Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Но такого понятия, как живое ископаемое, не существует. Однопроходные такие же «продвинутые», как и все мы. Естественный отбор не стоит на месте: гены продолжают развиваться, видоизменяясь и рекомбинируя с каждым поколением. Хотя некоторые группы животных могут внешне мало отличаться от своих предков, при ближайшем рассмотрении вы найдете множество различий. Понятия «примитивный» или «продвинутый» не существует в биологическом смысле, есть только изменения с течением времени, у эволюции также нет конечной цели, а потому формы жизни не улучшаются и не вырождаются.

Те случайные вариации, которые естественным образом возникают в популяции животных и которые помогают им выживать в любой данный момент времени, являются наилучшей адаптацией для данной популяции, в данной среде, в данный момент. В некоторых популяциях это в конечном итоге приводит к значительным и видимым изменениям в физиологии и анатомии. В других группах изменения более тонкие, поэтому стороннему наблюдателю они кажутся реликтами. Но винтики биологии не перестают вращаться. Можете быть уверены, что эти виды так же «продвинуты», как и любой другой существующий сегодня на Земле.

В додарвиновском мире механизмы естественного отбора были неизвестны великим умам, которые впервые исследовали однопроходных и сумчатых. Пока Оуэн описывал внутренности кенгуру в своей лаборатории, Дарвин находился на борту Корабля Его Величества «Бигль». Его кругосветное путешествие в качестве джентльмена-натуралиста на этом шлюпе королевского флота снабдило его опытом и информацией, необходимыми для понимания процессов эволюции. Благодаря этим знаниям и столетним исследованиям, направленным на их совершенствование, мы теперь видим однопроходных такими, какие они есть на самом деле.

Однопроходные действительно сохраняют некоторые характеристики более ранних млекопитающих, которые в других группах с тех пор изменились. Несмотря на это, они считаются, как это называют ученые, «высокоразвитыми», что означает, что они далеко ушли от основания своего генеалогического древа. Например, знаменитый «утиный клюв» – это совершенно уникальное устройство для обнаружения пищи, которое ранее не встречалось за всю историю существования вида млекопитающих ^[17].

Научное название «птицеподобный утконос» далеко от правды. В отличие от птичьего клюва, морда утконоса мягкая и изогнутая. Чего никто не знал, когда давал утконосу такое название, так это того, что вся морда усеяна более чем 40 000 точечных механо- и электрорецепторов, Млечный путь чувствительности. Механорецепторы обеспечивают уникальное чувство осязания. Когда утконос ныряет на дно пресноводных рек и озер материковой Австралии и Тасмании, он закрывает свои маленькие глазки и уши (расположенные сразу за глазами), и нос берет верх. Подобно руке, тянущейся в темноте, утконос использует свою морду, чтобы нащупать пищу на дне реки. Бешено шныряя своей мордой между камнями, утконос использует вторую линию передовых скрытых технологий: ряды электрорецепторов, которые улавливают электрические поля, генерируемые сокращениями мышц его добычи – червей, креветок и даже мелких рыб и амфибий.

Кости черепа под этим чувствительным «оборудованием» совершенно не похожи на оные у предков утконоса или любого другого млекопитающего, живущего сегодня. Верхняя челюсть, максилла, раздвоена. Каждая сторона изгибается к средней линии, как пара клещей. Зубов нет. Подобно призракам, они ненадолго появляются на ранних стадиях жизни утконоса, а затем исчезают, сменяясь роговыми пластинами. Не имея ископаемых однопроходных для сравнения, Оуэн предположил, что такой странный череп, должно быть, ничуть не изменился с древности. Теперь мы знаем, что утконос произошел от предка с обычным черепом и зубами. Именно из-за того, что утконосы настолько особенны и необычны, они наиболее уязвимы к потере среды обитания, вызванной человеческой деятельностью.

Ехидны, колючие сестры утконоса, тоже возымели поразительно измененную форму черепа, но для совершенно другой цели. Существует по меньшей мере четыре вида ехидн, обитающих в Австралии, Тасмании и Новой Гвинее. Внешне они чем-то напоминают пухлого, грязного ежа. Как и у утконоса, их морда также усеяна электро- и механорецепторами, однако ехидны пользуются и традиционными средствами при поиске пищи – острым слухом и обонянием. Ехидны предпочитают сушу, хотя, как и большинство животных, они достаточно хорошо плавают. Они физически приспособлены вырывать насекомых из-под земли, хватая их беспомощные беспозвоночные тельца своим липким языком. А посему череп ехидны представляет собой идеальную трубку для вытаскивания насекомых. У ехидн вообще нет зубов, а их нижние челюсти размером с зубочистку. Несмотря на это, «клюв» у них крепкий – с его помощью они могут копать и даже раскалывать полые бревна. Нередко им попадаются насекомые, слишком большие для их крошечных ртов, но это не проблема: они просто раздавливают пищу своим рылом-тараном, а затем слизывают питательные внутренности.

Другие млекопитающие с трубкообразном черепом, этакие коллеги-специалисты по насекомым, включают сумчатого намбата, плацентарного трубкозуба, муравьеда и панголина. Эти млекопитающие значительно разнятся с точки зрения биологического родства, принадлежа к трем основным ветвям млекопитающих. Тем не менее они независимо развили одну и ту же анатомию, чтобы отыскивать пищу и ее употреблять. Это называется конвергентной эволюцией, когда две группы животных приходят к одному и тому же адаптивному решению в ответ на окружающую среду. Это распространенная закономерность, которую мы видим в летописи окаменелостей и к которой мы будем еще не раз возвращаться по ходу нашей истории. Такое повторение форм поможет пролить свет на жизнь вымерших существ. Как раз таки конвергенцию Кювье тогда заметил в сходстве между неродственными животными, живущими в сходных условиях, что он ошибочно истолковал как свидетельство против биологических преобразований.

Итак, как генетически, так и анатомически современные однопроходные млекопитающие столь же развиты, как и любые другие. Да, их предки жили во времена динозавров, но, с другой стороны, и наши то же.

Но хорошие истории редко кончаются так просто. В 1830-х годах Бакленд дал миру объяснение челюстям сумчатых из вторичных пород Англии, и оно идеально соответствовало не только современному научному видению, но и широко распространенным культурным и религиозным представлениям о превосходстве человека (заметьте, не женщины, а белого мужчины). Несмотря на попытки его друга Лайеля опровергнуть стремление к совершенству, линейное движение от простого животного к более сложному воспринималось куда проще. В результате история Бакленда о примитивных сумчатых как о разминке перед более продвинутыми млекопитающими глубоко засела в общественном сознании.

В конце концов Кювье еще раз взглянул на сумчатых Стоунсфилда. Хотя он по-прежнему верил, что это сумчатые, теперь он признал, что они не совсем похожи на ныне живущих опоссумов и, должно быть, принадлежат вымершему родственнику. Вскоре были названы первые роды ^[18] млекопитающих мезозоя: Amphitherium (оригинальная челюсть, отмеченная Баклендом), Phascolotherium, а чуть позже – Amphilestes. К середине девятнадцатого века были обнаружены еще два юрских «млекопитающих» ^[19]: одно из Стоунсфилда под названием Stereognathus, а из еще более древних пород в Германии появились Microlestes (позже переименованные в Thomasia, потому что первоначальное название уже было заявлено для вида жужелиц. Как только организм получает официальное научное название, его имя уже нельзя поменять, как и присвоить его другому виду). На новом английском участке в Дорсете также начали добывать окаменелости древних млекопитающих: в формации Пурбек. Она была моложе Стоунсфилда, но столь же плодородна. Начиная с 1830-х годов ученые Франции и Англии начали спорить обо всех этих животных и о том, что значат их кости.

К тому времени, когда Оуэн в 1871 году опубликовал свою «Монографию об ископаемых млекопитающих мезозойских формаций», насчитывалось 20 родов, большинство из которых обнаружили в формациях Британии. Он утверждал, что скудость этих окаменелостей, должно быть, точно отражает их редкость в эру рептилий. Его выводы в конце монографии ни у кого не оставили сомнений в том, как великий анатом воспринимает этих животных: «Жизнь мезозойских млекопитающих, без сомнения… незначительна, как по размерам, так и силе…»⁸ Он считал, что их редкость и их анатомия подтверждают его веру в «Закон прогресса от общего к особенному, от низкого к высокому…»⁹ Оуэн определенно считал этих первых млекопитающих низшими существами.

Взгляды Оуэна основывались на крошечном количестве ископаемого материала, известного в то время. Они не могли дать ученым достаточной информации, чтобы понять, насколько эти животные анатомически отличались от тех, что живут сегодня. Но на его идеи также влиял упрямый отказ принимать открытия его научных оппонентов, а именно теорию эволюции. Несмотря на весомый научный вклад Оуэна, его наследие запятнано ожесточенным антидарвинизмом. Он резко отрицал любое заявление Дарвина или его сторонников. Когда друг Дарвина, анатом и биолог Томас Генри Хаксли, поставил под сомнение ортодоксальную точку зрения Оуэна о том, что мезозойские млекопитающие примитивны по сравнению с современными сумчатыми, Оуэн язвительно ответил, что «только физический дефект зрения не в состоянии различить», что мезозойские сумчатые принадлежат к «более обобщенному типу»¹⁰.

Недостатка млекопитающих из мезозойского мира вскоре не стало благодаря новым открытиям в Северной Америке. Два человека превратили палеонтологию из научного занятия в ожесточенное и очень публичное поле битвы. Неприкрытая вражда Эдварда Дринкера Коупа и Отниеля Чарлза Марша в их гонке за сбор окаменелостей на землях их молодого народа позорно вылилась в обман, клевету, воровство и взрывы динамита. Несмотря на то что в результате совместной работы они собрали значительную коллекцию ископаемых животных, всеобщим вниманием они обязаны своим возмутительным склокам. В результате нарисованные ими и их закадычными друзьями образы отважных ученых-индивидуалистов с завитыми усами и белой кожей, обожженной солнцем, бредущих по диким пустошам с ружьями и лопатами, превратились в распространенный стереотип о палеонтологах. На эту модель будут равняться поколения ученых. Многие до сих пор пребывают в плену этого образа.

Коуп и Марш знамениты тем, что нашли огромные кости динозавров, в том числе длинношеих завроподов-исполинов, таких как бронтозавры ^[20]. Но на самом деле оба больше интересовались млекопитающими, чем ящерами. Хотя они сосредоточили свою деятельность на поиске кайнозойских окаменелостей (после массового вымирания нептичьих динозавров), они собрали впечатляющую коллекцию юрских млекопитающих. К 1890 году количество мезозойских млекопитающих увеличилось более чем вдвое.

Хотя в основном окаменелости были представлены зубами и челюстями, материала хватало: вставали новые вопросы о разнообразии и взаимоотношениях млекопитающих в эру рептилий. В отличие от других групп животных, обладающих зубами, например рептилий, у которых вдоль всей челюсти зубы одинаковой формы, у большинства млекопитающих особая зубная система: лопатообразные резцы, заостренные клыки, бугристые премоляры и моляры. Другим важным замечанием стало то, что у разных групп млекопитающих одинаковое количество зубов каждого типа, но вот форма их острых выступов и гребней уникальна. Таким образом, зубы, пускай разрозненные и редкие, могли многое рассказать о взаимоотношениях между вымершими видами. А также стать ключом к изучению ископаемых млекопитающих.

Палеонтология мезозойских млекопитающих быстро превратилась в науку о зубах, их количестве и диетических предпочтениях. Когда Генри Фэрфилд Осборн ^[21] в 1887 году обобщил всех известных мезозойских млекопитающих, он подчеркнул, что диета остается одним из основных способов классификации этих загадочных маленьких зверей: «эти семейства объединяются в небольшие группы… мы можем разделить эти подгруппы на плотоядные, всеядные, насекомоядные и травоядные виды»¹¹.

Но Осборн изо всех сил старался объединить известные роды в разумные группы. Он считал, что некоторые из них явно были сумчатыми, или «протосумчатыми», но следует ли «представителей юрского периода… также относить к этому отряду или они образуют отдельный отряд?»¹² Хотя зубы млекопитающих чрезвычайно полезны, их возможности не безграничны. Когда 1800-е годы подходили к концу, палеонтологи все еще пытались разобраться в семействах мезозойских млекопитающих. Поскольку сохранились только зубы и челюсти, картина оставалась неясной.

До исследователей начало доходить, что, возможно, эти самые ранние млекопитающие не сумчатые, как считалось. С публикацией Дарвином в 1859 году книги «Происхождение видов путем естественного отбора» зоологи и биологи начали рассматривать жизнь на Земле в совершенно новом свете. Ранее они предполагали переход от рептилий к однопроходным, сумчатым, а затем и плацентарным млекопитающим по прямой линии, от более простых форм к более сложным. Вся жизнь на Земле представлялась этакой «великой цепью бытия». Отсюда и появился некорректный термин «недостающее звено», относящееся к звеньям в этой самой цепи. Но теперь жизнь и ее развитие предстали перед учеными в виде дерева, объединенного стволом общего происхождения. Выявить форму этого ствола означает найти черты, которые объединяют одни группы общим предком, в то время как ветви помогут отличить группы по их новым адаптациям. Теория Дарвина ввела механизм, который объяснял жизнь не как серию катастрофических замен, а как постоянную модификацию групп животных.

К началу двадцатого века стало понятно, что мезозойские млекопитающие из таких мест, как Стоунсфилд, в конце концов, не принадлежат к современным группам, они – древние предшественники животных, которых мы наблюдаем сегодня. Некоторые, по-видимому, принадлежали к трем основным отрядам современных млекопитающих, в то время как другие явно представляли собой нечто совершенно иное. Было отмечено, что у этих существ были общие черты скелета с рептилиями – мог ли у них быть общий предок? Произошли ли млекопитающие от рептилий? Только недостаток окаменелостей сдерживал палеонтологов, когда они пытались понять древо нашей пушистой, молокопроизводящей родословной.

Хотя среди ученых картина прояснялась, для широкой общественности все шло несколько медленнее. В 1905 году книга Генри Роберта Найпа «От туманности к человеку» отправила читателей в сенсационное поэтическое путешествие сквозь время. Страницы, посвященные мезозою, были богато проиллюстрированы зубастыми, похожими на летучих мышей птерозаврами, морскими рептилиями, по которым струилась вода, и неуклюжими, долговязыми динозаврами. Иллюстрации стали кульминацией 80-летнего викторианского палеоарта: грубые, медлительные и напоминающие крокодилов существа, как и подобает их «примитивной» природе. На одном изображении тупоголовый птерозавр пикирует к озеру, где крокодил только что поймал пухлого утконоса юрского периода. Второй утконос бежит по травянистому берегу. На другой картинке мегалозавр вцепился зубами в задницу ехидны. Многие из этих иллюстраций принадлежат плодовитой художнице Элис Вудворд. Она и ее сестры внесли огромный вклад в науку благодаря своему искусству, которое украшало собой книги, статьи и научные труды многих самых выдающихся ученых того времени.

«От туманности к человеку» подарила миру эпический рассказ об истории жизни на Земле. Когда Найп писал ее, он запечатлел в своем тексте и изображениях яркое повествование об эволюции. Хотя она включала в себя многие из новейших открытий, на нее сильно повлияла идея прогресса: примитивные мезозойские утконосы все еще делили эру рептилий с первыми сумчатыми. Главной темой была эволюция жизни, понимаемая в соответствии с теорией естественного отбора Дарвина и Уоллеса, но люди все еще придерживались идеи совершенствования, веря в конечную цель эволюции. Роду млекопитающих была уготована слава, и ее кульминацией стала выдающаяся раса плацентарных млекопитающих. А на вершине этого прогресса, естественно, по-прежнему стоял человек.

Хотя эта картина устарела, прошло немало времени, прежде чем широкая общественность осознала, что наука продвинулась вперед. Палеонтологи знали, что найденные окаменелости принадлежат к группам животных, неизвестных в современном мире. Они отказались от допотопных опоссумов и юрских утконосов. К началу двадцатого века ученые поняли, что млекопитающие времен динозавров уникальны и что их родословная уходит корнями еще дальше, в самые глубины геологического времени.

Но неуловимое происхождение млекопитающих и их роль в мезозойском мире, где, казалось бы, доминировали гигантские рептилии, все так же подвергались несуразным домыслам. Пройдет еще столетие, прежде чем популярная культура пустится вдогонку за развивающейся наукой об эволюции млекопитающих. В течение 150 лет описание Оуэном млекопитающих триаса, юры и мела как не более чем «низших и мелких; крысоподобных, землеройкообразных, форм самого глупого и неразумного отряда молокососов» продолжало находить отклик у общественности и большинства ученых.

Теперь мы знаем, что такой образ далек от тех динамичных существ, которые проложили себе путь в современный мир. Они были первопроходцами в области экологии и волшебниками анатомии. Они не просто отделились от своих собратьев-рептилий, они отказались от них еще до того, как началось их эволюционное путешествие. Они «правили Землей», когда динозавров не было и в помине. Они были пылкими новаторами в области питания, хвастунами и микрониндзя с большим мозгом.

Наконец-то пришло время услышать правдивую историю происхождения могучих млекопитающих.

Глава третья
Дырка в голове

 
Но они появляются, медленно
Вдоль берегов и рек,
Илистых и мшистых,
Рядом с Бассом и вдоль Уайтэддера
Двоякодышащие рыбы и другие четвероногие
Выползают из истории.
 

Джастин Сейлс. Пробел Ромера

Ничто не появляется в мире полностью сформированным; это вам не греческий миф. Животные, которых мы сейчас называем млекопитающими, не исключение. Их – наша – эволюционная история тесно переплетена с историей всей другой жизни на Земле. Однако в какой-то момент наши предки отделились и начали прокладывать свой собственный путь через джунгли геологического времени. Задолго до появления динозавров. То было время, когда континенты, которые мы знаем сегодня, были соединены. Существовал только один океан, Панталасса, и один суперконтинент, Пангея. Там, в этом мире Януса, спрятана история происхождения млекопитающих – и кроется она в наших дырявых черепах.

Около 350 миллионов лет назад Африка и Америка прижимались друг к другу в центре столкновения тектонических плит. Антарктида и Австралия приютились у них на юге, все вместе образуя континент Гондвана. Тем временем Северная Америка, Европа и большая часть Азии – за вычетом Индии, которая в то время примыкала к Африке, – соединялись на севере, составляя континент Лавразия. Части Китая и Юго-Восточной Азии, протянувшиеся от суперконтинента, подобно пальцам, раскинулись по широтам восточной островной цепью. Они окружали другой значительный водоем: мелководный океан Палеотетис, колыбель кораллового тепла.

Экватор Земли оседлали Центральные Пангейские горы, которые, подобно поясу, отделяли бедра-Гондвану от груди-Лавразии. Эти горы образовались в результате столкновения двух половин Пангеи, поднявшего земную кору вверх в результате явления, которому геологи дали подходящее эротическое название: орогенез. Горообразование привело к появлению цепочки вершин, которые сохранились до наших дней: теперь мы знаем их как Аппалачи в Северной Америке, часть Атласа в Марокко и части Шотландского высокогорья, включая самую высокую гору Бен-Невис.

В среднем на Земле было около 20° по Цельсию (в настоящее время температура составляет всего около 14° по Цельсию, но быстро повышается). Хотя на самых южных участках были ледники, большая часть Пангеи была покрыта густыми тропическими болотными лесами. Не похожие ни на что, эти джунгли оставили бы любого под громадным впечатлением.

Это была Земля каменноугольного периода. Там мы начинали, и уже тогда за нами было не угнаться.

Вы плывете по притоку широкой реки, извивающейся в каменноугольных джунглях Шотландии около 350 миллионов лет назад. Возбуждение от горячего, влажного воздуха наполняет вас. Вы находитесь недалеко от экватора и чувствуете себя сильным, даже слегка опьяненным – пробежать марафон и покорить высокую вершину для вас не проблема! Это результат вдыхания самой высокой концентрации атмосферного кислорода за всю геологическую историю. Сегодня воздух, которым мы дышим, содержит примерно одну пятую кислорода. Между 300 и 360 миллионами лет назад он состоял из кислорода на треть. Почерневшие шрамы на стволах деревьев намекают на частые лесные пожары, которые опаляют ландшафт. Грозы очень легко разжигают огонь в столь легковоспламеняющейся атмосфере.

Дотроньтесь до одного из обугленных стволов, и вы поймете, что «деревья» – это не деревья вовсе. Сегодня мы собираем шишки под соснами, слушаем свист эвкалипта на ветру, прогуливаемся под усыпанными листьями ветвями дуба или продираемся сквозь влажные заросли мангровых деревьев – все эти леса представляют собой недавние эволюционные группы. Первые же леса заполоняли гигантские предки и родственники папоротников, мхов и хвощей. Теперь мы думаем о них как о миниатюрных обитателях подлеска, пышно скрывающихся во влажных уголках мира. Но тогда их вид разросся до размеров секвойи.

Вы можете увидеть окаменелые стволы этих «деревьев», например, в Фоссил Гроув, или Ископаемой роще, в Глазго, Шотландия. Город считается одним из самых зеленых в Европе благодаря сети общественных парков. Фоссил Гроув, одно из самых недооцененных сокровищ города, расположена в старом карьере в парке Виктория. Туда можно доехать на автобусе из центра. Прогулявшись по пышному саду, изобилующему зрелыми каштанами и яркими цветочными клумбами, посетители следуют по тропинке через рододендроны и фиалки, пока не оказываются в укромном углублении. В самом его сердце покоится небольшое викторианское здание, оно словно портал. Ступив туда, вы проноситесь сквозь время – и попадаете в Шотландию каменноугольного периода.

Из песчаникового пола торчат одиннадцать стволов деревьев. Они около метра в диаметре и высоте, с выступами на верхушках, из-за чего кажется, что по ним только что прошлись секатором. Это лепидодендрон возрастом 325 миллионов лет, древний родственник современных крошечных полушников и плаунов. В лесах Пангеи в первой половине каменноугольного периода преобладали это растение и его сородичи, называемые ликопсидами. Это одна из старейших линий сосудистых растений ^[22] на планете. Их древесные предки достигали в высоту более 30 метров, и большая часть угля, послужившего топливом для промышленной революции, добывалась из их упавших ветвей.

Ни один плотник не сказал бы вам спасибо, положи вы ему этот материал на верстак: большинство стволов состоят из толстых наружных слоев и коры, почти без древесины. Ископаемые деревья в Глазго пепельно-серые, но их корни впиваются в землю мертвой хваткой, намекая на то, что когда-то они были полны жизни. Листья бесперебойно росли по всей поверхности. Они выпадали по мере роста растения, оставляя после себя вязаное одеяло из ромбовидных рубцов на стволах, и только макушку венчала прическа из игольчатых листьев.

Эта Ископаемая роща образовалась, когда грязевой поток затопил основания лепидодендронов, убив их. Они сгнили и оставили после себя пустые слепки, которые позже заполнились песчаным осадком и превратились в камень. Окаменелости были обнаружены во время благоустройства парка в 1887 году. Признавая значимость находки, члены Геологического общества Глазго предложили оставить деревья на месте и для их защиты возвести над ними здание. С 1890 года общественность и ученые приезжают сюда, чтобы перенестись обратно в древние леса. К концу каменноугольного периода сосны, кипарисы, гинкго и саговники – растения, известные как голосеменные, – начнут вытеснять ликопсиды с их позиции доминирующего вида по мере похолодания и высыхания климата. Но в начале этого периода всем заправлял двоюродный брат плауна.

В болотистом лесу, на пути вашего движения по экваториальному притоку, внутренний подъем от избытка кислорода вскоре проходит, когда вы открываете для себя еще одно проявление мира, богатого O₂. Заросший папоротником подлесок вздрагивает и раскачивается в такт движению десятков ног, и все они принадлежат одному существу. Здесь обитают чудища.

Мы, позвоночные, не первыми воспользовались преимуществами суши. Грибы, а затем и растения сделали первый шаг примерно 470 миллионов лет назад, в ордовике ^[23]. Примерно 50 миллионов лет спустя за ними последовали членистоногие. Они процветали порядка 70 миллионов лет, прежде чем позвоночные животные приступили к колонизации земли.

Членистоногих иногда в просторечии называют насекомыми, но на самом деле они включают в себя всех сегментированных существ с твердым экзоскелетом и суставчатыми придатками. Наряду с насекомыми сюда входят ракообразные (такие как крабы), арахниды (пауки) и мириаподы (многоножки). Их многоногие экзоскелеты сделали их идеальными земными первопроходцами: твердые внешние оболочки защищали их от гравитации вне воды и удерживали жизненно важную влагу в организме. Мир палеозоя был раем для членистоногих, и они быстро эволюционировали во множество различных форм.

Пауки и многоножки первыми отправились в путешествие на сушу. Одна многоножка из пород Абердиншира возрастом 423 миллиона лет, Pneumodesmus, представляет самое раннее ископаемое свидетельство дыхания через похожие на поры отверстия в экзоскелете, называемые дыхальцами. Эти дыхальца вели внутрь, к крови и органам, обеспечивая газообмен: поступление кислорода и выход углекислого газа. Эта эффективная система, которая независимо развилась как у многоножек, так и у насекомых в результате конвергентной эволюции, сохраняется и по сей день.

Но наличие в теле множества дыхательных отверстий создает проблему: они не только выпускают газы, но и пропускают влагу. Это одна из причин, почему насекомые и многоножки в большинстве своем довольно маленькие. Чтобы вырасти больше, им нужно больше кислорода, а это значит, что дыхальца у них должны быть крупнее и многочисленнее. Но это привело бы к последующему высыханию и смерти. Не случайно одно из самых крупных на сегодняшний день насекомых, южноамериканский жук-усач дровосек-титан, который в длину с ладонь взрослого человека, обитает во влажных тропических лесах. Исследования показывают, что по мере того, как насекомые становятся больше, их дыхальца и трубки, их соединяющие (называемые трахеями), должны занимать все больше места внутри тела. Это условие установило естественный предел длины тела примерно в 15 сантиметров. И поставило дровосека-титана на первое место среди физически возможных членистоногих, живущих на суше.

Но естественное ограничение будет отличаться, если атмосфера богата кислородом. В таких условиях газы, проходящие через тело насекомого, куда эффективнее способствуют росту. Нервно раздвинув листья папоротника, чтобы посмотреть, что же движется в каменноугольном подлеске, вы обнаруживаете источник ста шагов. Вам дорогу переступает гигантская многоножка размером с велосипед.

В гавани Лагган, на острове Арран в Шотландии, сохранились следы пребывания этих гигантов. Параллельный ряд углублений в скале указывает на путь передвижения артроплевры. Эта огромная многоножка – самое крупное наземное беспозвоночное всех времен. Ее многочисленные следы выглядят как отверстия по линии отрыва на листе бумаги, за исключением того, что каждое из них находится на расстоянии вытянутой руки друг от друга. По ту сторону Атлантики, в Новой Шотландии, Канада, были обнаружены похожие следы, расположенные на расстоянии полуметра друг от друга. Это, безусловно, вызовет дрожь у любого, кроме самого восторженного мириаподолога.

Отшатнувшись от неожиданности, вы поднимаете глаза и видите то, что поначалу кажется ястребом-перепелятником, несущимся к вам через просвет в кронах лепидодендронов. Фух, хотелось бы сказать, ничего страшного, но нет. Когда существо с трескотом пролетает мимо, вы видите, что это стрекоза длиной с вашу руку. Насекомые были не только первыми на суше, но и первыми в воздухе. Эти дальние родственники стрекоз были самыми крупными летающими насекомыми всех времен. А еще они были хищниками, питающимися другими насекомыми… хотя они могли бы сделать исключение для сочного человека-пришельца из будущего.

Гигантские насекомые, в 10 раз превосходящие размерами современных, были распространены в каменноугольном периоде. Хотя окаменелости членистоногих еще предстоит найти в самых ранних породах этого периода, в более поздних отложениях они многочисленны и разнообразны, стало быть, они процветали задолго до этого. Самые ранние родственники поденок и тараканов, а также пауков, наряду с несколькими группами насекомых, которые позже вымерли, ползали по всей Земле каменноугольного периода. Утопия для энтомолога.

Пока вы сидите съежившись на водянистых опушках кишащих насекомыми болотных лесов, наконец появляется причина нашего с вами визита сюда. В заросших сорняками прудах и водных путях что-то пробивается на поверхность. Оно не больше вашего предплечья и имеет удлиненное тело. Два больших глаза расположены по обе стороны вытянутого лица. Конечности, которые едва отрывают тело от влажной земли, чтобы продраться сквозь спутанные сорняки, выступают из корпуса. Существо покачивается, приближаясь, как папа на дискотеке. Конечности заканчиваются тем, что изменит все направление жизни на Земле: первые пальцы.

В каменноугольных болотных лесах первые тетраподы вышли из воды вслед за беспозвоночными. Они были самыми первыми животными на пути к млекопитающим – и амфибиям, и рептилиям, и птицам; на самом деле эти животные – общие предки всех существ с позвоночником и четырьмя конечностями ^[24]. Их история все еще туманна, но мириады окаменелостей, которые охватывают период от раннего девона до позднего каменноугольного периода, приоткрывают завесу тайны – более чем достаточно, чтобы из мельком увиденного составить общую картину их появления.