В издательстве Альпина нон-фикшн вышла книга Андрея Журавлёва «Как живые: двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные». IQ.HSE публикует из неё фрагмент, посвящённый необычной находке палеонтологов в Китае — двухголового гифалозавра, а также другим необычным рептилиям, вроде моньчжурозуха и архозавроморфа.
Возможно ли в реальной жизни существование драконов? Чтобы ответить, сначала надо определиться, кого считать драконом. Опрос первоклассников показывает: это существо должно быть большим (желательно — очень), летающим, многоголовым, огнедышащим и злобным (хищным). Покровные структуры сейчас не рассматриваем: вариантов все равно гораздо больше, чем мы в состоянии вообразить.
С первым качеством проблем не возникает. Одни завроподы чего стоят: 30 м и более в длину! Однако, увы, они не летали и ели «одну лишь травку». Лучше под определение подходят птерозавры, скажем кетцалькоатль (Quetzalcoatlus) и хацегоптерикс (Hatzegopteryx): и летали, и хищничали, и ростом с жирафа (в приземленном положении). Хотя, конечно, по поводу «летали» к хацегоптериксу вопросы остались. Среди динозавров можно даже четырёхкрылых подыскать, например микрораптора (Microraptor), но в мелкой размерной категории. Правда, так, чтобы и четыре лапы, и пара крыльев в придачу, не получается.
Намного сложнее найти огнедышащее существо. Конечно, есть жуки-бомбардиры (Brachinus), которые из съеденной пищи вырабатывают в особой двухкамерной железе брюшка гидрохиноны. По мере надобности эти соединения подаются из накопителя во взрывную камеру. Здесь они окисляются раствором пероксида с катализаторами до бензохинонов, и жук залпами прицельно выстреливает из-под хвоста жгучим спреем, мгновенно разогревающимся до 100 °C.
До полного возгорания не доходит, но незадачливому хищнику (птице, например), позарившемуся на яркого жучка, мало не покажется. Впрочем, представлять дракона, который разворачивается к храброму рыцарю задом, прежде чем спалить того дотла, как-то не очень хочется.
Включив фантазию, можно попытаться вообразить нечто подобное у динозавров или птерозавров. У них имелись объемные воздушные мешки, часть которых можно было наполнить метаном (он всё равно выделялся при пищеварении благодаря деятельности кишечных бактерий). Для ускорения процесса хищникам, правда, пришлось бы поглощать и растительную массу вдобавок к основной диете. Далее метан выдыхался бы в пасть и, поскольку свободного кислорода в воздухе вполне достаточно, оставалось только поднести горящую спичку или высечь искру.
«Спички» — горящей лесной головешки — под лапой могло не оказаться, поэтому лучше было воспользоваться огнивом. Скажем, пусть по нескольку зубов в верхней и нижней челюстях состояли бы не из привычного фосфата кальция, а из твёрдых окислов железа, которым даже в граните дырки выгрызать можно. (Этим, кстати, и именно с помощью таких зубов занимаются многостворчатые моллюски — хитоны.) Скрипнул зубами и изрыгнул пламя…
А собрать всё это воедино можно за счёт естественной генной инженерии — горизонтального переноса генных блоков вирусами от одних видов к другим. Единственная проблема: все крупные летающие твари — беззубые, для облегчения массы тела.
Ещё сложнее вывести дракона многоголового. Однако случается, что рождаются двухголовые щенята и телята. Гораздо чаще такое происходит среди длинношеих диапсидных рептилий — черепах и змей. Только у змей задокументировано более 2 000 таких случаев. Двухголовые мутанты принадлежат к 227 разным видам. Среди черепах дупликаций известно более сотни — примерно в 30 видах.
Вероятно, тот же генный комплекс, что способствует удлинению скелета за счет увеличения его компонентов, «увлекшись», начинает множить их вдоль двух осей вместо одной. Удвоенный вместе со всеми полагающимися органами участок может составлять значительную долю тела и насчитывать до 77 позвонков (их число в левой и правой половинах не обязательно равное). На небольшом (от 2 до 11 позвонков) отрезке расхождения обычные позвонки приобретают более уплощенную и расширенную форму.
Некоторые змеи прожить с естественным раздвоением личности способны достаточно долго, вырастая до 1,5 м длиной. Двухголовые гремучие змеи даже «согласованно» охотятся, нападая на жертву сразу с двух сторон. (Однако остерегайтесь подделок: к таковым относятся все существа более чем с двумя головами, встречающиеся в недрах интернета!).
Хотя подобные отклонения от нормального развития, которые у пресмыкающихся могут быть связаны не только с генетическими нарушениями, но и с условиями инкубации (повышенная или пониженная температура), весьма редки, встречаются они и в ископаемой летописи. Так, в известном раннемеловом озёрном лагерштетте Чжэхоль (на северо-востоке Китая) «выловили» двуглавого «дракончика» — гифалозавра линъюаньского (Hyphalosaurus lingyuanensis), представителя хористодер. Его родовое имя означает «подводная ящерица» (от греч. υϕ-αλοζ и σαυρα), а видовое происходит от уезда Линъюань в провинции Ляонин, где он был найден.
История этой биоты, если не считать бесчисленных рыбьих скелетов, началась с хористодеры, когда в 1934 году в окрестностях Линъюаня был найден моньчжурозух (Monjurosuchus). В то время эта часть Китая принадлежала японскому протекторату Маньчжоу-Го, и палеонтологические диковины доставались иностранным учёным.
Автором нового рода, а также предковой скрытошейной черепахи маньчжурохелиса (Manchurochelys) из этих мест стал Рюдзи Эндо — ботаник, который настолько увлекся ископаемыми организмами, что вошёл в число самых известных японских палеонтологов. Он описал множество форм — от докембрийских водорослей (они оказались волноприбойными валиками) и кембрийских трилобитов до мезозойских позвоночных.
Сами же отложения, названные много позднее лагерштеттом Чжэхоль, в то время именовались ликоптеровыми слоями — из-за обилия отпечатков мелких планктоноядных и насекомоядных рыбок ликоптер (Lycoptera) нескольких видов, покрытых мельчайшей (всего 1,2 мм в диаметре) чешуей. (Они были родственниками современных, но древних по происхождению арапаймы, луноглазок и клюворылов.)
Название «хористодеры» (Choristodera, от греч. χωριζ — «отдельно, врозь» и δερη — «шея») буквально означает «раздельная шея», будто его автор, Эдвард Дринкер Коп, в 1876 году предвидел будущую находку. Впрочем, он имел в виду лишь строение шейных позвонков: невральные дуги не срослись с телами.
Прожили хористодеры достаточно долго: появились в середине юрского периода (примерно 168 млн лет назад), возможно и раньше — в середине триасового (240 млн лет назад), и исчезли в миоценовую эпоху (20 млн лет назад). Водились в основном в пресных водах Северного полушария, включая нынешние территории Подмосковья, Кемеровской области, Красноярского края, Бурятии и Якутии.
Пик их разнообразия и обилия пришелся на раннемеловую эпоху, когда они освоили обширные озёрные угодья Южной и Центральной Сибири, Забайкалья, Японии, Монголии и Северо-Восточного Китая. Благополучно переступив мел-палеогеновый рубеж, они даже успели занять нишу крупных хищников в раннекайнозойской экосистеме наряду с гигантскими змеями и бегающими птицами — форорацидами. Так, североамериканские хампсозавр (Champsosaurus) и космодрако (Kosmodraco), видимо, достигали в длину 4 м, поскольку только черепа у них были полуметровые и больше.
Среди хористодер выделяются несколько «пород» (морфотипов). Одни, подобные хампсозавру, описанному Копом, напоминают гавиалов, другие (Simoedosaurus) — крупных короткомордых крокодилов, третьи (как упомянутый выше моньчжурозух) — ящериц. А гифалозавр больше был похож на небольшого длинношеего плезиозавра, но сильно хвостатого.
Интересно, что хампсозавры исчезли на пике эоценовой «жары», а родственники гифалозавра — в середине тоже весьма тёплого мелового периода. Но последние неожиданно вновь появились в ископаемой летописи в палеоценовую эпоху и дотянули до миоценовой. Все они принадлежат к одному роду, названному — и удивляться здесь нечему — лазарусзухом (Lazarussuchus), т. е. «крокодилом-Лазарем». (Хористодеры вообще места, где «погорячее», недолюбливали, зато в раннемеловую эпоху поселились в приполярной Центральной Сибири.)
До 1970–1980‑х годов, когда начались масштабные работы Советско-Монгольской совместной палеонтологической экспедиции, хористодер знали только по североамериканскому коповскому роду и ещё одной немного похожей на него форме из Франции — симедозавру. Имя последнему дал палеонтолог и энтомолог из Сорбонны Поль Жерве, но большую работу о нём написал врач Виктор Лемуан из Реймса.
Лемуан публиковал солидные работы по медицине и о тлетворном влиянии на виноградники Европы филлоксеры, завезенной во второй половине XIX века из Северной Америки. Но особенно его привлекали речные палеоценовые отложения Шампани. Оттуда как раз происходили останки симедозавра, а также кости гигантской нелетающей птицы гасторниса (Gastornis) и многобугорчатых млекопитающих.
По поводу симедозавра Лемуану пришлось вступить в весьма жаркую полемику с ведущим эволюционистом той поры Луи Долло, считавшим этот род всё тем же хампсозавром и обвинявшим оппонента в невежестве. Время показало: прав оказался врач.
Как раз основная профессия помогла ему найти новые подходы к изучению древних костей: он впервые использовал лучи Рентгена для исследования ископаемых объектов (всего через год после открытия этого явления). Этот метод позволял отныне изучать окаменелости, не распиливая и не ломая их. Также Лемуан сделал отливки черепной полости своих находок. Ему удалось показать, что многобугорчатые млекопитающие действительно отличались примитивным строением мозга. Коп приезжал в Реймс, чтобы ознакомиться с коллекцией, и отметил как её важность, так и обилие шампанского с грибным пате у гостеприимного Лемуана…
Наиболее отчетливыми признаками хористодер являются уплощенный череп; сближенные на кончике рыла ноздри, иногда слитные; как бы сдвинутые назад верхневисочные окна и удлиненная «мордочка» (за счёт разрастания предлобных костей, а также у некоторых форм — носовых). Нижневисочные у «мелкоголовых» форм закрылись. Были ещё задневисочные окна, которые снизу окаймляла пара удлиненных неоморфных костей. Это покровные окостенения черепа, составляющие часть мозговой коробки и не встречающиеся больше ни у кого.
Предположительно, неоморф получился из стремечка, которое у хористодер «пропало». Теменного отверстия нет, но изнутри на теменных костях заметна ямка, куда подходил крупный пинеальный орган (шишковидная железа). Глазницы — крупные и овальные — из-за плоской формы черепа смотрели больше вверх, чем в стороны.
Весь череп выглядел тонким и ажурным. Возможно, неоморфные образования возникли, чтобы немного упрочить эту конструкцию. Каждый зуб — высококонический, текодонтный — сидел в своей неглубокой лунке, как у динозавров и архозавроморф вообще, и был покрыт тонкоребристой эмалью. В дополнение вдоль сошников, крыловидных и нёбных костей рядами протянулись мелкие зубчики.
Тела позвонков — обычно с плоскими фасетками (амфиплатицельные). На хорошо сохранившихся скелетиках просматривается частокол из тонких заостренных гастралий в три продольных ряда. Они образуют почти сплошное покрытие брюха между передними и задними лапами. Сами конечности, кроме длинных кисти и стопы, укороченные.
В пресноводных водоемах хористодеры составляли значительную биомассу. Так, счёт скелетов гифалозавра линъюаньского, жившего 130–120 млн лет назад, идёт на сотни, а байтайгоуского (Hyphalosaurus baitaigouensis) — на тысячи.
Скелеты гифалозавров (Hyphalosaurus lingyuanensis); длина до 1 м; раннемеловая эпоха (130-120 млн лет); пров. Ляонин, Китай (Пекинский музей естественной истории)
При изучении этих рептилий случился небольшой казус: с коллекциями из одного местонахождения работали два коллектива специалистов. Одни назвали новую находку собственно гифалозавром линъюаньским, а другие — синогидрозавром линъюаньским (Sinohydrosaurus lingyuanensis).
Второе имя, кстати, получилось очень похожим на первое — «китайская водная ящерица», а образцы, использованные для описаний, вообще были идентичными. Они представляли собой половинки расколотой надвое каменной плиты — такие называют отпечатком и противоотпечатком. Оба новых рода и вида были опубликованы в 1999 году практически одновременно. Лишь небольшая разница во времени сдачи статей в печать определила первородство гифалозавра.
Неудивительно, что среди такого количества скелетных остатков попался и двухголовый новорожденный, всего 7 см длиной. Кроме размеров тела (взрослые особи вырастали до 1 м), юное создание в нём выдают относительно большие голова и глаза. (Когда-то Уолт Дисней, создавая образы так полюбившихся всем героев вроде Микки Мауса, обратил внимание на крупноголовость и большеглазость младенцев и придал эти «няшные» черты своим персонажам.)
К тому же братья и сестры двуглавого гифалозавра — их там был целый выводок — остались лежать в позе эмбриона с обвернутыми вокруг тельца шейкой и спиралью хвоста. Осевое раздвоение его скелета начинается прямо от плечевого пояса, где расходятся две длинные серии шейных косточек (видимо, достигавшие 19 позвонков каждая), несущие два одинаковых заостренных черепа.
Подобные нарушения случаются при неполном делении зародышевого диска, если эмбрион получил повреждение. Возможно, повлияло падение температуры, нередкое в этой части Азии в первой половине мелового периода (неслучайно местные динозавры кутались в перья, а теплолюбивые крокодиломорфы вовсе не прижились).
Причиной мог стать и взрыв вулкана — одного из тех, что периодически губили экосистему Чжэхоль (и создавали богатые заделы для работы палеонтологов). Последующее снижение уровня кислорода, повышение концентрации углекислого газа или ртути в водоеме — всё могло изменить плавный ход зародышевого развития.
А возможно, самка, ожидавшая приплод, была ранена чьими-то зубами, что спровоцировало перестройку всего организма и нанесло вред зародышу. Ведь, подобно многим водным рептилиям, хористодеры были живородящими (или почти таковыми). По крайней мере, среди остатков одной из самок гифалозавра байтайгоуского сохранились скелетики 18 зародышей, попарно лежавших вдоль её тела в скрюченной позе. У другой особи на сносях в чреве оказалось свыше десятка овальных яиц (от 0,5 до 2,5 см в диаметре) в мягкой, слабо обызвествленной пористой оболочке с эмбрионами на ранней стадии развития. Скорее всего, эти существа были яйцеживородящими: они вынашивали яйца, пока не проклюнутся новорожденные.
Впрочем, как мы видим, самка с двуглавым эмбрионом разродиться не успела. Возможно, причиной её преждевременной смерти стали сами эмбрионы: первые два из них уже развернулись, причем один из них — головой к «выходу», а другой, наоборот, хвостом. Так они могли помешать друг другу покинуть чрево, и беременная мать погибла, не опроставшись…
У юных 6‑сантиметровых гифалозавров кости черепа оставались несросшимися, канал хорды — открытым, гастралии — очень тонкими и мелкими, суставные головки длинных костей конечностей и элементы стопы — хрящевыми. Такое существо вряд ли было готово к полной опасностей самостоятельной жизни.
Нередкие среди ископаемых лагерштетта Чжэхоль находки взрослых хористодер вместе с подрастающим поколением подсказывают, что этим рептилиям были не чужды родительские «чувства» (по крайней мере, как крокодилам). Определить, что это недоросли, а не новорожденные, можно сопоставив их суммарный объём тела с таковым взрослой самки: понятно, что 185 см3 в 160 см3 никак не поместятся. Значит, самка уже давно разродилась, но продолжала жить с отпрысками общей «семьей».
При тщательной родительской заботе из новорожденных вырастали существа, похожие на мелких плезиозавриков: с маленькой головой, овальным тельцем и очень длинными шеей и хвостом. Из общего числа позвонков — 94 и 111 у двух разных видов — на хвост приходилось больше половины. Нижние височные окна закрывались по мере взросления.
Хористодеры стали первыми живородящими пресноводными рептилиями, и выползать на пляж гифалозаврам было вовсе незачем, тем более на коротких лапках. Вдобавок крестцовые ребра у них не были спаяны ни с позвонками, ни с тазом, и тазовый пояс не мог служить опорой на суше.
Зато «ящерки» прекрасно приспособились к водной среде. Обтекаемое тело гифалозавра линъюаньского плотно покрывали разновеликие угловатые чешуи, и самые крупные из них, овальной формы, тянулись двумя непрерывными рядами по бокам туловища и хвоста. Эти пластинки несли продольные кили, которые, как мы уже знаем на примере аспидоринха, уменьшали лобовое сопротивление при движении сквозь водную толщу. Голову украшали ромбические чешуи, а шею — прямоугольные.
Тяжелые ребра и гастралии придавали телу нейтральную плавучесть. Плотная костная ткань развивалась благодаря пахиостеосклерозу — сочетанию внешнего утолщения кости (пахиостоза) и уплотнения её сердцевины (остеосклероза). Между длинными пальцами растянулись тонкие перепонки. Протяженный хвост, в котором было 55 слегка сжатых с боков позвонков, нёс по краю кожное утолщение, образующее широкий плавниковый гребень. За счёт движений хвоста, подруливая короткими перепончатыми лапами, гифалозавры стремительно передвигались в глубине больших озёр в поисках добычи.
Судя по тонким игловидным зубам, охотились они на плавучих беспозвоночных и небольших позвоночных. В озёрах это были, например, крупные водные личинки насекомых, ракообразные ляониногрифусы (Liaoningogriphus), головастики и взрослые особи хвостатых и бесхвостых земноводных, рыбы ликоптеры и короткорылые осетровые пейпяостеи (Peipiaosteus). Все они не превышали в длину 10 см и встречались весьма часто. (Ляониногрифусы относятся к редким ныне спелеогрифовым ракам, населяющим некоторые пещерные водоёмы.).
Однако и содержимое кишечника, и частое сонахождение скелетов гифалозавров с остатками ликоптер (иногда почти в пасти ящера) свидетельствуют о преимущественно пескетарианской диете взрослых особей. Они хватали жертву быстрым боковым движением головы на гибкой шеё, челюстные зубы прокалывали добычу, нёбные помогали её удержать и направить в глотку.
Обильные хористодеры, особенно молодь, вероятно, служили пищей для позвоночных покрупнее. Особую опасность для них представляли рыбоядные хищники: черепаха маньчжурохелис с уплощенным панцирем; большая (35 см) длиннохвостая и широколапая ящерица ябейнозавр (Yabeinosaurus), тоже живородящая; примитивное эутриконодонтное млекопитающее яноконодон (Yanoconodon), внешне похожее на сильно вытянутую ондатру; птицы янорнис (Yanornis) и писциворавис (Picivoravis), напоминавшие ворону, только с когтистыми пальцами на крыльях и зубами в клюве.
В кишечнике этих животных, а также в зобу и регургитах пернатых обнаружена рыба, а название последнего прямо отражает его пищевые предпочтения. Даже местная 8‑сантиметровая лягушка чжэнибатрах (Genibatrachus), которая целиком заглатывала саламандр, могла полакомиться и гифалозавриком.
Хористодеры озерной экосистемы Чжэхоль выглядели очень по-разному и занимали каждая свою экологическую нишу. Если рыбоядные гифалозавры предпочитали холодные глубины озера, то короткошеий и относительно длинноногий моньчжурозух, наверное, больше питался земноводными. Он выбирался на сушу, оставляя там пятипалые следы задних перепончатых лапок и передних — обычных.
Из-за мелких размеров ископаемые остатки хористодер долго принимали то за ящериц, то за некрупных крокодилов. Они действительно сочетали весьма архаичные черты рептилий (например, многочисленные нёбные зубы) с типичными признаками диапсид (височные окна и гастралии) и своими собственными «наработками» (неоморфное окостенение в черепе).
Особенностями мозга — с увеличенной шишковидной железой и обонятельными луковицами — наиболее продвинутые среди них формы (хампсозавры) больше напоминали древних архозавроморф. Строение оболочки яйца с тончайшим слабоминерализованным и непористым внешним слоем вроде бы указывает в сторону чешуйчатых (у клювоголовой гаттерии гастралии тоже имеются). Впрочем, более важные признаки — характер срастания костей и последовательность окостенения элементов скелета (благо эмбрионов и подростков для изучения хористодер во всех подробностях развития в Чжэхоле сохранилось предостаточно) — указывают на то, что они были ближе к архозаврам.
Изучение хористодер из Чжэхоля неожиданно натолкнуло биологов на новое решение парадигмы «курица или яйцо?». Предполагалось, что появление яйца с тремя плодными оболочками, не считая скорлупы, обеспечило амниотам окончательный выход на сушу. Значит, яйцо?
Однако можно ведь было удерживать яйца в яйцеводе, пока из них не разовьются полноценные зародыши, и затем выпустить практически готовых противостоять внешним невзгодам детенышей наружу. Именно так, как это происходило у гифалозавров и их соплеменников. Так же продолжают размножаться некоторые живородящие ящерицы и змеи (по крайней мере 120 млн лет — с раннемеловой эпохи), не говоря уж о млекопитающих.
Поскольку живорождение практиковалось у столь разных групп, как парарептилии (мезозавры), синапсиды (млекопитающие), всевозможные морские ящеры, чешуйчатые (ящерицы и змеи) и древние архозавроморфы (собственно хористодеры), то, вероятно, продолжительное вынашивание зародыша до его полного созревания и было исходным способом размножения. Так что вначале была «курица»…
Мама вильнула узким хвостом и подплыла к странному двухголовому детёнышу: хоть и уродец, но свой, и взгляд — в четыре глаза — вполне даже осмысленный…
IQ