сумчатые. Новое строение зубов сыграло решающую роль в их — или, можно сказать, нашем — успехе, который начался в пору меловой революции цветковых и продолжается по сей день. Какой бы мелочью ни казался коренной зуб, благодаря его новому строению мы и (почти) все современные млекопитающие проявили себя во всем своем великолепии.

Коренные зубы териев трибосфенические, от древнегреческих основ трибо — «растирать» и сфено — «клин». Эти новые зубы стали чудесным изобретением эволюции, ведь, как следует из их названия, они служат одновременно двум функциям — и растиранию, и разрезанию. Как вы помните, многобугорчатые опередили других юрских и меловых млекопитающих благодаря своему прогрессивному строению зубов — сочетанию режущих предкоренных и растирающих коренных. Терии добились еще большего, обзаведясь коренными зубами, способными и резать, и растирать — причем то и другое выполнялось одинаково хорошо — одновременно, в едином жевательном движении. Если у многобугорчатых вся челюсть служила своего рода швейцарским ножом, то звери имели полный набор инструментов в одном зубе.

Трибосфенические зубы сформировались в ходе многоступенчатой эволюции. Основой для них стала форма коренных зубов первых триасовых и юрских млекопитающих типа морганукодона, выглядевших сбоку как гора с тремя вершинами. К этим трем бугоркам на нижних коренных у териев добавилось еще три. Шесть бугорков разделились на две четко очерченные области: тригонид — комплекс из трех острых пиков на передней части зуба — и талонидный бассейн, окруженный более пологими бугорками на задней части зуба. Одновременно преобразились и верхние коренные зубы: с внутренней стороны у них вырос большой новый бугор — протокон, при смыкании челюстей точно попадающий в талонидный бассейн соответствующего нижнего коренного.

У такого нового строения оказалось много преимуществ.

Главное, что при смыкании верхние и нижние коренные зубы одновременно растирали и разрезали. Разрезание осуществляли гребни, связывающие бугорки на тригониде нижнего зуба, а растирание происходило, когда протокон верхнего зуба бил в талонидный бассейн нижнего, как ступка в пестик. А значит, трибосфенические зубы лучше подходили для поедания насекомых, чем их предшественники. Панцирь насекомого можно было разрезать благодаря тригониду и разжевать благодаря талониду — одним движением челюсти, — что позволяло териевым млекопитающим быстрее поедать насекомых и извлекать больше питательных веществ из букашек с твердыми панцирями.

Эволюция трибосфенических коренных зубов. В рамках показаны жевательные (окклюзионные) поверхности верхнего и нижнего коренных зубов каждого вида. Простые трехбугорчатые зубы ранних млекопитающих (вверху) сменяются более сложными трибосфеническими зубами настоящих зверей, где крупный протокон верхнего коренного входит в