Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству

Если бы избегать динозавров было недостаточно причин, малый размер мог дать и другие преимущества. Пангея была единым массивом суши, но жить на ней было небезопасно. Там было жарко, на полюсах не было ледников, а бóльшая часть внутренних областей представляла собой бескрайнюю пустыню. Вдоль экватора проходили мощные воздушные течения, создававшие так называемые мегамуссоны — как явствует из их гиперболического названия, это были гигантские аналоги современных тропических штормов. Хотя теоретически протомлекопитающее могло пройти от полюса до полюса, это было бы бессмысленное путешествие. Мегамуссоны способствовали разделению Пангеи на климатические провинции с разным уровнем осадков и скоростью ветров, с разными температурами. Экваториальные регионы, адски жаркие и влажные, с обеих сторон окружали непроходимые пустыни. Средние широты, впрочем, были немного прохладнее и гораздо более влажными, чем пустыни. Именно там в основном и жили быстро эволюционировавшие животные Пангеи. Небольшой размер мог быть стратегией выживания в этом опасном мире. Чем ты меньше, тем легче спрятаться, зарыться, переждать в спячке мегамуссонные дожди и погибель, которую они несут.

Независимо от причин сокращения размеров цинодонтов, этот процесс глубоко изменил всю их биологию и эволюционную траекторию. С уменьшением размеров менялись и многие аспекты их роста, метаболизма, питания и способов добывания пищи. Они уже имели повышенные температуру тела и уровень метаболизма, унаследованные от терапсидных предков, но теперь у них развилась полноценная теплокровность. Они и так обладали сильными челюстными мышцами и сильным укусом — доставшимися от еще более древних предков-пеликозавров, — но теперь у них появилась возможность быстро поглощать большие объемы пищи и в то же время дышать, что позволяло есть на ходу.

Это было продолжением «взаимосвязанного прогресса», описанного Томом Кемпом применительно к пермским терапсидам. Многое менялось согласованно, и трудно разобраться, что было первичным. Вероятно, малый размер предполагал необходимость более высокой температуры тела, чтобы противостоять внезапным климатическим изменениям, или требовал более эффективных способов сбора и переваривания маленьких порций пищи. Может быть, теплокровность предписывала цинодонтам больше есть, чтобы хватало энергии, или наоборот — сначала изменилось строение челюстей и мышц, позволяя больше есть и обеспечивая таким образом избыток энергии для развития теплокровности. Ответ неизвестен. Зато мы знаем, что маленький размер, теплокровный метаболизм и более мощный, эффективный укус появились вместе как часть пакетной сделки.

Откуда это известно? Подсказку дает удивительное богатство ископаемой летописи триасовых цинодонтов — непрерывный ряд от тринаксодона до олигокифуса и млекопитающих.

Для начала разберемся с физиологией и метаболизмом. Мы уже касались этого предмета в предыдущей главе, но он заслуживает более подробного пояснения. Термин «теплокровность» — удобное краткое обозначение целого спектра сложных способов регуляции температуры тела. Он не означает, что у теплокровных животных кровь теплая, а у холоднокровных холодная. На самом деле, если поставить термометр среднестатистическому теплокровному млекопитающему и среднестатистической холоднокровной ящерице, показатели, скорее всего, получатся близкими. Может быть, у ящерицы он окажется даже выше, особенно в солнечный день. Дело в том, что холоднокровные животные согревают свои тела теплом из окружающей среды, а значит, они зависимы от изменений погоды, сезона, даже температурных перепадов дня и ночи, солнца и тени. Теплокровные животные — по-научному эндотермы — освободились от этого недостатка. Они производят собственное тепло — обычно благодаря повышенному содержанию в клетках митохондрий, вырабатывающих энергию, — и таким образом способны поддерживать температуру тела выше окружающей среды. Мы можем испытывать это всякий раз, когда выходим зимой на мороз и не превращаемся в ледышку.

По сути, теплокровные животные имеют собственную внутреннюю печь, которая всегда включена и всегда горячая. Это позволяет повысить метаболизм, быстрее расти, вести более активный образ жизни, быть выносливее и спортивнее. Млекопитающие способны поддерживать скорость бега в восемь раз бóльшую, чем ящерицы, например, и обследовать в поисках пищи более обширные территории. Но за эти сверхспособности приходится платить. У теплокровных животных интенсивнее метаболизм в состоянии покоя, а значит, в покое они сжигают больше калорий, чем холоднокровные. И конечно, они затрачивают намного больше калорий в активном состоянии — когда бегают, прыгают, охотятся, удирают от хищников, лазают по деревьям, роют норы и делают многое другое, что упрощается благодаря теплокровности. Поэтому им нужно потреблять больше калорий, чем холоднокровным животным такого же размера, и вдыхать больше кислорода.