Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных

Глава 4

От мамонта до археоптерикса

Петр Симон Паллас считается отцом отечественной палеонтологии. «Отцом» же всех палеонтологов и первым специалистом по ископаемым позвоночным был барон Жорж Леопольд Кретьен Фредерик Дагобер Кювье. В его время младенцам было принято давать много имен. Случись тяжелая болезнь, можно ведь сменить имя на следующее – вдруг смерть ошибется и уйдет по другому адресу. Кювье имя менять не пришлось ни разу, хотя он пережил и революцию, и Директорию, и воцарение Наполеона (дважды), и реставрацию власти Бурбонов, и еще одну революцию, пусть и не столь кровавую. Возможно, удачная судьба академика и пэра была связана с его ролью во Франции. Постоянно занимаясь научными изысканиями в Парижском бассейне, он стал непревзойденным знатоком строительного камня, способным указать, где закладывать карьеры и катакомбы для добычи наиболее прочных горных пород и как правильно это делать, чтобы Париж стоял, где стоит. Как следствие, он возглавил Комитет внутренних ресурсов. Именно к нему в Парижский ботанический сад (Национальный музей естественной истории) стекались палеонтологические образцы со всего света, в том числе из далекой Южной Америки и не менее далекой Сибири. Изучив сибирские кости, прекрасный знаток сравнительной анатомии Кювье сказал свое веское слово: мамонт – слон, но таких слонов сейчас нет, и он настолько отличается от современных, что отныне (с 1796 г.), так же как и другое хоботное, мастодонт, должен быть признан отдельным видом. Так мамонт стал первым научно описанным ископаемым животным и символом всей палеонтологии (силуэт его скелета увековечен, например, на эмблеме Всероссийского палеонтологического общества). Само же открытие вымершего животного привело Кювье к более глобальной идее, которой он посвятил целую книгу – «Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара» (1830). В ней ученый предположил: поскольку суша то погружается в пучины моря, то всплывает, населяющие ее животные время от времени вымирают. Потому-то мы и видим древние слои с остатками только рыб и моллюсков, более молодые – с «яйцеродящими четвероногими» (пресмыкающимися) и новые – с живородящими млекопитающими. То была первая теория, опиравшаяся на палеонтологический материал. Теперь она известна как «теория катастроф». (Кстати, Кювье нигде не упоминал никаких повторных актов творения, что незаслуженно ему приписывают.)

К научной истории самого мамонта необходимо добавить, что первым о родстве исполина со слонами догадался за несколько десятков лет до Кювье Даниэль Готлиб Мессершмидт, но увы, как это часто бывает, из-за рутины опубликовать свои мысли не успел, и они стали достоянием науки лишь в середине прошлого столетия. А видовое название primigenius (лат. первичный, исходный) предложил в 1799 г. Иоганн Фридрих Блюменбах из Гёттингенского университета: ему тоже перепала часть сибирских находок, но этот ученый считал мамонта просто другим, древним видом слона. О хоботных один из ведущих, наряду с Кювье, анатомов своего времени знал немало, поскольку именно он составил научное описание африканского слона. Само же название «мамонт» было увековечено в родовом имени Mammuthus в 1828 г.

В августе того же 1799 г. в дельте реки Лены эвенки из общины Осипа Шумахова, «тунгузского князца», как его именовали в тогдашних грамотах, обнаружили почти целую мумию мамонта. Хотя среди эвенков бытовало поверье, что, кто увидит мертвого мамонта, сгинет сам, в 1804-м, когда кадавр полностью вытаял из обрыва, Шумахов вырубил бивни и продал их купцу Роману Болтунову за 50 рублей. Купец оказался любознательным – добрался до обрыва и зарисовал тушу, правда, по словам Михаила Адамса, адъюнкта по зоологии Российской Императорской академии наук, «очень неверно… нечто среднее между свиньей и слоном». Сам Адамс попал в Якутск по пути в Китай. Когда зоолог узнал о находке и проделал огромный путь к ней (последние версты верхом на северном олене), от мумии еще оставался скелет с большими кусками шкуры, две ноги, усохшие мозг и глаз с ресницами, а также целый пуд выпавших волос – прочее уничтожили песцы, волки и собаки. Тем не менее этот остов, выставленный впоследствии в Кунсткамере (ныне – в Зоологическом музее Санкт-Петербурга) и известный как «мамонт Адамса», является одним из наиболее полных скелетов шерстистого исполина. По рисунку Болтунова в 1859 г. художник и издатель крестьянского происхождения Иван Александрович Голышев напечатал раскрашенную литографию «Мамутъ» – единственное лубочное изображение ископаемого животного (рис. 4.1). Мамут на ней был полосатым, ушастым и толстокожим, с мощными бивнями, но без хобота и длинной шерсти, и стоял на фоне пальм (дикий зверь все-таки). Если учесть, что сама зарисовка Болтунова была опубликована позднее, то лубок мстёрского крестьянина – это первая научная реконструкция мамонта!

В XIX в. палеонтология прочно занимает свое, особое место среди естественных наук. После работы Уильяма Смита «Слои, распознанные по собранным фоссилиям» (1819) геологи понимают, что любые осадочные отложения содержат уникальный для них комплекс ископаемых. Такие ископаемые называются руководящими и позволяют надежно датировать данные отложения. Благодаря их изучению появляется геохронологическая шкала – научная периодизация истории Земли. Палеонтологию начинают преподавать, в том числе в Московском университете, куда из Саксонии приезжает незаурядный естествоиспытатель Иоганн Готтгельф Фишер фон Вальдгейм. Его стараниями в русский язык входит само понятие «палеонтология» и развенчиваются побасенки о сибирских чудищах. Так, в 1822 г. немецкий натуралист и писатель Готтгильф Генрих фон Шуберт описал мифического грифа (Gryphus antiquitatis) по «когтям» почти метровой длины. «Когти», считавшиеся остатками гигантской птицы (или быкообразного чудища – именно они были изображены на рисунке мегемота), находили и раньше, но фон Шуберт присвоил им научное название. Фишер фон Вальдгейм отождествил «когти», пусть и плоские, с рогами шерстистого носорога, хотя подобных рогов у современных носорогов нет. Также он отметил, что Геродот, на которого ссылался немецкий натуралист, подразумевал под грифами некий зауральский народ, а отнюдь не гигантских птиц. Более того, за полстолетия до фон Шуберта академик Паллас описал и зарисовал в деталях мумифицированные ноги и голову волосатого носорога. Он также обратил внимание на поперечную полосатость рогов и предположил, что она отражает годичные циклы роста. (И оказался совершенно прав, хотя прошло два с половиной столетия, прежде чем его предположение подтвердилось.) А совершенно верное утверждение Фишера фон Вальдгейма, что при жизни зверя носовой рог был плоским, ученые оспаривали еще долго, ссылаясь на сибирских умельцев, якобы раскалывавших рога вдоль для своих нужд. Исследователь Сибири (впоследствии иркутский чиновник) Матвей (Матиас) Геденштром, объездивший весь этот край в начале XIX в., действительно упоминал, что юкагиры используют «сии когти» для придания упругости лукам.

Пока российские ученые разбирались с мохнатыми северными слонами и носорогами, Западная Европа переживала рептильный бум. Козимо Алессандро Коллини, хранитель коллекции Карла Теодора, курфюрста Пфальца и Баварии, ранее успевший поработать секретарем у Вольтера, описал в 1784 г. странное существо, попавшее в собрание редкостей из знаменитого ныне верхнеюрского местонахождения Зольнхофен в Баварии. Хранитель решил, что имеет дело с морским животным, передвигавшимся с помощью огромных парных плавников. Ученые долго не могли взять в толк, что это: необычная летучая мышь, летающее сумчатое млекопитающее или, может, морская птица… Профессор Жан Эрманн из Страсбургского университета изобразил его в виде носатой летучей мыши с растянутыми между передними и задними лапами перепонками и пушистым хвостиком. По краю перепонок проходил необычный суставчатый обод (рис. 4.2). Набросок сопровождался письмом к Кювье, где Эрманн отмечал, что «благодаря вандало-республиканскому мародерству… сам образец, без сомнения, уже находится в твоем распоряжении»[30]: войска Наполеона только что оккупировали часть немецких земель и разграбляли частные и муниципальные коллекции. Академик с реконструкцией не согласился: слишком нефункционально. Он дождался зарисовок зольнхофенского образца, сделанных Коллини, и распознал в необычном скелете остатки представителя полностью вымершей группы летающих ящеров, назвав его «пальцекрылом» – птеродактилем (Pterodactylus): ведь перепонка крепилась к одному, летательному (четвертому) пальцу. На титуле первого издания работы Кювье «Записки об ископаемом скелете летающей рептилии…» ящер по ошибке значился «петро-дактилем» – каменным пальцем, а рисунок Эрманна был опубликован лишь через 200 лет.

Баварская находка не превышала в размахе крыльев полуметра. Гораздо больше ученый мир удивился, когда в Лайм-Риджисе (Дорсет) на побережье Ла-Манша собирательница ископаемых Мэри Эннинг обнаружила среди остатков морских ящеров зубастого птерозавра с размахом крыльев почти полтора метра. Поначалу на поиск окаменелостей ее подвигло отсутствие средств, пришлось даже бросить школу: отец-мебельщик рано умер, оставив долги. А может быть, причиной был удар молнии, которая поразила годовалую девочку и еще трех человек, но выжила только Эннинг. Во всяком случае, по мнению очевидца, после столь необычного случая «из бирюка она превратилась в общительную и смышленую персону». А это немаловажное качество для продвижения любого дела, даже такого, как торговля фоссилиями. Уже в 12 лет она сумела найти почти полный скелет ихтиозавра, а вскоре – один из первых скелетов длинношеего плезиозавра, который по просьбе Кювье у нее купили для музея в Париже. Чтобы лучше понять, где и что можно отыскать, мисс Эннинг начала штудировать книги по геологии и анатомии и, проведя всю жизнь за сбором окаменелостей, узнала о них столько, что могла спорить с ведущими профессорами своего времени, став в ту пору единственной женщиной в мире мужчин и ящеров.

Юрские обрывы Лайм-Риджис на юго-западе Англии, каменоломни Хольцмаден и Зольнхофен в Швабском и Франконском Альбе, где добывали сланцы для кровель, столовых плит и печатных станков (потому они также известны, как литографические сланцы), в XIX в. преобразились в копи по извлечению целых скелетов удивительных морских гигантов, о природе которых яростно спорило не одно поколение ученых. Рыбообразные ящеры то ли с добычей, то ли с детенышами внутри, длинношеие плезиозавры и длинномордые плиозавры, морские крокодилы, покрытые крепкой фигурной чешуей длиннорылые рыбы, причудливые «кусты» гигантских морских лилий – вот лишь немногие удивительные окаменелости, добытые здесь и разошедшиеся по музеям всего мира (рис. 4.3).

Тогда же в английских графствах Оксфордшир и Сассекс нашли первых динозавров, которые получили научные имена мегалозавр (Megalosaurus) и игуанодон (Iguanodon). Одного из них в «Сообщении о мегалозавре, или огромной ископаемой ящерице из Стонсфилда» (1824) увековечил лектор по геологии Оксфордского университета (позднее декан Вестминстерского аббатства) преподобный Уильям Бакленд. По коническим зубам с пильчатым краем, торчащим из зубной кости, ребрам, тазовым позвонкам и некоторым другим фрагментам ученый определил, что перед ним, несмотря на гигантские размеры, скорее родственник ящериц, чем млекопитающих. Используя методы сравнительной анатомии, разработанные Кювье, он рассчитал по размерам бедренной кости длину гиганта – 12 м. Поскольку Бакленд за стандарт принимал пропорции ящериц, получилось многовато, но и 7 м – истинная длина этого зверя – величина впечатляющая. Ящерица слоновьего размера! (С тех пор описано свыше 2000 родов динозавров.)

В слое с мегалозавром Бакленд обнаружил и верно определил кости птерозавров, которые прежде считались птичьими, и кусочки челюсти примитивного сумчатого. Впоследствии подтвердилось, что это древнее млекопитающее, хотя и не сумчатое. Бакленд написал много интересных работ и даже первым отметил, что причудливо изогнутые перегородки могли укреплять раковину аммонита, обратил он внимание и на копролиты. («Роясь в сегодняшнем окаменевшем…», можно судить не только о хорошем пищеварении у древних животных, но и изучать их паразитов, иначе вообще почти не сохраняющихся, а также многие аспекты поведения.) Он же провел первые актуопалеонтологические исследования (так называют раздел науки, связанный с постановкой опытов на современных организмах по превращению их в ископаемые): раскатал тесто и пустил ходить по блину черепаху, а полученные отпечатки ног сравнил с теми, что находили на поверхности пермских песчаников. Оказалось, что разлапистые ямки – это следы пресмыкающихся, а не случайные выбоины или что-то в этом роде. Их Бакленд назвал хелихнус (Chelichnus, от греч. χελυζ – черепаха и ιχνοζ – след).

Большую известность приобрела история игуанодона, поскольку его первооткрыватель из Сассекса бросил вызов самому барону Кювье. Большой ребристый зуб ящера, согласно легенде, конечно приукрашенной, подобрала в куче строительного щебня Мэри Энн Мэнтелл, жена коллекционера-любителя Гидеона Мэнтелла. Сам Мэнтелл родился в семье зажиточного лавочника и в 15 лет был отдан в обучение к хирургу. Хирургией он потом и занимался, имея собственную успешную практику, а с будущей супругой познакомился, посещая одного из пациентов. Свободное время Мэнтелл проводил в поисках окаменелостей с Джеймсом Паркинсоном, тоже врачом, а миссис Гидеон Мэнтелл делала гравюры для книг о находках, сидя в доме мужа – с капителями в виде аммонитов вместо волют. Ко времени находки зуба Мэнтелл уже имел большой опыт поиска окаменелостей и знал литературу о них. Он быстро понял – ему досталось нечто, доселе неизвестное. Дальнейшие поиски позволили собрать фрагменты ребер, ключицы, позвонки, кости конечностей и таза огромного невиданного зверя, вероятно гигантской ящерицы. Некоторые кости и их изображения из коллекции Мэнтелла известный геолог Чарльз Лайель привез для подтверждения выводов своего друга Жоржу Кювье. Маститый ученый не согласился с мнением хирурга: академик посчитал, что зуб принадлежал носорогу, а плюсневые кости – бегемоту. Однако Мэнтелл решился поспорить, ведь все эти кости происходили из слоев более древних, чем любые находки крупных млекопитающих. Как и всякий хирург того времени, он понимал в зубах и назвал ископаемое игуанодоном («игуанозубом»). У современной игуаны действительно очень похожие зубы, но они намного меньше, чем у необычной находки. О новых костях он продолжал извещать Кювье, помогла сделать выводы об особости вымершей группы позвоночных и статья Бакленда о мегалозавре.

Наконец, даже Кювье согласился с его доводами и ответил в письме от 20 июня 1824 г.: «Эти зубы совершенно не известны мне. Они не принадлежат хищным; при этом, я полагаю, они относятся… к отряду рептилий… Не имеем ли мы здесь дело с новым животным, растительноядным пресмыкающимся?»[31] И Мэнтелл восторженно написал, что «…было время, когда Земля была населена откладывающими яйца четвероногими потрясающего размера и господство рептилий предшествовало человеческому роду!»[32] Ему вторил Бакленд: «…и которые должны были быть столь велики, что по сравнению с ними слон смотрелся бы не более чем креветкой…»[33]

Джеймс Паркинсон тоже оставил заметный след в науке – и не только палеонтологической. Его имя не случайно созвучно с названием весьма распространенной ныне болезни: именно он тщательно описал симптомы «дрожательного паралича». Как и все ученые-собиратели той поры, Паркинсон, бывало, приобретал фоссилии на особых аукционах, где продавались коллекции разорившихся музеев и частных лиц (например, эта судьба постигла богатую коллекцию Хантера). Такие распродажи иногда длились по два месяца, с молотка на них уходили десятки тысяч лотов. Собрав изрядное число окаменелостей, Паркинсон использовал их изображения, в том числе цветные, для книги с неброским названием «Органические остатки прежнего мира» (1804–1811, в трех томах). По сути, это была первая популярная книга по палеонтологии, или, выражаясь языком тех лет, ориктологии. В следующем, более фундаментальном сочинении «Основные принципы ориктологии» (1822; рис. 4.4) он отдал должное Бакленду, рассказав о мегалозавре, но и поддел ученого-священника, отметив, что в допотопных слоях не встречаются остатки людей, даже грешников, и не значит ли этот факт, что Великий потоп случился до сотворения человека? Далее он развил еще более еретическую даже для XIX в. мысль – раз все вымирают, вымрет и венец творения… Впрочем, сам он старался этого не допустить: врачевал людей и даже вернул к жизни повесившегося, за что был награжден медалью Королевского гуманистического общества. Удивительно, но ни одного портрета этого выдающегося человека не сохранилось.

Меж тем Мэнтелл описал панцирного динозавра гилеозавра (Hylaeosaurus – «лесной ящер»), гигантского морского варана мозазавра (Mosasaurus – «ящер с реки Моза») и разобрался с анатомией новозеландских гигантских птиц моа. Свои открытия он описал в книге «Чудеса геологии» (1838), украшенной знаменитой гравюрой Джона Мартина «Страна игуанодона», на которой под крики птерозавра сцепились рычащие драконоподобные мегалозавры и игуанодон (рис. 4.5).

Самым необычным поступком врача-палеонтолога стало вызволение молодой вдовы Ханны Расселл из рук правосудия: по обвинению в отравлении мужа мышьяком ей грозила виселица. Мэнтелл подробно расписал судье, какие симптомы должны были сопровождать смерть мужчины, если бы он принял мышьяк, как выявить наличие этого яда, и заключил, что тот скончался от сердечного приступа. Свои криминалистические выводы он опубликовал в книге «Замечания о медицинских свидетельствах, необходимых для доказательства наличия мышьяка в человеческом теле…». На самом деле не прав был Мэнтелл: протоколы вскрытия трупа Расселла однозначно указывают на серьезные, несовместные с жизнью повреждения органов пищеварения ядом, притом что сердце оставалось здоровым. Но отравила его, вероятно, не Ханна Расселл, и оправдана она была стараниями Мэнтелла. Возможно, эта книга или сам случай, широко обсуждавшийся в газетах и достойный сюжета о Шерлоке Холмсе и докторе Ватсоне, привлек в свое время внимание Артура Конан Дойла. Узнав больше о Мэнтелле, писатель заинтересовался древними ящерами и написал одно из лучших литературных произведений, посвященных давно исчезнувшим существам, – «Затерянный мир». Среди героев романа – игуанодон.

Некоторое время спустя, когда было собрано больше костей этого ящера, сэр Ричард Оуэн, один из самых сведущих палеонтологов XIX в. (сам-то он считал себя самым сведущим), занимавший высокий пост хранителя Хантеровского музея при Королевском колледже хирургов в Лондоне, попытался восстановить облик целого динозавра. На нос игуанодону он, следуя Мэнтеллу, водрузил необычный костяной шип (на самом деле – коготь), обнаруженный вместе с остатками скелета. Однако, в отличие от предшественника, Оуэн не стал изображать зверя в виде поджарой гигантской игуаны. В его представлении толстокожий ящер выглядел словно объевшийся бегемот.

Этому ящеру и его автору повезло: Оуэн не стал переиначивать его название, что неоднократно проделывал с другими находками, например с птерозавром, описанным тем же Мэнтеллом, пусть и под птичьим именем. (Для урегулирования вопроса приоритета зоологических и ботанических названий существуют особые своды правил – кодексы, которым неукоснительно должны следовать все ученые, иначе имя останется непризнанным. В середине позапрошлого века эти правила еще не всеми воспринимались однозначно, чем и пользовался Оуэн, желая умалить значение открытий коллег.)

Именно сэр Оуэн в «Докладе о британских ископаемых рептилиях» (1841) ввел знакомое сегодня всем слово «динозавры» (Dinosauria; от греч. δεινός – ужасный и σαῦρος – ящер). Среди особенностей новой группы ученый отметил мощный крестец из пяти позвонков, значительные высоту и ширину невральных дуг спинных позвонков, двойное сочленение ребер с позвонками, длинные кости конечностей с обширными костномозговыми полостями. «Творец» динозавров препарировал самых разных животных (однажды жена застала его в холле дома, когда муж расчленял труп только что павшего в зоопарке носорога) и прекрасно разбирался в строении тела очень разных позвоночных. Гусиным пером зоолога описаны гигантские ленивцы и броненосцы Южной Америки, остатки которых собрал Чарльз Дарвин во время кругосветки на бриге «Бигль», огромные сумчатые, когда-то обитавшие в Австралии.

Одновременно Оуэн придумал и осуществил блестящий маркетинговый ход: «ужасные ящеры» одним своим именем привлекли публику и спонсоров, и этот интерес не спадает доныне. Созданная при его участии скульптором Бенджамином Хокинсом модель игуанодона, выполненная даже несколько больше, чем в натуральную величину, стала одной из достопримечательностей Лондона. В еще не достроенном каркасе Оуэн устроил торжественный обед на 21 персону. А мегалозавр попал на страницы «Холодного дома» Чарльза Диккенса. Но главное – сэру Оуэну удалось обратить внимание на беды Музея естественной истории в Лондоне, где он получил место суперинтенданта, и добиться выделения внушительного участка на дорогой столичной земле под строительство нового просторного и изысканного здания, превратившегося в один из притягательных центров города на Темзе.

К середине XIX в. стало очевидно, что вымирали не только виды, подобные шерстистому мамонту, но и большие группы животных – динозавры, аммониты, белемниты, конодонтофориды. Последних по гребенчатым и коническим блестящим фосфатным зубам описал палеонтолог и один из основоположников эмбриологии Христиан Генрих Пандер в трудах Санкт-Петербургской Императорской академии наук (1856). Изучая эти мельчайшие окаменелости, обильные в палеозойских отложениях Прибалтики и Центральной России, ученый практически лишился зрения, но верно определил, что это именно зубы позвоночных. По распределению фосфатных наслоений Пандер понял, что конодонты закладывались в мягких тканях, и считал их зубами рыб или бесчелюстных. Он был гораздо ближе к истине, чем многочисленные исследователи конодонтов в последующие 150 лет, которые куда их только не прикладывали – от хвоста до желудка.

Время великих палеонтологических открытий еще не наступило. Даже Чарльзу Дарвину не удалось весомым (т. е. каменным) материалом подкрепить теорию происхождения видов, хотя посвященная этой теории книга при жизни автора выдержала шесть переизданий – с 1859 по 1872 г. Ни тебе переходных форм, ни постепенного, пошагового преобразования видов, только молчащие многокилометровые докембрийские толщи, охватывающие семь восьмых истории Земли. Лишь одинокий археоптерикс (Archaeopteryx), добытый в Зольнхофене, сочетал признаки птиц и ящериц. Оставалось надеяться, что все это явится на свет по мере исследования обширных, еще практически непознанных территорий Восточной Европы, Азии, Африки, Америки, может быть даже Антарктиды.

Так оно и вышло. Сначала палеонтологи начали осваивать богатые окаменелостями просторы Северной Америки, где остатки древних растений и животных, особенно динозавров, превратились в объект вожделения множества музеев и коллекционеров, не жалевших средств на их покупку. Эпицентр скандалов, всегда сопутствовавших динозаврам, сместился в США, и разразились «костяные войны»…

Непонятно, почему об этом не снят еще блокбастер, который мог быть куда более захватывающим, чем очередная лубочная история из «Мира юрского периода». Только представьте: ночь в музее…

В пыльной тиши, за стеллажами и картотеками скрипит перо бородатого старца, который дрожащей рукой покрывает лист бумаги знаками. Рука не слушается хозяина: вместо ровных строчек она выводит расползающиеся во все стороны каракули. И с кончика пера одна за другой шлепаются жирные черно-коричневые кляксы. Старик злобно ломает ручку, разбивает синюю фарфоровую чернильницу об стену и шаркающими, но все еще уверенными шагами выходит в зал музея. При свете редких шипящих газовых рожков здесь по плафонам и колоннам гуляют странные решетчатые тени: их отбрасывают огромные скелеты чудищ, подвешенных под куполом на мощных тросах. Мерцающие отсветы мертвенного пламени будто заставляют их шевелиться. Старик поднимает голову и взглядом впивается в самый большой скелет.