Время динозавров. Новая история древних ящеров

Те десятки миллионов лет, пока характерные признаки птиц один за другим появлялись у динозавров, не было долгосрочного плана, не было большой цели. Не было никакой силы, направляющей эволюцию, чтобы как можно лучше приспособить динозавров к небесам. Эволюция работает только в моменте, естественным образом отбирая признаки и поведение, которые делают животное успешным в данном конкретном месте и времени. Полет — он просто случился сам собой, когда пришло время. Возможно, даже наступило время, когда он стал неизбежен. Если эволюция создала маленького длиннорукого сообразительного охотника с перьями для обогрева и крыльями для ухаживаний, ему не потребуется много усилий, чтобы начать порхать в воздухе. И тогда, взяв за отправную точку порхающего динозавра с плохонькими способностями к полету, который пытается выжить среди конкурентов, естественный отбор может включиться и постепенно слепить из его потомков все более хороших летунов. С каждым изменением они летали бы лучше, дальше, быстрее — пока не появились птицы современного вида.

Кульминацией этого длительного преобразования стал радикальный прорыв в истории жизни. Когда эволюция наконец завершила «сборку» мелкоразмерного летающего крылатого динозавра, оказалось, что у таких животных огромный потенциал. Первые птицы стали эволюционировать как сумасшедшие, вероятно потому, что их способности открыли им доступ к новым экологическим нишам и новым невиданным возможностям. Мы видим это (относительно) внезапное изменение в летописи окаменелостей.

В ходе работы над диссертацией я объединил усилия с двумя специалистами по вычислениям, чтобы оценить, как изменились темпы эволюции при переходе от динозавров к птицам. Грэм Ллойд и Стив Вонг — палеонтологи, но я не знаю, нашли ли они хоть одну окаменелость. Ребята — первоклассные статистики, математические гении, которые наслаждаются, сидя часами за компьютерами, создавая код и запуская аналитические алгоритмы.

Мы втроем объединили усилия, чтобы разработать новый способ расчета того, как быстро или медленно животные преобразуют особенности своих скелетов с течением времени и как эта скорость меняется на разных ветвях генеалогического древа. Начали с большой новой генеалогии птиц и их ближайших родичей-теропод, которую построили я с Марком Нореллом.

Затем мы создали обширную базу данных анатомических признаков, которые различаются у этих животных: у некоторых видов, например, есть зубы, а у других — клюв. По распределению признаков на генеалогическом древе мы увидели, где одно состояние признака сменилось на другое, например, вместо зубов появились клювы и так далее. Это позволило нам подсчитать, сколько изменений произошло на каждой ветви дерева. Также по возрасту окаменелостей мы смогли выяснить, сколько времени существует каждая ветвь на дереве. Количество изменений, деленное на время, — это скорость, и таким образом можно измерить темп эволюции для каждой ветви. Затем при помощи статистических ноу-хау Грэма и Стива мы проверили, были ли в какие-то интервалы времени или у каких-то отдельных групп более высокие темпы эволюции, чем у других.

Выводы ясны как день: большинство теропод эволюционировали очень вяло, но, как только появились летающие птицы, скорость изменений резко добавила газу. Первые птицы развивались гораздо быстрее своих предков-динозавров и продолжали быстро развиваться в течение многих десятков миллионов лет. Между тем другие исследования показали: внезапное снижение размера тела и скачок в динамике развития конечностей произошли примерно в этой же точке генеалогии, так как первые птицы быстро уменьшались в размере и увеличивали длину передних конечностей и размер крыльев, чтобы летать лучше. Эволюции понадобились десятки миллионов лет, чтобы создать летающую птицу из динозавра, но теперь все происходило очень быстро, и птицы взмыли в воздух.

Совсем рядом с кабинетом Сюй Сина в Пекине находится другой, яркий и не такой официальный, но с меньшим количеством окаменелостей. Здесь работает Цзинмай О’Коннор, хотя и не постоянно. Окаменелостей мало, потому что Цзинмай изучает птиц из Ляонина, неловко летавших над головами пернатых динозавров, — большинство из них расплющены на известняковых плитах, так что их можно измерять и описывать по фотографиям на экране компьютера. А значит, она легко может работать из дома, затерянного среди последних оставшихся пекинских хутунов — традиционных кварталов с узкими улочками и одноэтажными каменными домиками, соединенными вместе. Это удобно, потому что, когда Цзинмай не занимается наукой, она часто тусуется в хутунах: танцует на рейвах или диджеит в трендовых клубах неожиданно модной столицы Китая.