Первые млекопитающие появились на Земле в одно время с динозаврами — примерно 200 миллионов лет назад. С тех пор они отделились от рептилий, приобрели характерные черты (шерсть, острые обоняние и слух, теплокровность и другие) и заняли доминирующее положение в мире.

В книге «Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Марией Елиферовой, палеонтолог Стив Брусатти рассказывает историю их эволюции. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, что помогло некоторым млекопитающим пережить пермско-триасовое вымирание.

Тринаксодон относится к цинодонтам, жившим около 251 миллиона лет назад, в самом начале триасового периода. Цинодонты входили в так называемую «стволовую линию» млекопитающих. Они были представителями группы терапсид, наряду с клыкастыми дицинодонтами (мумиями из нашей истории), бодучими диноцефалами и саблезубыми горгонопсами. Терапсиды произошли от пеликозавров, те, в свою очередь, произошли от тех «чешуйчатых зверюшек», которые в каменноугольный период разделились на линии синапсид и диапсид, чью родословную можно проследить до тетрапод, развившихся из рыб, которые выбрались на сушу и обзавелись амниотическими яйцами.

Все это мы узнали из предыдущей главы. Но жизнь гораздо древнее: рыбы происходят от первых позвоночных, ловких пловцов, которые начали укреплять свое тело костными образованиями в эпоху бурных эволюционных перемен, получившую название «кембрийского взрыва», — от 540 до 520 миллионов лет назад. Как раз в это время большинство ныне известных групп морских животных изобрели собственные скелеты и начали процветать — моллюски вроде мидий и гребешков, иглокожие вроде морских ежей и морских звезд, членистоногие вроде креветок и крабов. Мягкотелые предки этих животных жили в эдиакарский период, начавшийся около 600 миллионов лет назад, от которого остались призрачные отпечатки их бесформенных тел в песчанике. Они были первыми животными и развились из эукариотических клеток, которые смогли собраться в более крупные, более сложные многоклеточные организмы. Это произошло около двух миллиардов лет назад, через два миллиарда лет после того, как возникла первая одноклеточная бактерия, а это случилось только через полмиллиарда лет после того, как Земля сформировалась из облака газа и пыли.

Жизнь — эволюционный спектакль длиной в четыре миллиарда лет, который сегодня, конечно, все еще продолжается. За все это время самым опасным моментом, когда жизнь оказалась на грани полного исчезновения и Земля могла стать безжизненной планетой, был переход между пермским и триасовым периодами, 252–251 миллион лет назад. Это было незадолго до того, как наш тринаксодон укрылся в норе — во время мучительной фазы восстановления после катастрофы — в нынешнем южноафриканском регионе Кару.

Пермско-триасовое вымирание было крупнейшим из всех массовых вымираний и погубило около 90 процентов всех видов, а может быть, и больше. В отличие от большинства других массовых смертей в ископаемой летописи, этот сюжет не детективный. Убийца известен — вулканы, а точнее, мегавулканы, питаемые горячей областью магмы в глубине земной мантии под нынешней Сибирью. Тогда эта область находилась на северной окраине суперконтинента Пангея. Ничего подобного этим извержениям человечеству на своей памяти, к счастью, видеть не доводилось. Их масштаб был просто неправдоподобен. На протяжении сотен тысяч лет лава изливалась из гигантских трещин в земле — обширной сети вулканических разломов, каждый из которых достигал нескольких километров в длину и истекал лавой, словно землю располосовали гигантским мачете. Огненные взрывы сменялись затуханием, и в конце концов миллионы квадратных километров на севере Пангеи покрылись корой базальта — застывших лавовых отложений. Даже сейчас, после 250 миллионов лет эрозии, этот базальт покрывает около двух миллионов квадратных километров, что примерно равно площади всей Западной Европы.

Эти вулканы нарушили покой терапсидового мира, эпохи, когда древние предки млекопитающих шествовали по тверди Пангеи. Их было великое множество видов, удивительных форм и размеров, с бивнями, клювами, бодучими куполообразными головами и кусачими клыками, поедающих столько всякой всячины и заполняющих столько разнообразных ниш — от рыкающих хищников до ценителей зелени. С точки зрения конца пермского периода незадолго до извержения первых вулканов могло казаться, что терапсиды будут господствовать и дальше, но этому было не суждено сбыться.

В позднепермский период многие терапсиды жили на территории нынешней России, неподалеку от вулканов. Горгонопсы вонзали свои сабли в дицинодонтов, были там и цинодонты, таившиеся в рощах семенных папоротников. Они стали непосредственными жертвами извержений, и многих из них, вероятно, в буквальном смысле поглотила лава, как в дешевых фильмах-катастрофах. Но они оказались не единственными погибшими — вулканы были гораздо смертоноснее, чем казались с виду. Вместе с лавой на поверхность вырвались безмолвные убийцы — ядовитые газы, такие как углекислый газ и метан. Они проникли в атмосферу и распространились по всей планете. Эти газы парниковые; они удерживают в атмосфере тепло, поглощая излучение и отражая его обратно на Землю. Они вызвали неудержимое глобальное потепление. За несколько десятков тысяч лет температуры выросли на 5–8 °C, аналогично тому, что происходит в наши дни, — только в реальности тогдашнее потепление шло медленнее, чем нынешнее (этот факт должен заставить задуматься любого читателя). Однако этого было более чем достаточно для закисления океанов, которые остались без кислорода, что вызвало повсеместную гибель раковинных беспозвоночных и другой морской фауны.

На суше было не лучше, и самые наглядные свидетельства случившегося — кто погиб, кто выжил, как быстро наступило восстановление — находятся в Кару. С извержением вулканов и разогревом атмосферы климат Кару в начале триаса становился все жарче и суше. Времена года стали более выраженными, как и суточные колебания температур. По сути, территория Кару превратилась в пустыню, напоминающую современную, но с одним заметным исключением: временами на нее обрушивались муссоны, проносившиеся через всю Пангею. Богатые флорой пермские леса, в которых преобладали семенной папоротник глоссоптерис (Glossopteris) и вечнозеленые голосеменные, исчезли, когда растения постигло второе и последнее в их истории массовое вымирание — после кризиса каменноугольных лесов, имевшего место на 50 миллионов лет раньше. Их вытеснили папоротники и плауны — более низкорослые родичи древовидных лепидодендронов (Lepidodendron) из каменноугольных болот, — которые быстро прорастали из спор (а не из семян), что позволяло им легче переносить резкую сезонность и перепады количества осадков. С изменением растительности широкие, извилистые речные системы пермского периода уступили место более быстрым многорукавным рекам триасового. В отсутствие крупных деревьев, укрепляющих своими корнями берега, реки разливались по земле в дождливый сезон, но почти полностью пересыхали в сухие месяцы.

Этот экологический каскад катастрофически отразился на фауне, обитавшей в Кару, особенно на терапсидах. До вымирания они были процветающим сообществом: в основании пищевой пирамиды располагалось несколько растительноядных видов дицинодонтов, на которых охотились хищники среднего размера — биармозуховые, еще одна группа терапсид с заметными выступами и рожками на головах, — и высшие хищники горгонопсы. Немногочисленные цинодонты, такие как харассогнат (Charassognathus) — древнейший известный представитель этой группы, величиной с белку, — питались насекомыми, занимая нишу мелких позвоночных наряду с множеством рептилий и амфибий, из которых одни тоже были насекомоядными, другие — рыбоядными. Но по мере изменения климата леса отступали, и исчезло от 70 до 90 процентов наземной растительности. В результате вся экосистема посыпалась как карточный домик. Пищевые цепочки в начале триаса упростились — свелись всего к нескольким видам травоядных и хищников — и на протяжении следующих пяти миллионов лет переживали циклы подъемов и спадов, пока наконец не стабилизировались, когда извержения вулканов прекратились и температура нормализовалась.

Будь вы на месте терапсид, вам пришлось бы выбирать себе судьбу из трех вариантов. Первый — вымирание, что и произошло с горгонопсами: в триасе уже некому будет пугать добычу клыками-саблями и широко разинутой пастью. Второй — выживание, но при этом вырождение. Это случилось с дицинодонтами, которые пережили катастрофу и снова диверсифицировались, но так и не повторили своего пермского успеха; в конце концов их убогому существованию положило конец следующее массовое вымирание, триасово-юрское. И третий — выжить и занять господствующее положение. По этому пути пошли цинодонты, и чем больше испытаний они преодолевали: вулканизм, глобальное потепление, засуху, муссоны, гибель лесов, обвал экосистемы и тяготы восстановительного периода в пять миллионов лет, тем сильнее становились. На протяжении всех оставшихся 50 миллионов лет триасового периода они продолжали диверсифицироваться, породив огромное разнообразие видов — крупных, мелких, мясоедов, вегетарианцев. Одна из этих линий цинодонтов приведет к млекопитающим, постепенно накапливая все больше «маммальных» признаков.

Почему цинодонты — наряду с некоторыми из своих родичей, дицинодонтов, — сумели выжить? Я хорошо помню, когда узнал ответ. Это было в 2013 году в Лос-Анджелесе, на ежегодной конференции Общества палеонтологии позвоночных. Я недавно защитился и начал преподавать в Эдинбурге, а диссертацию представил на секции конференции, посвященной конкурсу имени Альфреда Шервуда Ромера. Конкурс назвали в честь легендарного гарвардского палеонтолога, руководившего той самой экспедицией в Новую Шотландию, которая обнаружила пеньки с дуплами, полными древних синапсид, — о них рассказывалось в предыдущей главе. Премия имени Ромера — главная награда для аспирантов в моей области, и я надеялся впечатлить экспертов своей работой о происхождении птиц от динозавров. Увы, премию я не получил, но досталась она более чем достойному коллеге — Адаму Хаттенлокеру. Он выступал через несколько докладов после моего и покорил аудиторию своим объяснением, почему цинодонты пережили пермско-триасовое вымирание. Когда он вернулся на свое место, я уже смирился со своей судьбой. Млекопитающие (в данном случае их предки) снова переиграли динозавров.

Адам рассказывал о любопытном эволюционном феномене, имевшем место во время вымирания и после него, — «эффекте лилипутов». Как явствует из названия, отсылающего к населенному маленькими человечками острову из «Путешествий Гулливера», речь идет об уменьшении размеров тела животных, переживающих массовое вымирание и преуспевающих впоследствии. Это происходит не всегда, но произошло в случае с цинодонтами и их близкими родичами, и это сыграло важную роль для их выживания. Адам собрал огромную базу данных по ископаемым терапсидам Кару и обнаружил заметное сокращение как максимального, так и среднего размера древнейших триасовых терапсид по сравнению с их самыми поздними пермскими предшественниками. Различие было обусловлено более интенсивным вымиранием крупных видов при извержениях вулканов и повышении температуры. Большие размеры, похоже, в эпоху нестабильности стали помехой. Таким образом, у цинодонтов, которые были мельче большинства других терапсид, оказалось больше шансов пережить хаос.

Почему маленький размер стал преимуществом? Во-первых, мелким животным легче спрятаться и переждать в норах неблагоприятную погоду, скачки температуры и пыльные бури. А норы они рыли. Отложения Кару выше слоя, связанного с вымиранием, — сланцы, образовавшиеся в пойме реки, вперемежку с мумиями, засыпанными нанесенной ветрами пылью, — изобилуют ископаемыми норами, в которых иногда находят скелеты. Это и есть скелеты тринаксодонов — зверьков из рассказа, с которого началась эта глава. Самое удивительное из этих норных захоронений содержит тринаксодона, лежащего бок о бок с небольшой раненой амфибией. У маленького родича саламандр были повреждены ребра, но они заживали, пока амфибия лежала рядом со свернувшимся в калачик спящим тринаксодоном. Так как нора тесная, а тринаксодон был зубастым хищником, странно, что другое животное могло просто лежать и выздоравливать там незамеченным. Единственное удовлетворительное объяснение — что тринаксодон находился в спячке, длившейся, возможно, неделями и даже месяцами, чтобы сберечь энергию и пережить сухой сезон.

Во-вторых, маленький размер был связан с рядом других аспектов развития и метаболизма. Дженнифер Бота, работавшая вместе с Адамом и другими коллегами, описала их в важной работе 2016 года Древнейшие триасовые цинодонты, включая тринаксодона, росли быстро, начинали размножаться в раннем возрасте и жили очень недолго, вероятно всего года два. Откуда это известно? Ответ дает костная гистология — исследование тонких срезов костей под микроскопом. У пермских терапсид линии роста на костях обычно множественные, и это означает, что взрослых размеров они достигали за много лет. Однако у раннетриасовых цинодонтов таких отметок меньше, причем у тринаксодона их, как правило, нет вообще. Они, должно быть, росли с головокружительной скоростью и, возможно, достигали зрелости, размножались и умирали за один год. По сути, они компенсировали раннюю смерть размножением в юном возрасте. Так как ни один тринаксодон не доживал до старости, эта стратегия роста поддерживала воспроизводство вида. Чем быстрее они росли и чем раньше начинали размножаться, тем выше у них были шансы успешно дожить до брачного сезона и гарантированно передать свои гены следующему поколению в этом суровом, нестабильном мире.

Подробнее читайте:
Брусатти C. Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству / Стив Брусатти ; Пер. с англ. [Марии Елиферовой] — М. : Альпина нон-фикшн, 2025. — 552 с. : ил.

https://nplus1.ru/blog/2025/01/17/the-reign-of-the-mammals