Палеонтологические данные говорят о том, что первые млекопитающие появились на земле очень давно (200-320 миллионов лет назад), одновременно с динозаврами, и большую часть своей истории млекопитающие прожили «в тени динозавров». Все это время они оставались мелкими животными, однако, по мнению некоторых палеонтологов, именно развитие млекопитающих постепенно готовило почву для вымирания динозавров и глобальной смены власти на планете, которая произошла около 65 миллионов лет назад.
Млекопитающие возникли примерно 200-230 миллионов лет назад. Важную роль в становлении этой замечательной группы животных, которая в конце концов породила и нас с вами, сыграли крупные хищные рептилии — текодонты и их потомки динозавры, которые оставались владыками суши в течение примерно 150 миллионов лет. О противостоянии млекопитающих и динозавров рассказывает палеонтолог, сотрудник Палеонтологического института РАН Александр Раутиан.
— Александр Сергеевич, как же складывались взаимоотношения этих двух противостоящих друг другу эволюционных линий: с одной стороны, крупные господствующие динозавры, с другой стороны, мелкие, размером с мышку или крысу древние мезозойские млекопитающие?
— Мезозой начинается 200-230 миллионов лет назад, заканчивается 65 миллионов лет назад. Это огромный период и ключевой для развития млекопитающих по той причине, что две трети их истории приходится на это время. Собственно, время кайнозоя, который часто называют веком млекопитающих, в сущности отличается только тем, что млекопитающие в эту эру выходят в крупный размерный класс. В мезозое нет по-настоящему крупных млекопитающих. Скажем, очень редкие были случаи, когда они достигали величиной с зайца. То есть в течение мезозоя — в течение двух третей истории млекопитающих — заметно крупнее зайца млекопитающих не было.
Растительноядность изобретается принципиально только среди крупных рептилий, то есть в мелкоразмерном классе эффективных растительноядных животных не было. Тогда возникает удивительная структура сообщества наземных позвоночных, нам незнакомая, в современности она не встречается. Это ситуация, когда существует блок крупных растительноядных и хищных рептилий и, соответственно, существует блок почти независимый от них мелких рептилий и амфибий. Среди рептилий есть растительноядные, но, подчеркиваю, это не эффективные растительноядные. При этом средний размерный класс оказывается почти пустым.
— То есть были очень крупные животные и очень мелкие.
— Это очень древние времена. Но мы увидим, как млекопитающие постепенно меняли эту ситуацию. Таким образом эта двухблочная конструкция, она впервые была в 1950-е годы открыта Эверетом Олсоном, таким замечательным американским палеонтологом, который между прочим завещал свою личную библиотеку нашему институту в Советском Союзе. Олсон был замечательный человек. Но дело в том, что поскольку он был биолог по образованию, он страшно мучился по поводу того, что не мог понять, почему так странно получалось по сравнению с современной картиной. И он впервые узнал, как это получается, как раз в результате исследований, которые проводились в нашем институте.
Млекопитающие начинают свою историю в мелкоразмерном классе. Вскорости после появления млекопитающих и динозавров наступает юрский кризис — это, вообще говоря, самая крупная смена в истории наземных позвоночных, чудовищное падение разнообразия произошло.
Смена эта начинается 200-190 миллионов лет назад и заканчивается чуть больше 150 миллионов лет назад. Понятное дело, что когда происходит кризисная ситуация, у нее есть не только недостатки, но и достоинства. Одно из важных достоинств заключается в том, что когда наблюдается резкое падение разнообразия животных, то, соответственно, сокращается интенсивность конкуренции. Поэтому в эпоху кризиса позволительны эксперименты, которые в условиях напряженной жизни сформированных сообществ невозможны. И надо сказать, что млекопитающие не тратили время даром и к концу этого кризиса изобретают первых эффективных растительноядных животных в мелкоразмерном классе. Как только появляются растительноядные животные мелкие, эффективно потребляющие растительные корма, дальше, естественно, тут же появляются мелкие хищники, которые ориентируются не на питание беспозвоночными — насекомыми, пауками, червяками и прочими — то, чем они питались до кризиса.
Это не значит, что мелкую амфибию нельзя было употребить в пищу, но очень важно, что были ли эти объекты массовыми объектами питания или нет. Потому что, понятное дело, нас по-настоящему интересуют объекты питания, к которым происходит специализация, а не то, что можно съесть. Известное дело, мы можем пойти в лес и поесть земляники, но это не значит, что мы можем земляникой питаться. То есть для нас это очень неэффективный способ питания, хотя очень приятный.
— Появились растительноядные млекопитающие эффективные и появились млекопитающие, которые на них стали охотиться.
В те времена пробовали питаться этим пирогом из мелких эффективных растительноядных все, кто только могли. На него пытались подсесть ящерицы. И конечно, самое поразительное — это змеи. Дело в том, что змеи специально приспособлены, чтобы кушать животных с постоянной температурой тела. Потому что главные способы охоты змей, как вы знаете — удушение и умерщвление жертвы ядом. Понятно, что оба этих средства хорошо работают против животных, которые обладают быстрым метаболизмом.
— Кроме того, у них имеются специальные органы для улавливания теплового излучения.
— В конце Юрского периода появляются первые эффективные растительноядные среди млекопитающих, а в раннем мелу — первые следы становления змей. Дело в том, что, как ни странно, это имело роковые последствия для динозавров, правда, отсроченные. Как только вы научаетесь кушать не мелких беспозвоночных, а относительно небольших позвоночных хищников, то возникает огромная разница. Потому что главная трудность, когда вы питаетесь беспозвоночными, они маленькие, очень многие, насекомые просто все одеты внешним скелетом. Наземные беспозвоночные снаружи мягкие, они вязкие. И второе обстоятельство: когда вы охотитесь на жертву сравнимого с вами размера, вам нужно вырывать из него куски. То есть, по-видимому, змеи как раз были первыми, кто научились жертву глотать целиком. Теперь понятно, что те, кто научились есть небольших млекопитающих, будут кушать детенышей динозавров. Я думаю, что там была ситуация такая: когда эти яйца созревали к вылуплению, там все эти хищники и собиралась.
— А динозавры разве не защищали своих детей?
Это не так просто. Мы это видим даже по современным крокодилам, которые все-таки гораздо меньше динозавров. Яйца небольшие, потомки очень мелкие. Мама может даже, крокодилица, отнести детей в воду, но ведь она их даже кормить не может. То, чем крокодилята питаются, у нее между зубами проскакивает. Причем дело в том, что поскольку в течение всего мелового периода количество групп, которые переходили к растительноядности у млекопитающих, становится все больше, то есть они все лучше и лучше употребляют растительные корма, соответственно, растет и число хищников. Там постоянно нарастающее давление на динозавровых детей. То есть это вполне могло оказаться важным фактором вымирания динозавров. Я совсем не хочу сказать, что это единственный фактор, я знаю еще один, по крайней мере. Гипотеза о вымирании в результате падения метеорита мне кажется ерундой. Я верю в то, что неоднократно падали метеориты, соответствующие воронки существуют и прочие вещи, но на эволюцию это сказалось гораздо слабее. Вот один яркий пример. Вы, наверное, догадываетесь, что постоянство водной среды гораздо больше, чем воздушной. Вы можете обратить внимание на то, что когда упал метеорит, в море вымирание оказывается гораздо более массовым, чем на суше. Значит, на самом деле, если мы будем говорить о крупных вещах, на суше на самом деле вымерли динозавры и все. Ни с ящерицами, ни со змеями, ни с черепахами, ни с млекопитающими ничего особенного на самом деле не произошло. Кризис динозавров, с одной стороны, был вызван млекопитающими. Второе обстоятельство — это то, о чем мы не говорили подробно, но на самом деле то, что спровоцировало и первый юрский кризис — это опережающая специализация хищников.
— То есть хищники развивались быстрее, чем их жертвы.
— Вообще говоря, этот эффект имеет место всегда. Проблема основная заключается в том, что если вы берете любой современный учебник экологии, то там будет сказано прямо противоположное, что хищник не может подорвать ресурсы своей жертвы. Но это утверждение справедливо только в том случае, если мы рассматриваем интервалы времени, за которое эволюции хищника и жертвы не происходит. Как только мы начинаем рассматривать большие интервалы времени, ситуация меняется почти до наоборот. Потому что растительноядных гораздо больше, чем хищников. Поэтому понятно, что они заметят, что хищник совершенствует свои приспособления к охоте на них только тогда, когда он начнет подрывать их численность. Единственное, что остается спросить: где же у млекопитающих фаза, когда хищники опередили в специализации свои жертвы. Эта фаза — мы. Мы – это хищники, опередившие в специализации свои жертвы. Мы можем видеть, что в сущности мегафауна земли почти дочиста нами уничтожена.
