Новая история происхождения жизни на Земле

Поскольку птицы обладали способностью быстро перемещаться, в том числе летать, то логично было бы предположить, что их шансы на выживаемость гораздо выше, чем у нелетающих животных. К сожалению, птицы, чьи кости легкие трубчатые, оставляют меньше окаменелостей, так что собрать образцы бывает нелегко. Но благодаря упорству исследователей у нас теперь есть достаточно материала, чтобы, по крайней мере, образованная часть публики могла представить себе судьбу птиц в эпоху перехода от мезозоя к кайнозою, прочитав те страницы геологической летописи, которые выжжены падением астероида.

К концу мелового периода время существования птиц на планете превышало временной интервал от столкновения Земли с Чуксулубом и до наших дней.

Великое разнообразие птиц

Временные интервалы развития видового разнообразия птиц можно изучать с помощью не только ископаемых, но и анализа ДНК. В первом десятилетии XXI века было проведено несколько независимых исследований ДНК современных видов [242], и в результате появилось некоторое число версий «эволюционного дерева» птиц (предположительно произошедших от выживших в мел-палеогеновой катастрофе древних форм). Новые версии генеалогического дерева птиц преподнесли ученым сюрпризы. Например, ближайшими родственниками обычных пресноводных ныряющих птиц-поганок оказались… фламинго! Колибри — особая форма козодоев, а соколы по происхождению ближе певчим птицам, а не прочим хищникам типа орлов. И хотя уже одни эти факты весьма неожиданны, существует кое-что еще более поразительное.

Представьте себе, новая модель происхождения видов птиц помещает отряд тинамуобразных на одну ветвь с нелетающими — страусами, эму и киви. Важность этого открытия в том, что, оказывается, неспособность к полету развивалась у этой генеалогической ветви дважды, либо тинаму заново обрели способность летать, хотя произошли от нелетающих предков. И еще: новое «дерево» демонстрирует близкородственные отношения между воробьиными (самым крупным отрядом среди всех птиц) и попугаями. При этом, несмотря на все эти удивительные открытия, до сих пор не выяснено, когда же произошло разделение птиц на два основных подкласса: бескилевых и новонёбных.

Несколько основных современных групп настоящих птиц, как выяснилось совсем недавно, возникли в конце мелового периода. Эти сведения были получены в результате изучения останков ископаемого вегавис, найденных на острове Вега у берегов Антарктиды. Настоящие птицы разделились на бескилевых (тинаму, киви, страусы, эму) и новонёбных (все остальные птицы). Момент возникновения первичного разнообразия новонёбных также не определен. Наиболее правдоподобным является предположение, что первоначальное разделение настоящих птиц произошло перед мел-палеогеновым вымиранием. Но верно ли это предположение? И если да, то насколько раньше вымирания? Выше мы уже упоминали о группе специалистов (к ним относится, например, Алан Федуччиа), уверенных, что современные птицы появились только после мел-палеогеновой катастрофы. Также существуют теории, согласно которым под сомнение ставится факт распространения новонёбных до и после гибели других динозавров.

Таким образом, новые образцы с острова Вега стали решающим событием. Вега — маленький островок к северу от острова Джеймс Росс, на котором до этого также нашли останки птиц, послужившие важным ключом к пониманию эволюции птиц. Находки на острове Вега дали первое свидетельство того, что современные птицы существовали в конце мелового периода одновременно с не-птичьими динозаврами.

Наконец, еще один вопрос уже долгие годы мучает палеонтологов. В середине кайнозоя птицы снова попытались стать гигантскими хищными динозаврами. Самой знаменитой из таких попыток были «ужасные птицы», о численности которых можно судить по сведениям, приведенным ниже. Разумеется, существовала жесткая конкуренция между такими птицами и новыми тогда группами предков современных хищных млекопитающих — псовых, кошачьих, медвежьих, куньих.

Эволюция больших нелетающих птиц (бескилевых), существующих сегодня, — страусов, нанду, казуаров и других — всегда представлялась возвратом к двуногим формам динозавров. Но поскольку такие птицы, естественно, не могли прыгать с острова на остров или пересекать большие водные пространства, как это делают летающие птицы, то давно устоялось мнение, что все группы нелетающих птиц возникли независимо друг от друга. Так как большинство таких птиц обитают сегодня на южных материках, которые в мезозойскую эру были объединены в один суперконтинент, то подразумевается, что страусы Африки, нанду Южной Америки и казуары Австралии возникли в результате раскола Гондваны. Однако одним из многочисленных сюрпризов ДНК-анализа оказалось то, что эти нелетающие бескилевые птицы на самом деле развились как отдельные группы не после, а до того, как потеряли способность к полету [243].

Африка и Мадагаскар — одни из первых областей Гондваны, отделившиеся от основного суперконтинента, поэтому можно было предположить, что ранняя изоляция этих участков суши приведет эволюцию к созданию самых древних бескилевых — африканских страусов и слоновых птиц Мадагаскара. Из-за близости Мадагаскара к Африке казалось вероятным, что страусы и слоновые птицы должны быть близкородственными, но при этом сильно отличаться от прочих нелетающих бескилевых, включая нанду и новозеландских моа (последние, так же как и существующие сегодня киви, развивались в собственной изоляции). Но, как уже упоминалось, изучение ДНК дало неожиданные результаты.

Мадагаскарские слоновые птицы оказались ближе к новозеландским моа и киви, чем к африканским страусам. Эти данные подтверждают гипотезу, что группа, в которую входили слоновые птицы и их новозеландские родичи, обрела генетическую самостоятельность до того, как потеряла способность к полету.

Ныне живущие бескилевые являются единственными крупными динозавроподобными птицами прошлого. Самые большие сухопутные птицы, на сегодняшний день вымершие, демонстрировали возврат к строению тела, характерному для двуногих плотоядных динозавров мезозоя. Известные под научным названием «фороракосы» («ужасные птицы»), эти существа появились в Южной Америке примерно 60 млн лет назад и исчезли около 2 млн лет назад, в период первого плейстоценового наступления ледников. Некоторые из этих птиц перебрались в Северную Америку, а в Южной они оставались главными хищниками в течение почти всего кайнозоя В современности нет существ, подобных фороракосам, и это прекрасно.

Новые сведения, полученные в 2010 году методами компьютерной томографии, помогли нам по-новому увидеть жизнь и гибель этих существ. Исследование показывает, что большие клювы этих чудовищ были полыми, что стало для ученых полной неожиданностью. Такой клюв должен быть хрупким и слабым, его легко сломать боковым воздействием. Скорее всего, они использовали клюв как топор, а настигая жертву, полагались на свои мощные лапы с огромными когтями.

Как и у большинства нелетающих птиц, крылышки у фороракосов были маленькие и короткие, но лапы — длинные, сильные, с когтистыми пальцами. Мускулатура лап позволяла развивать большую скорость при беге. Было установлено, что некоторые виды «ужасных птиц» могли бегать со скоростью 112 км/ч по плоской местности, а в южноамериканской пампе таких мест полно. В беге они могли бы соперничать, скажем, с гепардами. Сочетание высокой скорости передвижения, большого клюва и жутких когтей на мощных лапах делали фороракосов более чем успешными хищниками.

Из всех птиц фороракосы имели самый большой мозг, а отсюда напрашиваются неприятные выводы. Недавно стали известны результаты наблюдений над интеллектом африканских серых попугаев: нейрофизиологи и психологи считают, что мы серьезно недооцениваем разумность птиц. Хотя специалисты признают наличие когнитивных способностей у приматов, птицы в целом — и фороракосы, возможно, тоже — являются одними из самых разумных живых существ, когда-либо живших на нашей планете.