Как киты пришли в океан?

И.Г. МЕЩЕРСКИЙ

Чудовище, неподвижно лежавшее в воде среди мангровых зарослей, заметило добычу – подходящего по размерам зверя, пришедшего на водопой. За нескольких энергичных толчков задних ног оно приблизилось к берегу, запустило свои мощные зубы в тело жертвы и попятилось назад в воду. Когда крепко зажатое в челюстях животное, не имея возможности вздохнуть, перестало биться, хищник выполз на берег, чтобы начать трапезу на твердой земле. На первый взгляд чудовище походило на крокодила – с короткими ногами, массивным хвостом, длинной вытянутой мордой и высоко посаженными, выступающими над поверхностью головы глазами. Однако его тело покрывали не пластинки панциря, а шерсть, ноги заканчивались не когтями, а чем-то напоминающим копыта, а зубы – это были зубы зверя, а не пресмыкающегося...

Так палеонтологи представляют себе амбулоцетуса, одного из первых китов. Точнее – существо, представляющее собой «звено в эволюционной цепи», соединяющей наземных млекопитающих начала кайнозойской эры и современных китообразных: синих, серых и горбатых китов, кашалотов, нарвалов, касаток и дельфинов – всего примерно 40 родов и 80 видов животных, бороздящих просторы Мирового океана.

Эволюционная история китов – одного из самых специализированных отрядов млекопитающих – оставалась загадкой для биологов на протяжении большей части XX в. Составляя в 1945 г. на основе имеющихся палеонтологических данных систему эволюционных отношений между отрядами млекопитающих, Дж.Симпсон отметил практически полное отсутствие сведений по китообразным и поместил этот отряд независимо от других, связав его историю лишь с общим гипотетическим предком плацентарных.

Однако спустя всего два десятилетия палеонтологам удалось отыскать значительное количество остатков древних китов и их предковых форм, относящихся к эоценовому (55–34 млн лет назад) периоду – времени, когда эти древние киты (археоцеты – Archaeoceti), только начинали осваивать водную стихию. Кости китообразных были найдены и в более поздних олигоценовых (34–24 млн лет назад) слоях, когда происходило становление уже двух современных подотрядов этой группы – зубатых и усатых китов. Параллельно была проведена оценка родственных отношений между ныне живущими отрядами млекопитающих, основанная на сходстве белков иммунной системы. Согласно полученным данным киты оказались ближе всего к… парнокопытным – отряду, представленному в современной фауне оленями и быками, жирафами и бегемотами.

На палеонтологическом уровне такая связь могла быть предположительно подтверждена на основе изучения остатков разных представителей древнего (и полностью вымершего) отряда кондиляртр (Condylarthra) – предполагаемых общих предков копытных, хоботных и китообразных. Было обнаружено явное сходство между трехвершинными зубами вновь открытых ископаемых китов и группы хищных кондиляртр – мезонихий (Mesonychia). Также было обнаружено сходство между зубными характеристиками парнокопытных и другой, очень близкой к мезонихиям, группы кондиляртр – арктоционов (Arctocyonids). Исследователи, проводившие эту работу, пришли к выводу, что китообразные произошли от плотоядных, напоминавших своим обликом волков мезонихий, а те, в свою очередь, имели общего предка с парнокопытными.

Прошло еще примерно десять лет, и палеонтологи получили дополнительный материал, казалось бы, подтверждавший эти предположения. В 1977 г. экспедиция американского палеонтолога Филиппа Джинджериша (P.Gingerish) работала в Пакистане в поисках остатков эоценовых наземных млекопитающих – примерно в тех местах, где такие находки встречались ранее. Однако на этот раз ученым попадались остатки только морских организмов. Собственно, это было неудивительно – около 50 млн лет назад где-то неподалеку проходила меняющаяся со временем береговая линия древнего моря Тетис, разделявшего на протяжении большей части эоценового периода Евразию и Африку.

Однако среди остатков рыб и моллюсков палеонтологи нашли два фрагмента тазовых костей, явно принадлежавших относительно крупным «ходящим» животным. «Мы в шутку говорили о китах с ногами, – рассказывал Джинджериш, – представить себе их всерьез никому из нас и в голову не пришло…» Интересно, что в том же сезоне в другой части Пакистана была обнаружена челюсть примитивного парнокопытного…

) происходят от сухопутных предков, о чём свидетельствуют многие их признаки:

• дыхание атмосферным воздухом с помощью легких,
• кости плавников (передних конечностей) китообразных напоминают кости конечностей наземных млекопитающих,
• движение хвоста и изгибание позвоночника в вертикальной плоскости более характерно для бегущего галопом млекопитающего, чем для плывущей рыбы, изгибающейся обычно в горизонтальной плоскости.

Вопрос о том, как наземные млекопитающие эволюционировали в морских, долгое время оставался загадкой из-за отсутствия ископаемых останков переходных видов. Однако благодаря открытию пакицета в 1992 году стало возможным прояснить ряд вопросов и увидеть стадии перехода наземных животных в морских.

Предки китообразных

Эволюционное дерево китообразных включительно с копытными

Традиционные взгляды на эволюцию китообразных состояли в том, что их ближайшими родственниками и, вероятно, предками являлись мезонихии - вымерший отряд хищных копытных , которые напоминали волков с копытцами вместо когтей и были сестринской группой парнокопытных . Эти животные имели зубы необычной конической формы, похожие на зубы китообразных. В частности из-за этого учёные долгое время считали, что китообразные произошли от некой предковой мезонихии. Однако новые молекулярно-генетические данные свидетельствуют о том, что китообразные - близкие родственники парнокопытных, в частности гиппопотамов . На основе этих данных предлагается даже включать китообразных в состав отряда парнокопытные и предлагается название Cetartiodactyla для монофилетического таксона, включающего две эти группы. Однако наибольший возраст известных ископаемых остатков антракотериев , предков бегемотов, на несколько миллионов лет меньше, чем возраст пакицета , наиболее древнего из известных предков китов.

Тевиссеном было также обнаружено, что схожее устройство уха наблюдалось в окаменелостях небольшого похожего на оленя животного индохиуса . Индохиус обитал около 48 миллионов лет назад в Кашмире . Это небольшое - размером с домашнюю кошку - травоядное животное обладало некоторыми чертами, сближающими его с китами и свидетельствующими об адаптации к водной среде. В их числе толстая и тяжёлая костная оболочка, напоминающая костную оболочку некоторых современных полуводных животных, таких как гиппопотамы , что способствует уменьшению плавучести и, как следствие, позволяет оставаться под водой. Это позволяет предположить, что индохиус , подобно современному водяному оленьку , нырял под воду, чтобы укрыться от хищника .

Амбулоцетиды и ремингтоноцетиды

Наиболее примечательным из древних китов является амбулоцет , известный из эоцена Пакистана . Внешне это млекопитающее походило на трёхметрового крокодила. Амбулоцет был полуводным животным: его задние лапы лучше приспособлены для плавания, нежели для ходьбы по суше. Вероятно, он плавал, изгибая тело в вертикальной плоскости, как современные выдры , тюлени и киты . Предполагается, что амбулоцетиды охотились подобно современным крокодилам, подстерегая в засаде рыб и пришедших на водопой животных.

Базилозавриды и дорудонтиды: полностью морские китообразные

Базилозавр (обнаруженный в 1840 г. и первоначально принятый за рептилию, чем объясняется «рептильное» имя) и дорудон жили приблизительно 38 миллионов лет назад и представляли собой чисто морских животных. Базилозавр был столь же велик, как крупные современные киты, достигая порой 18 метров в длину. Дорудонтиды были несколько меньше, до 5 метров.

При всём сходстве с современными китами у базилозаврид и дорудонтид отсутствовал лобно-жировой выступ, так называемая дыня, позволяющая ныне существующим китообразным эффективно использовать эхолокацию. Мозг базилозаврид был сравнительно небольшого размера, из чего можно предположить, что они вели одиночный образ жизни и не имели такой сложной социальной структуры, как у некоторых современных китообразных. В связи с переходом к чисто водному образу жизни у базилозаврид наблюдается деградация задних конечностей - они, хотя и хорошо сформированы, невелики и уже не могут использоваться для передвижения. Впрочем, возможно, они играли вспомогательную роль при спаривании. Тазовые кости базилозаврид уже не связаны с позвоночником, как это было у протоцетид.

Появление эхолокации

Зубатые киты (Odontocetes) осуществляют эхолокацию, создавая серию щелчков на различных частотах. Звуковые импульсы излучаются посредством лобной жировой подушки («лобной дыни»), отражаются от объекта и регистрируются с помощью нижней челюсти. Изучение черепов сквалодона (Squalodon) позволяет предположить первичное возникновение эхолокации именно у этого вида. Сквалодон жил с начала среднего олигоцена до середины миоцена , около 33-14 миллионов лет назад, и имел ряд признаков, сходных с современными зубатыми китами. Так, например, сильно сплюснутый череп и вынесенные челюстные дуги наиболее характерны для современных Odontoceti . Несмотря на это, возможность происхождения современных дельфинов от сквалодона считается маловероятной.

Ранние дельфины

См. также «Дельфины - развитие и анатомия (англ.) »

Скелетное развитие

См. также

Примечания

1. University Of California, Berkeley (2005, February 7). UC Berkeley, French Scientists Find Missing Link Between The Whale And Its Closest Relative, The Hippo . ScienceDaily. Проверено 1 февраля 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
2. Philip D. Gingerich , D. E. Russell (1981). «Pakicetus inachus , a new archaeocete (Mammalia, Cetacea) from the early-middle Eocene Kuldana Formation of Kohat (Pakistan)». Univ. Mich. Contr. Mus. Paleont 25 : 235–246.
3. Northeastern Ohio Universities Colleges of Medicine and Pharmacy (2007, December 21).

Тевиссеном было также обнаружено, что схожее устройство уха наблюдалось в окаменелостях небольшого похожего на оленя животного индохиуса . Индохиус обитал около 48 миллионов лет назад в Кашмире . Это небольшое - размером с домашнюю кошку - травоядное животное обладало некоторыми чертами, сближающими его с китами и свидетельствующими об адаптации к водной среде. В их числе толстая и тяжёлая костная оболочка, напоминающая костную оболочку некоторых современных полуводных животных, таких как гиппопотамы , что способствует уменьшению плавучести и, как следствие, позволяет оставаться под водой. Это позволяет предположить, что индохиус , подобно современному водяному оленьку , нырял под воду, чтобы укрыться от хищника .

Амбулоцетиды и ремингтоноцетиды

Наиболее примечательным из древних китов является амбулоцет , известный из эоцена Пакистана . Внешне это млекопитающее походило на трёхметрового крокодила. Амбулоцет был полуводным животным: его задние лапы лучше приспособлены для плавания, нежели для ходьбы по суше. Вероятно, он плавал, изгибая тело в вертикальной плоскости, как современные выдры , тюлени и киты . Предполагается, что амбулоцетиды охотились подобно современным крокодилам, подстерегая в засаде рыб и пришедших на водопой животных.

Базилозавриды и дорудонтиды: полностью морские китообразные

Базилозавр (обнаруженный в 1840 г. и первоначально принятый за рептилию, чем объясняется «рептильное» имя) и дорудон жили приблизительно 38 миллионов лет назад и представляли собой чисто морских животных. Базилозавр был столь же велик, как крупные современные киты, достигая порой 18 метров в длину. Дорудонтиды были несколько меньше, до 5 метров.

При всём сходстве с современными китами у базилозаврид и дорудонтид отсутствовал лобно-жировой выступ, так называемая дыня, позволяющая ныне существующим китообразным эффективно использовать эхолокацию. Мозг базилозаврид был сравнительно небольшого размера, из чего можно предположить, что они вели одиночный образ жизни и не имели такой сложной социальной структуры, как у некоторых современных китообразных. В связи с переходом к чисто водному образу жизни у базилозаврид наблюдается деградация задних конечностей - они, хотя и хорошо сформированы, невелики и уже не могут использоваться для передвижения. Впрочем, возможно, они играли вспомогательную роль при спаривании. Тазовые кости базилозаврид уже не связаны с позвоночником, как это было у протоцетид.

Появление эхолокации

Зубатые киты (Odontocetes) осуществляют эхолокацию, создавая серию щелчков на различных частотах. Звуковые импульсы излучаются посредством лобной жировой подушки («лобной дыни»), отражаются от объекта и регистрируются с помощью нижней челюсти. Изучение черепов сквалодона (Squalodon) позволяет предположить первичное возникновение эхолокации именно у этого вида. Сквалодон жил с начала среднего олигоцена до середины миоцена , около 33-14 миллионов лет назад, и имел ряд признаков, сходных с современными зубатыми китами. Так, например, сильно сплюснутый череп и вынесенные челюстные дуги наиболее характерны для современных Odontoceti . Несмотря на это, возможность происхождения современных дельфинов от сквалодона считается маловероятной.

Ранние дельфины

См. также «Дельфины - развитие и анатомия (англ.) »

Скелетное развитие

Напишите отзыв о статье "Эволюция китообразных"

Примечания

1. University Of California, Berkeley (2005, February 7). . ScienceDaily. Проверено 1 февраля 2010. .
2. Philip D. Gingerich , D. E. Russell (1981). «Pakicetus inachus , a new archaeocete (Mammalia, Cetacea) from the early-middle Eocene Kuldana Formation of Kohat (Pakistan)». Univ. Mich. Contr. Mus. Paleont 25 : 235–246.
3. Northeastern Ohio Universities Colleges of Medicine and Pharmacy (2007, December 21). . ScienceDaily. Проверено 21 декабря 2007. .
4. J. G. M. Thewissen, E. M. Williams, L. J. Roe and S. T. Hussain (2001). «Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls». Nature 413 : 277–281. DOI :.
6. University Of Michigan (2001, September 20). . ScienceDaily. Проверено 21 декабря 2007. .
7. Carl Zimmer. . ScienceBlogs (19 декабря 2007). Проверено 21 декабря 2007. .
8. Ian Sample. . Guardian Unlimited (19 декабря 2007). Проверено 21 декабря 2007. .
9. PZ Myers. . Pharyngula . ScienceBlogs (19 декабря 2007). Проверено 21 декабря 2007. .
10. Gingerich PD, ul-Haq M, von Koenigswald W, Sanders WJ, Smith BH, et al. . PLoS one. Проверено 4 февраля 2009. .

Ссылки

• Adapted from National Geographic, November 2001, Revised 2006 Dr. J.G.M. Thewissen

Просмотр этого шаблона Эволюционные процессы Факторы эволюции Генетика популяций Происхождение жизни Исторические концепции Современные теории Эволюция таксонов

Отрывок, характеризующий Эволюция китообразных

Мы подошли вплотную... И я почувствовала чудесно-мягкое прикосновение сверкающей волны... Это было нечто невероятно нежное, удивительно ласковое и успокаивающее, и в то же время, проникающее в самую «глубинку» моей удивлённой и чуть настороженной души... По моей стопе пробежала, вибрируя миллионами разных оттенков, тихая «музыка» и, поднимаясь вверх, начала окутывать меня с головой чем-то сказочно красивым, чем-то, не поддающимся никаким словам... Я чувствовала, что лечу, хотя никакого полёта наяву не было. Это было прекрасно!.. Каждая клеточка растворялась и таяла в набегающей новой волне, а сверкающее золото вымывало меня насквозь, унося всё плохое и грустное и оставляя в душе только чистый, первозданный свет...
Я даже не почувствовала, как вошла и окунулась в это сверкающее чудо почти с головой. Было просто невероятно хорошо и не хотелось никогда оттуда выходить...
– Ну, всё, хватит уже! Нас задание ждёт! – ворвался в сияющую красоту напористый Стеллин голосок. – Тебе понравилось?
– О, ещё как! – выдохнула я. – Так не хотелось выходить!..
– Вот, вот! Так и «купаются» некоторые до следующего воплощения... А потом уже больше сюда не возвращаются...
– А куда же они идут? – удивилась я.
– Ниже... Бабушка говорит, что здесь место тоже надо себе заслужить... И кто всего лишь ждёт и отдыхает, тот «отрабатывает» в следующем воплощении. Думаю, это правда...
– А что там – ниже? – заинтересованно спросила я.
– Там уже не так приятно, поверь мне. – Лукаво улыбнулась Стелла.
– А это море, оно только одно или таких здесь много?
– Ты увидишь... Оно всё разное – где море, где просто «вид», а где просто энергетическое поле, полное разных цветов, ручейков и растений, и всё это тоже «лечит» души и успокаивает... только не так-то просто этим пользоваться – надо сперва заслужить.
– А кто не заслужит? Разве они живут не здесь?– не поняла я.
– Живут-то живут, но уже не так красиво... – покачала головой малышка. – Здесь так же, как на Земле – ничто не даётся даром, только вот ценности здесь совсем другие. А кто не хочет – тому и достаётся всё намного более простое. Всю эту красоту нельзя купить, её можно только заслужить...
– Ты говоришь сейчас точно как твоя бабушка, будто ты выучила её слова...– улыбнулась я.
– Так оно и есть! – вернула улыбку Стелла. – Я многое стараюсь запомнить, о чём она говорит. Даже то, что пока ещё не совсем понимаю... Но ведь пойму когда-нибудь, правда же? А тогда, возможно, уже некому будет научить... Вот и поможет.
Тут, мы вдруг увидели весьма непонятную, но очень привлекательную картинку – на сияющей, пушисто-прозрачной голубой земле, как на облаке, стояло скопление сущностей, которые постоянно сменяли друг друга и кого-то куда-то уводили, после опять возвращаясь обратно.
– А это, что? Что они там делают? – озадачено спросила я.
– О, это они всего лишь помогают приходить «новичкам», чтобы не страшно было. Это где приходят новые сущности. – Спокойно сказала Стелла.
– Ты уже видела всё это? А можем мы посмотреть?
– Ну, конечно! – и мы подошли поближе...
И я увидела, совершенно захватывающее по своей красоте, действие... В полной пустоте, как бы из ничего, вдруг появлялся прозрачный светящийся шар и, как цветок, тут же раскрывался, выпуская новую сущность, которая совершенно растерянно озиралась вокруг, ещё ничего не понимая... И тут же, ждущие сущности обнимали «новоприбывшего» сгустком тёплой сверкающей энергии, как бы успокаивая, и сразу же куда-то уводили.
– Это они приходят после смерти?.. – почему-то очень тихо спросила я.
Стелла кивнула и грустно ответила:
– Когда пришла я, мы ушли на разные «этажи», моя семья и я. Было очень одиноко и грустно... Но теперь уже всё хорошо. Я к ним сюда много раз ходила – они теперь счастливы.
– Они прямо здесь, на этом «этаже»?.. – не могла поверить я.
Стелла опять грустно кивнула головкой, и я решила, больше не буду спрашивать, чтобы не бередить её светлую, добрую душу.
Мы шли по необычной дороге, которая появлялась и исчезала, по мере того, как мы на неё ступали. Дорога мягко мерцала и как будто вела, указывая путь, будто зная, куда нам надо идти... Было приятное ощущение свободы и лёгкости, как если бы весь мир вокруг вдруг стал совершенно невесомым.
– А почему эта дорога указывает нам, куда идти? – не выдержала я.
– Она не указывает, она помогает. – Ответила малышка. – Здесь всё состоит из мысли, забыла? Даже деревья, море, дороги, цветы – все слышат, о чём мы думаем. Это по-настоящему чистый мир... наверное, то, что люди привыкли называть Раем... Здесь нельзя обмануть.
– А где же тогда Ад?.. Он тоже существует?
– О, я обязательно тебе покажу! Это нижний «этаж» и там ТАКОЕ!!!... – аж передёрнула плечиками Стелла, видимо вспомнив что-то не очень приятное.
Мы всё ещё шли дальше, и тут я заметила, что окружающее стало понемножечку меняться. Прозрачность куда-то начала исчезать, уступая место, намного более «плотному», похожему на земной, пейзажу.
– Что происходит, где мы? – насторожилась я.
– Всё там же. – Совершенно спокойно ответила малышка. – Только мы сейчас уже находимся в той части, что попроще. Помнишь, мы только что говорили об этом? Здесь в большинстве своём те, которые только что пришли. Когда они видят такой, похожий на их привычный, пейзаж – им легче воспринимать свой «переход» в этот, новый для них, мир... Ну и ещё, здесь живут те, которые не хотят быть лучше, чем они есть, и не желают делать ни малейших усилий, чтобы достичь чего-то выше.
– Значит, этот «этаж» состоит как бы из двух частей?– уточнила я.
– Можно сказать и так. – Задумчиво ответила девчушка, и неожиданно перешла на другую тему – Что-то никто здесь не обращает на нас никакого внимания. Думаешь, их здесь нет?
Оглядевшись вокруг, мы остановились, не имея ни малейшего понятия, что предпринять дальше.
– Рискнём «ниже»? – спросила Стелла.
Я чувствовала, что малышка устала. Да и я тоже была очень далеко от своей лучшей формы. Но я была почти уверена, что сдаваться она никак не собирается, поэтому кивнула в ответ.
– Ну, тогда надо немного подготовиться... – закусив губу и серьёзно сосредоточившись, заявила воинственная Стелла. – Знаешь ли ты, как поставить себе сильную защиту?
– Вроде бы – да. Но я не знаю, насколько она будет сильная. – Смущённо ответила я. Мне очень не хотелось именно сейчас её подвести.
– Покажи, – попросила девочка.
Я поняла, что это не каприз, и что она просто старается мне помочь. Тогда я попробовала сосредоточиться и сделала свой зелёный «кокон», который я делала себе всегда, когда мне нужна была серьёзная защита.
– Ого!.. – удивлённо распахнула глазёнки Стелла. – Ну, тогда пошли.
На этот раз наш полёт вниз уже был далеко не таким приятным, как предыдущий... Почему-то очень сдавило грудь и тяжело было дышать. Но понемножку всё это как бы выровнялось, и я с удивлением уставилась на открывшийся нам, жутковатый пейзаж...
Тяжёлое, кроваво-красное солнце скупо освещало тусклые, фиолетово-коричневые силуэты далёких гор... По земле, как гигантские змеи, ползли глубокие трещины, из которых вырывался плотный, тёмно-оранжевый туман и, сливаясь с поверхностью, становился похожим на кровавый саван. Всюду бродили странные, будто неприкаянные, сущности людей, которые выглядели очень плотными, почти что физическими... Они то появлялись, то исчезали, не обращая друг на друга никакого внимания, будто никого кроме себя не видели и жили лишь в своём, закрытом от остальных, мире. Вдалеке, пока что не приближаясь, иногда появлялись тёмные фигуры каких-то чудовищных зверей. Ощущалась опасность, пахло жутью, хотелось бежать отсюда сломя голову, не поворачиваясь назад...
– Это мы прямо в Аду что ли? – в ужасе от увиденного, спросила я.
– Но ты же хотела посмотреть, как это выглядит – вот и посмотрела. – Напряжённо улыбаясь, ответила Стелла.
Чувствовалось, что она ожидает какую-то неприятность. Да и ничего другого, кроме неприятностей, здесь, по-моему, просто никак не могло быть...
– А ты знаешь, иногда здесь попадаются и добрые сущности, которые просто совершили большие ошибки. И если честно, мне их очень жалко... Представляешь – ждать здесь следующего своего воплощения?!. Жуть!
Нет, я никак не могла этого представить, да и не хотела. И уж этим же самым добром здесь ну никак не пахло.
– А ты ведь не права! – опять подслушала мои мысли малышка. – Иногда сюда и, правда, попадают очень хорошие люди, и за свои ошибки они платят очень дорого... Мне их, правда, жаль...
– Неужели ты думаешь, что наш пропавший мальчик тоже попал сюда?!. Уж он-то точно не успел ничего такого дурного совершить. Ты надеешься найти его здесь?.. Думаешь, такое возможно?
– Берегись!!! – вдруг дико завизжала Стелла.
Меня расплющило по земле, как большую лягушку, и я всего лишь успела почувствовать, как будто на меня навалилась огромная, жутко воняющая. гора... Что-то пыхтело, чавкало и фыркало, расточая омерзительный запах гнили и протухшего мяса. У меня чуть желудок не вывернуло – хорошо, что мы здесь «гуляли» только сущностями, без физических тел. Иначе у меня, наверняка, случились бы самые неприятные неприятности.....
– Вылезай! Ну, вылезай же!!! – пищала перепуганная девчушка.
Но, к сожалению, это было легче сказать, чем сделать... Зловонная туша навалилась на меня всей жуткой тяжестью своего огромного тела и уже, видимо, была готова полакомиться моей свеженькой жизненной силой... А у меня, как на зло, никак не получалось от него освободиться, и в моей сжатой страхом душе уже предательски начинала попискивать паника...
– Ну, давай же! – опять крикнула Стелла. Потом она вдруг ударила чудище каким-то ярким лучом и опять закричала: – Беги!!!
Я почувствовала, что стало немного легче, и изо всех сил энергетически толкнула нависшую надо мной тушу. Стелла бегала вокруг и бесстрашно била со всех сторон уже слабеющего ужастика. Я кое-как выбралась, по привычке тяжело хватая ртом воздух, и пришла в настоящий ужас от увиденного!.. Прямо передо мной лежала огромная шипастая туша, вся покрыта какой-то резко воняющей слизью, с огромным, изогнутым рогом на широкой, бородавчатой голове.
– Бежим! – опять закричала Стелла. – Он ведь ещё живой!..
Меня будто ветром сдуло... Я совершенно не помнила, куда меня понесло... Но, надо сказать, понесло очень быстро.
– Ну и бегаешь ты... – запыхавшись, чуть выговаривая слова, выдавила малышка.
– Ой, пожалуйста, прости меня! – устыдившись, воскликнула я. – Ты так закричала, что я с перепугу помчалась, куда глаза глядят...
– Ну, ничего, в следующий раз будем поосторожнее. – Успокоила Стелла.
У меня от такого заявления глаза полезли на лоб!..
– А что, будет ещё «следующий» раз??? – надеясь на «нет», осторожно спросила я.
– Ну конечно! Они ведь живут здесь! – дружески «успокоила» меня храбрая девчушка.
– А что же мы тогда здесь делаем?..
– Мы же спасаем кого-то, разве ты забыла? – искренне удивилась Стелла.
А у меня, видно, от всего этого ужаса, наша «спасательная экспедиция» полностью вылетела из головы. Но я тут же постаралась как можно быстрее собраться, чтобы не показать Стелле, что я по-настоящему очень сильно испугалась.
– Ты не думай, у меня после первого раза целый день косы дыбом стояли! – уже веселее сказала малышка.
Мне просто захотелось её расцеловать! Каким-то образом, видя что мне стыдно за свою слабость, она умудрилась сделать так, что я сразу же снова почувствовала себя хорошо.
– Неужели ты правда думаешь, что здесь могут находиться папа и братик маленькой Лии?.. – от души удивляясь, спросила её ещё раз я.
– Конечно! Их просто могли украсть. – Уже совсем спокойно ответила Стелла.
– Как – украсть? И кто?..
Но малышка не успела ответить... Из-за дремучих деревьев выскочило что-то похлеще, чем наш первый «знакомый». Это было что-то невероятно юркое и сильное, с маленьким, но очень мощным телом, посекундно выбрасывающее из своего волосатого пуза странную липкую «сеть». Мы даже не успели пикнуть, как обе в неё дружно попались... Стелла с перепугу стала похожа на маленького взъерошенного совёнка – её большие голубые глаза были похожи на два огромных блюдца, с выплесками ужаса посерединке.
Надо было срочно что-то придумать, но моя голова почему-то была совершенно пустая, как бы я не старалась что-то толковое там найти... А «паук» (будем дальше так его называть, за неимением лучшего) тем временем довольно тащил нас, видимо, в своё гнездо, готовясь «ужинать»...
– А где же люди? – чуть ли не задыхаясь, спросила я.
– О, ты же видела – людей здесь полно. Больше чем где-либо... Но они, в большинстве, хуже, чем эти звери... И они нам не помогут.

Эволюция — не всегда движение к новому. Бывают и отступления. Но это не всегда деградация: все зависит от качества изменений организма в процессе развития. Этот принцип относится и к китам, вернувшимся с суши обратно в воду. Они не только не регрессировали, но и сумели так приспособиться к водной среде, что оставили далеко позади себя все остальные виды живых существ, спустившихся в воду одновременно с ними или после них.

Кто самый близкий родственник бегемота ? Нет, не слон и не носорог . Правильный ответ — кит . Конечно, на первый взгляд это может показаться странным. Кит живет в воде и похож на рыбу: у него и плавники, и хвост… Но физиология китовых однозначно свидетельствует о том, что много миллионов лет назад их предки ходили по земле: киты теплокровны, дышат легкими, а детенышей, выношенных в утробе, выкармливают молоком, как все млекопитающие. Но при чем здесь именно бегемот? Чтобы разобраться в этом, обратимся к очень отдаленным эволюционным событиям.

Водные иммигранты

Возвращение сухопутных живых существ обратно в воду в процессе эволюции случалось не раз. Ученые называют три возможные причины таких переходов: неблагоприятные климатические условия, трудности в поисках пищи и засилье хищников. Зачастую эти факторы действовали одновременно.

Киты как раз и относятся к вторичноводным животным, то есть вернувшимся в океанскую стихию, но занимают среди них особое положение. Кроме мезозойских морских ящеров , это единственная группа позвоночных, которые «полностью забыли» о своем некогда сухопутном образе жизни, в отличие от крокодилов , моржей или пингвинов — тоже вторичноводных, но не потерявших связь с берегом. Киты полностью адаптировались к водной среде, и если их предки ходили на четырех ногах и были покрыты шерстью, то современные китообразные обладают конституцией, идеально подходящей для перемещения в водной среде.

Одной из причин, позволивших предкам китообразных освоить водную среду, могли стать благоприятные внешние условия. Если на суше условия существования ухудшались, то вода вполне могла стать подходящим убежищем. История китовых начинается в эоценовую эпоху, 55 миллионов лет назад. Теплые заливы древнего океана Тетис изобиловали пищей, а ниша, занимаемая крупными морскими хищниками, оставалась относительно свободной. Хотя акулы и крокодилы в те времена чувствовали себя очень неплохо, крупные хищные морские рептилии — плезиозавры и мозазавры — вымерли вместе с динозаврами. Природа дала предкам китов шанс, и они его использовали. Возможно также, что не последнюю роль в прогрессивной эволюции китов сыграл их мозг, который по пока неизвестным причинам развит у китовых лучше, чем у всех остальных современных вторичноводных.

Кто такие китопарнокопытные?

Итак, как мы поняли, с сушей китов не связывает ничего, кроме… правильно — родственных уз с бегемотом. Это в 1985 году установил, сравнивая белки иммунной системы млекопитающих, Винсент Сарич — профессор Калифорнийского университета в Беркли. Однако долгое время такому факту не могли найти прямого подтверждения непосредственно на палеонтологическом материале. Те костные остатки, которые были в распоряжении ученых, давали основание утверждать только то, что родственниками китов были мезонихии — очень дальние хищные предшественники парнокопытных, похожие на массивных собак и жившие в палеогеновый период (63-33 миллиона лет назад). Об этом свидетельствовали зубы ископаемых китов: как и у мезонихий, они были особой формы — трехвершинные. К этому же добавлялись и некоторые сходные черты в строении черепа. Новые палеонтологические данные появились только в последней четверти ХХ века. В те годы в Пакистане, на месте береговой линии древнего океана Тетис, разделявшего в эоцене (55-37 миллионов лет назад) Евразию и Африку, проводил раскопки известный американский палеонтолог Филипп Гингерич. В 1979 году ему попался кусок черепа неизвестного, явно сухопутного животного размером с большую собаку, жившего около 52 миллионов лет назад. Однако строение слуховой системы у находки странным образом напоминало китовую. Речь шла о так называемой слуховой булле, вернее, о ее медиальном утолщении — массивном костном образовании, встречающемся только у современных морских гигантов. Вскоре были обнаружены зубы и челюсть, подтвердившие связь его обладателя с китообразными. Находку так и назвали — пакицет, то есть «кит из Пакистана». Сначала пакицета представляли как земноводного хищника, похожего на тюленя, — переходное звено от мезонихий к ископаемым китам.

И только в 2001 году в распоряжение ученых поступил целый скелет этого животного. Он тоже происходил из Пакистана , но его обнаружил уже не Гингерич, а Ханс Тевиссен — профессор анатомии Северо-восточного университетского медицинского колледжа в Огайо. Оказалось, что обликом пакицет напоминал большеголовую, длинномордую собаку размером с волка, обладающую тем не менее копытцами и длинным хвостом. Он вел полуводный образ жизни, о чем свидетельствуют два факта: с одной стороны, остатки пакицета находят в прибрежных морских или речных отложениях, с другой — его слуховой аппарат был не приспособлен для функционирования в водной среде. Вероятно, эти предки китов отправились на мелководье, изобиловавшее рыбой и различными беспозвоночными, когда климатические изменения сократили наземные пищевые ресурсы и усилили конкуренцию между хищниками. Дело в том, что в эоцене произошло похолодание: температура упала в среднем от +28 до +16 °С, что привело к сокращению площади тропических лесов и появлению на их местах обширных открытых пространств. По мнению ученых, за этим последовало увеличение разнообразия и численности псовых, что и привело к обострению конкуренции между хищниками.

Но самое интересное заключается в том, что пакицет был парнокопытным! Об этом свидетельствует его таранная (надпяточная) кость, формирующая нижнюю часть голеностопного сустава и передающая вес тела на стопу. Как у всех парнокопытных (и только у них), у пакицета она состоит как бы из двух блоков, что обеспечивает гибкость стопы при беге. На взгляд палеонтологов, это служит прямым доказательством того, что непосредственный предок кита (о чем свидетельствует его ушная булла) относился к этому же отряду. Так что предполагаемое родство пакицета с бегемотом — тоже парнокопытным животным, было доказано. Теперь стало очевидным, что китообразные отделились от древних парнокопытных уже после того, как последние разошлись с мезонихиями, поэтому некоторые ученые даже объединяют парнокопытных и китообразных в один отряд так называемых китопарнокопытных (Cetartiodactyla).

Меняю лапы на хвост

После открытия пакицета в эволюционной цепи «встало на свое место» еще одно ископаемое существо, остатки которого Тевиссен обнаружил в 1992 году на пакистанских берегах Тетиса, в геологических слоях возрастом около 48 миллионов лет. Теперь оказалось, что оно идеально подходит на роль переходного звена между современными китами и их наземными предками. Неизвестное животное, обладавшее трехвершинными зубами, ушной буллой и таранной костью, назвали амбулоцетом — «ходячим китом». Обликом амбулоцет напоминал крупноголового крокодила длиной до трех метров. Большие веслоподобные ступни, завершаемые неким подобием копытцев, свидетельствуют о том, что животное было хорошим пловцом. Причем при передвижении в воде его тело двигалось в вертикальной плоскости, так же как у современных китов, тюленей или морских коров, а не в горизонтальной, как у рыб. В свою очередь, крепкие кости ног, подвижные локтевые и запястные суставы говорят о том, что амбулоцет продолжал неплохо себя чувствовать и на суше.

Вероятно, амбулоцеты охотились, подстерегая добычу на мелководье. Их мощные челюсти были способны схватить достаточно крупную жертву, размером со среднего оленя, а благодаря особому строению носа, размещавшегося уже не на конце морды, как у собак, а выше, как у крокодила, эти хищники имели возможность съесть свой обед, не выходя из воды. Глаза амбулоцета уже давали только боковой обзор, а ушные раковины отсутствовали. Зато в отличие от пакицета он хорошо слышал в водной среде: у него в челюсти появился характерный для всех поздних китовых канал, проводивший звук к уху. Движение своей жертвы по суше амбулоцет отслеживал, прижимая голову к грунту и улавливая вибрации от ее шагов. А на основании результата химического анализа зубов ученые пришли к заключению, что хищник мог охотиться как в соленых, так и в пресных водоемах.

Следующей ступенью эволюции китовых стали так называемые протоцетиды, к которым относятся протоцет, родоцет, эоцет и некоторые другие виды, жившие 47-45 миллионов лет назад. Их скелеты не столь «дефицитны» и известны науке еще с первой половины ХХ века. Протоцетиды были первыми китовыми, переместившимися с мелководья на глубину. Эволюция наградила их горизонтальным хвостовым плавником, который будут наследовать все поколения китов вплоть до наших дней. Но если сегодня киты используют этот плавник как основной орган своего движения, однозначно утверждать то же самое относительно протоцетид ученые не спешат.

Известно, что протоцетиды сохраняли довольно заметные задние конечности. Но могли ли они выходить на сушу — неизвестно. Скорее всего, по образу жизни их можно сопоставить с современными моржами. К протоцетидам относится и макарацет. Его остатки были обнаружены в 2004 году в Восточном Белуджистане (Пакистан). Название свое этот зверь получил за сходство с Макарой — персонажем индийской мифологии, представлявшем собой что-то вроде нашего козерога, только с головой слона. Да-да, у макарацета был хобот! Правда, не очень большой. Возможно, что им он собирал моллюсков или других небольших обитателей дна.

Протоцетиды также считаются первыми китообразными, которые сумели распространиться за пределы Индо-Пакистанской области — их остатки найдены в Африке и Северной Америке . Некоторые ученые полагают, что от протоцетид напрямую произошли все более поздние китообразные. По крайней мере протоцетиды задали общую схему дальнейшей эволюции китов: сокращение числа жестко скрепленных между собой крестцовых позвонков (благодаря этому упрощались волнообразные движения тела), исчезновение уже ненужного крестцово-тазового сочленения, к которому крепились задние конечности, сокращение длины шейных позвонков, улучшающее гидродинамику, и перемещение ноздрей на морде все выше.

Протоцетидам наследовали базилозавры, появившиеся на Земле 45 миллионов лет назад. Их ископаемые остатки в основном происходят с юга США и из Египта , но, скорее всего, эти животные были распространены по всему свету. Базилозавры были гигантами: их змеевидное тело с большим хвостовым плавником достигало 25 метров в длину и весило до 6 тонн. Как и прочие древние киты, они имели конические предкоренные и зазубренные коренные зубы. Первый скелет этого морского хищника был найден еще в 1840 году. Находку сделали в Луизиане , на юге США. Но первое его описание было ошибочным: базилозавра приняли за огромную морскую ящерицу (отсюда и его название — «царь-ящерица»). Другие виды позже были найдены в Египте и Пакистане. Больше всего повезло уже известному нам Гингеричу. Ему попался самый полный из всех известных науке скелет базилозавра, да еще 18-метровой длины! Это случилось в 2005 году во время раскопок в так называемой Долине китов, у юго-западной окраины Каира.

Строение позвоночника базилозавра дает возможность предположить, что при плавании он уже мог существенно изгибать тело в вертикальной плоскости (представьте себе, как плывут кит или дельфин). Однако неизвестно: был ли базилозавр способен к длительному плаванию и глубокому нырянию? На сушу он не выходил и, скорее всего, охотился на крупную рыбу недалеко от побережья.

Базилозавры все еще имели задние конечности с несколькими пальцами и подвижным коленным суставом, правда, они были совсем маленькими и не годились для передвижения. Возможно, самцы использовали их для брачных объятий.

Рекордсмены эволюции

Надо сказать, что эволюция китовых шла довольно высокими темпами: уже 40 миллионов лет назад появились их современные подотряды: зубатые и усатые киты. Возможно, что этому способствовали изменения климата: уровень Мирового океана понизился, возникли новые холодные течения, а в Южном полушарии начал образовываться ледяной панцирь. В это время киты стали осваивать открытый океан, учиться глубоко нырять и долго оставаться под водой.

Конечно, представленная эволюционная схема развития китовых далека от полноты, равно как далека от нее палеонтология в целом как наука, и в этом ее особенность. Предстоит совершить еще не одно открытие, которое сможет на следующий миллиметр приблизить нас к объективной истине. Но, вероятно, общий вектор развития китов уже определен и меняться не будет. Это подтверждает и открытие, сделанное в 2006 году учеными из Северо-восточного университетского медицинского колледжа в Огайо. Им удалось установить, что дельфины обладают геном, отвечающим за появление у эмбрионов задних конечностей в первые два месяца вынашивания. Затем активируется «контрген» и ненужные «лапы» исчезают. Такой аргумент должен убедить скептиков, не желающих верить в лихие изгибы эволюции.

Иллюстрации Эльдара Закирова

Как киты пришли в океан?

"Чудовище, неподвижно лежавшее в воде среди мангровых зарослей, заметило добычу – подходящего по размерам зверя, пришедшего на водопой. За нескольких энергичных толчков задних ног оно приблизилось к берегу, запустило свои мощные зубы в тело жертвы и попятилось назад в воду. Когда крепко зажатое в челюстях животное, не имея возможности вздохнуть, перестало биться, хищник выполз на берег, чтобы начать трапезу на твердой земле. На первый взгляд чудовище походило на крокодила – с короткими ногами, массивным хвостом, длинной вытянутой мордой и высоко посаженными, выступающими над поверхностью головы глазами. Однако его тело покрывали не пластинки панциря, а шерсть, ноги заканчивались не когтями, а чем-то напоминающим копыта, а зубы – это были зубы зверя, а не пресмыкающегося..."

Так в представлении палеонтологов выглядит амбулоцетус, один из первых китов. Вернее – существо, которое является «звеном в эволюционной цепи», соединяющее наземных млекопитающих начала кайнозойской эры и современных китообразных: синих, серых и горбатых китов, кашалотов, нарвалов, касаток и дельфинов – всего примерно 40 родов и 80 видов животных, бороздящих просторы Мирового океана.

Эволюционная история китов как одного из самых специализированных отрядов млекопитающих, для биологов, оставалась загадкой даже в XX в. Когда, в 1945 г., Дж.Симпсон составлял систему эволюционных отношений между млекопитающими, на основе имеющихся на тот момент палеонтологических данных, отметил что о китообразных имеются очень скудные данные и поместил этот отряд независимо от других, связав его историю лишь с общим гипотетическим предком плацентарных.

По истечению двух десятилетий палеонтологи нашли большое количество остатков древних китов и их предков, которые относились к эоценовому периоду (55–34 млн лет назад). Это время когда древние киты (археоцеты – Archaeoceti) только начали "входить" в воду. Кости китообразных находили в более поздних олигоценовых (34–24 млн лет назад) слоях. Тогда происходило становление уже двух современных подотрядов этой группы – зубатых и усатых китов. Проведенная переоценка родственных отношений между живущими отрядами млекопитающих, основанная на сходстве белков иммунной системы, показала что киты ближе всего к парнокопытным (оленям и быкам, жирафамы и бегемотам).

На палеонтологическом уровне такая связь могла быть предположительно подтверждена на основе изучения остатков разных представителей древнего (и полностью вымершего) отряда кондиляртр (Condylarthra) – предполагаемых общих предков копытных, хоботных и китообразных. Было обнаружено явное сходство между трехвершинными зубами вновь открытых ископаемых китов и группы хищных кондиляртр – мезонихий (Mesonychia). Также было обнаружено сходство между зубными характеристиками парнокопытных и другой, очень близкой к мезонихиям, группы кондиляртр – арктоционов (Arctocyonids). Исследователи, проводившие эту работу, пришли к выводу, что китообразные произошли от плотоядных, напоминавших своим обликом волков мезонихий, а те, в свою очередь, имели общего предка с парнокопытными (схема А)

По прошествии десятка лет палеонтологи, во время экспедиции американского палеонтолога Филиппа Джинджериша (P.Gingerish) в Пакистане, получили дополнительный материал. Они искали остатки эоценовых наземных млекопитающих в местах где они уже находились, но им попадались только морские организмы. Около 50 млн лет назад в этом районе проходила, меняющаяся со временем, береговая линия древнего моря Тетис, которое разделяло на протяжении большей части эоценового периода Евразию и Африку. Среди остатков рыб и моллюсков палеонтологами были найдены два фрагмента тазовых костей, явно принадлежавших относительно крупным «ходящим» животным. В то же время в другой части Пакистана была обнаружена челюсть примитивного парнокопытного.

Спустя два года в Северном Пакистане экспедицией Джинджериша была обнаружена еще одна странная находка. Это был кусок черепа странного создания размером с волка. Рядом были обнаружены остатки других млекопитающих, на этот раз наземных, живших около 50 млн лет назад. Однако череп найденного неизвестного зверя имел черты, напоминавшие некоторые детали строения слуховой системы современных китообразных.

В водной и воздушной среде звуковые волны распространяются по-разному. У китов которые живут в наше время нет наружного уха, а слуховой проход, ведущий к среднему уху, или крайне сужен, или вообще отсутствует. Барабанная перепонка утолщена, неподвижна и не выполняет те функции, которые свойственны наземным животным. Их у китов берет на себя так называемая слуховая булла – особое костное образование, изолированное пазухами. Булла в черепе неизвестного животного, открытого Джинджеришем, хотя и не была по-настоящему «китовой» и явно не могла обеспечить хороший подводный слух, но тем не менее отличалась достаточно характерными изменениями. Выходило, что это существо – его назвали по месту находки пакицетусом (Pakicetus) – могло быть одной из первых эволюционных ступенек на пути перехода от наземных животных к китообразным. В то же время можно было предполагать, что загадочный зверь имел и обычную функциональную барабанную перепонку, позволяющую воспринимать звуки, разносящиеся по воздуху, – на земле он пока проводил никак не меньше времени, чем в воде.

Примерно в то же время другая группа палеонтологов также обнаружила остатки этого животного, а именно фрагмент нижней челюсти и несколько отдельных зубов. Их строение вполне подтверждало связь пакицетуса с мезонихидами, чьи остатки, кстати, были известны примерно из той же местности и тех же временных слоев. Так что все, казалось бы, становилось на свои места: мезонихиды или их близкие родственники действительно «могли претендовать» на роль предков первых китообразных.

В эоцене море было очень благоприятным для заселения млекопитающими. Теплые заливы Тетиса кишели рыбой, обещая сытную жизнь, а ниша крупных морских хищников оказалась относительно свободной. Хотя акулы и крокодилы продолжали чувствовать себя очень неплохо, многочисленные в мезозое водные пресмыкающиеся – плезиозавры, мозазавры и им подобные – теперь исчезли из морских просторов.

Соотношение суши и моря 50 млн лет назад

Но вскоре проводить дальнейшие изыскания в Пакистане стало невозможно – в 1983 г. началась война в Афганистане и весь регион превратился в «горячую точку». Увлекшийся поисками китов Джинджериш переносит работы в Египет, в пустынную долину в 95 милях к юго-западу от Каира – долину Зеуглодона, названную так в честь сделанных здесь в начале XX в. находок архаичных китов зеуглодонов (Zeuglodon). В эоцене большая часть Египта, как и Пакистана, была дном моря Тетис – ныне же остатки животных, бороздивших его воды, лежат вмурованными в песчаник. После нескольких полевых сезонов Джинджериш с командой обнаружил тонкие задние конечности, принадлежавшие 18-метровой «морской змее» – древнему киту базилозавру (Basilosaurus).

Находки базилозавров – животных, ведших, без сомнения, исключительно водный образ жизни и никогда не выходивших на сушу, были известны и ранее. Базилозавры плавали в древних морях примерно 40–37 млн лет назад. Но вот про наличие у них задних ног никто ничего не знал потому, что находили только отдельные части бедренных костей, которые палеонтологи считали рудиментарными. Джинджериш показал, что у базилозавров были ноги! Правда, совсем маленькие – менее полуметра. Использовались ли они как-нибудь или просто были рудиментами, непонятно. Вряд ли они могли сильно помочь при плавании и уж точно не могли быть использованы для выхода на сушу. Было высказано предположение, что огромные змеевидные базилозавры могли использовать их для брачных объятий, удерживая друг друга в колышащихся волнах. Важно, что спустя 10 млн лет после пакицетуса некоторые из древних китов все еще имели конечности. Между этими существами оказалось возможным провести, хотя и предположительно, связь. «Киты с ногами» оказались реальностью.

Очень важное открытие было сделано в 1992 г. Команда американца Ханса Тьюиссена (Hans Thweissen) открыла в Северном Пакистане, в слоях возрастом около 48 млн лет, почти полный скелет «переходного звена» между современными китами и их наземными предками. Большие веслообразные ступни и мощный хвост животного говорил о том, что оно было хорошим пловцом, а крепкие кости ног и подвижные локтевые и запястные суставы – о том, что оно неплохо передвигалось и по суше. «Переходное звено» получило название амбулоцетуса (Ambulocetus natans), «ходящего и плавающего кита».

А еще позже Тьюиссену, Джиндеришу и другим палеонтологам удалось найти окаменелости, позволявшие восстановить последовательные стадии перехода китов от околоводного к океаническому образу жизни. Были найдены остатки длинномордых ремингтоноцетид (Remingtonocetids, например кутхицетуса – Kutchicetus) и протоцетид (Protocetids, например родоцетуса – Rodhocetus), также произошедших от каких-то «пакицетоподобных» предков на берегах Тетиса. От протоцетид произошли уже вполне «дельфинообразные» дорудоны (Dorudon) – возможные предки базилозавров и современных китов, постепенно расселившихся по всем морям земного шара.

На протяжении следующего за эоценом олигоценового периода уровень моря понизился. «Прото-Индия» соединилась с Азией (результатом этого «столкновения» стало возникновение Гималаев), а Австралия и Антарктида удалились друг от друга, в результате чего образовалось широкое свободное кольцо морей в Южном полушарии. Возникло южное циркумполярное течение, начал образовываться ледяной панцирь. Это создавало новые условия для живущих в морях млекопитающих, что, по мнению ряда специалистов, и привело к возникновению современных подотрядов – усатых и зубатых китов. Наиболее древней известной переходной формой между ними и древними археоцетами является Llanocetus, первичный усатый кит, найденный в антарктических отложениях возрастом около 34 млн лет. Судя по всему, он вполне мог питаться крилем. Зубатые же киты, по мнению специалистов, возникли примерно в то же время, развивая способности к эхолокации, которая позволяла активно охотиться в глубине.

К сожалению, находки остатков первых представителей двух современных отрядов крайне редки. Понижение уровня моря в олигоцене осушило прибрежные районы, которые могли содержать эти остатки, и они подверглись разрушению. Но раскопки в более поздних слоях показывают, что немного времени спустя, 30 млн лет назад, настоящие усатые и зубатые киты были представлены несколькими семействами.

Находки же более древних археоцетов и их предков позволяли восстанавливать и пути перехода китообразных к постоянной жизни к океане.

Как было сказано, уже пакицетус имел определенные преобразования в слуховой системе, характерные для китов. Тьюиссен предположил, что он мог пользоваться ими, чтобы воспринимать звуки, распространяющиеся в грунте. Будучи засадным хищником, поджидающим жертву в воде, он мог слышать шаги возможной добычи, приближавшейся к водопою. Вполне возможно, также поступал и амбулоцетус, в челюсти которого уже имелось начало характерного для китов канала, проводящего звук к уху. Положив нижнюю челюсть на грунт – как это делают крокодилы – амбулоцетус «лоцировал» передвижение по берегу своих потенциальных жертв.

Луо (Zhe-Xi Luo) – палеонтолог, сотрудник Музея естественной истории в Питтсбурге, показал, что у базилозавров и дорудонтов – первых полностью водных китов – слуховая система по строению была уже достаточно близка к слуховой системе современных китов. Позже эволюция двух групп – зубатых и усатых китов – пошла разными путями. Первые развили особенности, необходимые для произведения и восприятия высокочастотных звуков, используемых при эхолокации, а вторые «специализировались» на низкочастотных акустических сигналах, позволявших общаться друг с другом на больших расстояниях. Около 28 млн лет назад ранние зубатые киты уже имели некоторые из костных структур, необходимых для восприятия высокочастотных звуков и, соответственно, определенную способность к эхолокации.

Другие важные изменения черепа в процессе эволюции китообразных включали перемещение глазниц с верхнего (как у крокодилов) положения у пакицетуса и амбулоцетуса на бока головы, как у протоцетид и современных китов. Ноздри сместились с вершины морды у пакицетуса на вершину головы (дыхало) у современных китов. Зубы стали простыми и однообразными – приспособленными только для удержания, а не разжевывания добычи. У усатых же китов они исчезли совсем; их «китовый ус» – роговые пластины, с зубами никак не связаны.

Анализ изотопного состава атомов кислорода, присутствующих в зубах ископаемых китов, позволяет делать заключения о том, жили ли они в пресной или морской воде – во второй присутствует большая доля изотопа 18О. Получилось, что организм пакицетусов получал только пресную воду, амбулоцетусы могли жить как в пресных, так и в соленых водоемах, а протоцетиды были уже настоящими морскими животными.

Одна из наиболее важных адаптаций, характерных для китов, – их способность производить вертикальные удары хвостом, обеспечивающие быстрое плавание. Строение тазового пояса амбулоцетуса еще позволяло животному поддерживать свой вес при передвижении по суше, хотя непропорционально большие задние конечности этого животного и веслообразные ступни делали такое передвижение затруднительным. Но такие конечности очень неплохо подходили для гребли при передвижении в воде. У родоцетуса, представителя протоцетид, кости нижнего отдела передней конечности были сжаты и уже напоминали ласты, а длинные нежные ступни, возможно были перепончатыми. Связки между позвонками, формирующими крестец, у родоцетуса были ослаблены, что позволяло позвоночнику изгибаться так, чтобы создавать волнообразные вертикальные движения хвоста. По мнению Джинджериша, он плавал «по-собачьи» на поверхности, а под водой передвигался за счет совмещения толчков веслообразных задних ног и хвоста. Скорее всего, этот зверь еще не полностью порвал с наземной средой и периодически выходил на сушу, где передвигался толчками, – наподобие современных ушастых тюленей.

Базилозавры и дорудонтиды были, как уже сказано, полностью водными созданиями. Как у современных китов, плечо у них оставалось подвижным, а локоть и запястье образовывали передний плавник. Задние ноги и тазовые кости были маленькими и слабыми. Однако вопрос о том, когда именно киты окончательно потеряли задние конечности, остается открытым. Например, у настоящего усатого кита, чьи остатки были совсем недавно обнаружены в слоях возрастом 27 млн лет, еще имелись неплохо сформированные ноги.

В хвостовом отделе дорудона имелся позвонок округлой формы, подобный тому, который имеется у современных китов в основании хвостового плавника. Так что, возможно, дорудоны и базилозавры уже имели вполне китовый хвостовой плавник.

Итак, серия палеонтологических открытий 70–90-х гг. XX в. позволила проследить основные этапы эволюционного становления китов на их пути от наземных к исключительно водным животным. Однако вопрос об их более далеких предках продолжал – да и продолжает – оставаться открытым. Сравнение состава различных участков ДНК современных млекопитающих – представителей разных отрядов – позволил исследователям вновь говорить о высокой степени родства китов и парнокопытных. В то время как мезонихиды с их неясным систематическим положением оказывались вроде бы и ни при чем… Другие анализы показали большое сходство китов с отдельной и весьма специфической, надо сказать, группой парнокопытных – бегемотами (схемы Б, В).

Скелеты современных китов и их предков

Палеонтологи сначала весьма отрицательно отнеслись к подобной интерпретации результатов анализа ДНК – в конце концов, речь шла о сравнении ныне живущих животных, ДНК пакицетуса и амбулоцетуса, само собой, не сохранилась. Мезонихиды же очень подходили на роль предков китов – они отличались «подходящими» морфологическими признаками, и их остатки встречались именно в тех регионах и в тех слоях, где и когда должно было начаться становление китообразных. А вот остатков древних парнокопытных, подтверждавших бы предположения молекулярных биологов, не было.

Ключом к решению проблемы могла бы стать находка принадлежавшей кому-то из древних (еще выходивших на сушу) предков китов так называемой таранной кости, соединяющей кости колена с костями лодыжки. У всех парнокопытных таранная кость имеет очень характерную форму с выемкой-шкивом на обоих концах. Собственно, это и есть один из ключевых признаков отряда.

Таранная кость представителя мезонихид (1), современного парнокопытного (2) и вновь открытого представителя протоцетид – Rodhocetus astralagus (3). Стрелкой показано положение таранной кости на конечности родоцетуса

Осенью 2001 г. Джинджериш сообщил об открытии в восточной части Белуджистана еще одного вида родоцетуса – Rodhocetus astralagus – и новой формы протоцетид – артиоцетуса (Artiocetus). А Тьюиссен и его коллеги в то же время откопали в Пенджабе скелет пакицетуса (ранее был известен только череп) и скелет еще одного зверя, близкого к пакицетусу (Ichtyolests). И все вновь найденные скелеты имели таранную кость характерной для парнокопытных формы. Получалось, что мезонихиды, у которых эта кость была другой формы, действительно не имели отношения к возникновению китов? Их остатки просто оказались «в нужное время и в нужном месте»? Но какие же парнокопытные дали тогда начало китообразным? Бегемоты, как самостоятельная группа, возникли значительно позже. Среди же их предков, как и предков других парнокопытных, ни один из известных ископаемых видов не подходит на роль прародителя китов лучше, чем мезонихиды.

Впрочем, надо заметить, что и само происхождение парнокопытных остается неясным. Может быть, мезонихиды – самостоятельная ветвь этого отряда (а не отряда кондиляртр), утратившая по каким-то причинам характерную форму таранной кости? Тогда они вполне могут иметь общих предков с китообразными. Сейчас существует и такая гипотеза (схема Г). Споры продолжаются, и большинство ученых сходятся на мысли, что загадка самых первых предков китов еще неразгадана. Необходимы новые палеонтологические находки.

По материалам статьи Kate Wong // Scientific American May 2002