Текст книги "Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли"

Автор книги: Андрей Журавлёв

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 14 страниц)

Дорога к стерхам – это «куликово поле» – угодья всевозможных куликов, ежедневно пробираясь по которым мы запоминаем практически каждую пару. Интересно, а они – нас? Кажется, что да, но впечатление, наверное, обманчивое. Просто, зная, где у птицы гнездо – травяной кулек с четырьмя-пятью плотно уложенными зеленоватыми грушевидными яйцами, ступаешь осторожнее. Вот они и подпускают ближе. Больше всего круглоносых плавунчиков. Они же и самые маленькие – чуть побольше воробья. Самец, он поярче и помельче, далеко от гнезда не отходит: высиживает яйца. Бороздит короткими галсами бочажок поблизости и постоянно кивает головой – склевывает дафний и комариных личинок. Более крупные бекасовидные веретенники тоже держатся парами, словно флюгеры развернув длинные носы в одну сторону, в которую медленно и уходят, подальше от гнезда. А вот самочка опереточного красавца турухтана заботится о кладке самостоятельно и до последнего пытается отвлечь наше внимание от своего шалашика, позволяя подойти к себе вплотную…

Стерх, как всегда, встречает нас заблаговременно, приводнившись метрах в семидесяти на прямые вытянутые вперед длинные красные лапы. Расправив крылья, он долго глиссирует, оставляя за собой два радужных водяных веера. Затем разворачивается и медленно, приноравливаясь к нашей скорости, шествует к гнезду параллельным курсом, точно так же, как и мы, плавно опуская и выдергивая конечности из болота. Минут через десять, видимо решив, что все необходимые формальности соблюдены, он поворачивает наперерез. Кланяется, складывает крылья домиком, как в известной у киношных каратистов позе журавля, тыкает клювом в землю, разбрасывая дерн, что-то сердито квохчет. Наконец взлетает и делает несколько живописных кругов между голубым небом и голубым, уже совсем оттаявшим озером. Все: демонстрация силы окончена. Пора «пугаться» и уходить…

Точно так же ходили здесь стерхи десятки тысяч лет назад, может быть, даже прямые предки нашей пары, которые еще в ледниковый период облюбовали это место. Правда, тогда они были не одни: на водопой к озеру направлялись группы мамонтов, возглавляемые матриархами с острыми бивнями, тянулись бесчисленные стада бизонов, лошадей, северных оленей, сайгаков, подходили приземистые шерстистые носороги. Кости этих зверей сейчас торчат из всех едомных обрывов, а в южной части резервата находится знаменитое Бёрёлёхское «кладбище» мамонтов. Там же опытные палеонтологи находят мелкие косточки серых гусей, морянок, плавунчиков, щеголей, веретенников, турухтанов, мохноногих канюков. Значит, большинство видов птиц продолжает гнездиться на севере Якутии с того времени…

А вот из всех гигантов мамонтовой фауны здесь живьем теперь можно встретить только белых журавлей (даже о северных оленях напоминают лишь рога, торчащие диковинными грибами из разноцветных моховых кочек). Стерхи самые большие – в прямом смысле слова – пережитки прошлого: самцы до 1,4 метра ростом и до 6,4 килограмма массой. Надолго ли они здесь? Как знать? Таков закон природы: старый вид уходит, приходит новый… И все заметнее в яно-индигирской тундре присутствие малых канадских журавлей, которых и в мире насчитывается в сто раз больше, – вот и сейчас поблизости от нас кружат три молодые птицы. Зимующие в Техасе и Северной Мексике «канадцы» повадками не очень напоминают стерха и не соперничают с этим видом за пищу и территорию, но их расселению благоприятствует потепление. Низинные болотистые участки затопляются и превращаются в озера. Так исчезают урочища, пригодные для обитания белых журавлей. Сейчас с узкого торфяного «поребрика» у озера это явление видно воочию: там, где вчера, сочился тоненький ручеек, из протаявших болот истекает мощный поток. Через несколько дней чаша озера переполнится, и оно начнет расширяться в сторону гнездовья. Едома плавится, ползет. Потому и мумий стало вытаивать больше…

Правда, по мнению климатолога Яна ван Хайсстедена из Амстердамского свободного университета, с которым мы столкнулись на кыталыкском кордоне, озера расширяются только до определенного предела, затем они дренируются – вода поглощается почвой и мерзлотой, – и весь цикл начинается заново. Это значит, что темпы поступления метана в атмосферу на порядок ниже, чем ранее предполагалось. А предполагалось 40 гигатонн (40×10⁹ тонн), или в пересчете на углерод – 30 гигатонн. Как бы то ни было, под тундрой заложена огромная метановая бомба.

Как из тундры сделать степь?

Можно ли «разминировать» тундру, запустить процесс вспять, чтобы это отсыревшее пространство вновь обернулось привольной мамонтовой степью?

Когда мне впервые попалась газетная заметка со словосочетанием «плейстоценовый парк», я лишь подумал, что кому-то опять не дают покоя лавры Майкла Крайтона и Стивена Спилберга. Афористичный, внушительный и до невозможности элегантный Сергей Зимов с «конским хвостом», выбивающимся из-под черного, «а-ля Че Гевара», берета, тоже поначалу показался представителем той же когорты авантюристов-исследователей, с явным перевесом первого качества. Превратить болотистую, гнусную (от слова «гнус»), кочковатую, промерзлую и глубоко заполярную тундру в относительно сухую и ровную саванну с помощью выпаса быков и лошадей? Даже если к ним добавить воскрешенных мамонтов и шерстистых носорогов?

Вот что по этому поводу думает в своем аляскинском далеко Дэйл Гатри: «Зимов должен разъяснить, каким образом благодаря выборочному выеданию крупные травоядные превратят толстый моховой покров с карликовой ивой, торфяными болотами и ерниками в колосящуюся степь. Чем они должны в тундре питаться, чтобы вместо мха выросла трава? Даже если представить, что северные олени съедят весь мох, не увлажнится ли эта территория еще больше?» У Гатри, заслуженного профессора из самого северного в мире университета, есть немало вопросов к не обремененному степенями руководителю самой северной в мире научной станции (Черский, Якутия). Впрочем, до обывательского вопроса – зачем вообще все это нужно? – он не опускается. В заочном споре двух уважающих друг друга противников Гатри больше интересует то, что было в Берингии, охватывавшей северо-восток Сибири и северо-запад Северной Америки, многие тысячелетия назад. Как выглядела мамонтовая степь? Почему распалось северное сообщество степных травоядных гигантов и погибло большинство из них?

Однако ключевой вопрос все-таки – зачем. И обращен он не в прошлое, а в будущее. Потому и созданная геофизиком Зимовым Северо-Восточная научная станция, несмотря на заполярное положение, напичкана ценнейшим оборудованием, а студенты, аспиранты и докторанты со всего мира выстраиваются к нему в длиннющую очередь, хотя пребывание на «полюсе экономической недоступности» (выражение Зимова) обходится им в копеечку. Например, Дилан Броудрайд из Университета имени Кларка (Массачусетс), которая сидит за бинокулярным микроскопом, прилетела сюда, чтобы изучать годичные изменения уровня углекислого газа по спилам лиственничных стволов. (А также купаться в Колыме, куда я бы ни за что не полез.) Глядишь, и получится еще одна лучшая в США студенческая работа, что здесь уже бывало.

Зимова, как и всех думающих ученых, волнуют проблемы изменения климата, но на данный вопрос именно у этого типа ученых однозначного ответа нет. Конечно, чем «тупее фермер, тем крупнее у него картошка» (правило Зимова), но на науку, особенно о таких многофакторных процессах, как климат, данное правило лучше не распространять. Да, температурные колебания как-то связаны с уровнем содержания углекислого газа в атмосфере. Что теперь? Упразднить производство? Закрыть фермы (домашний скот – мощнейший источник метана – тоже парникового газа)? Но ведь на Земле задолго до появления человека были гораздо более теплые эпохи, чем нынешняя. И источники парниковых газов в природе существуют не менее мощные, чем рукотворные.

Один из них запрятан на обширном севере нашей страны, который по площади составляет значительную ее часть. Это – многолетнемерзлые породы. Сойдя летом на обрывистый берег Колымы или другой северной сибирской реки, можно не только увидеть ледяные жилы, клиньями пробивающие коренник, но и почувствовать запах хлева при полном отсутствии коровников на тысячи километров кругом. Это запах метана, присущий любому скотному двору. Только тысячи лет метан, будучи частью органического вещества, был намертво законсервирован в едоме. Летом же эта толща немного оттаивает, бактерии начинают разлагать органику, и метан устремляется на свободу. Чем дольше стоят погожие деньки, тем больше выделяется газа, а чем больше его выделяется, он же – парниковый, тем дольше длится теплый период. Так развивается автокаталитический (самовоспроизводящийся) процесс. А теперь представим, что растаяла вся вечная мерзлота, грохнув в атмосферу от 500 до 700 – оценки Зимова оптимизмом не отличаются – гигатонн углерода…

Как эту бомбу обезвредить, он и пытается придумать.

На вопрос воспитательницы детского сада в Черском – «Какие домашние животные у вас есть?» – Катя Зимова (внучка) отвечает: «Зубры, лоси…» Она привыкла подкармливать по утрам лосят. Но сегодня замшевым на вид, без рогов больше похожим на осликов, зверькам предстоит путешествие на место постоянной прописки – в плейстоценовый парк. При погрузке Малышки и Ласки на катер, правда, вспоминается народная присказка «здоров как лось», а ведь животинкам всего по нескольку месяцев от роду. Во время переезда спеленатые лосики ведут себя почти мирно, а Ласка блеет с испугу, словно овечка, но, если ей положить в рот ивовую веточку вместо соски, сразу засыпает. А мы, не выходя на большую Колыму, плывем по бесчисленным протокам Колымской низменности, где при желании можно спрятать всю испанскую Армаду. Самое место для дикого парка.

В парке вместе пасутся якутские лошади, зубры и овцебыки. Они не виделись по крайней мере 12 тысяч лет. Но, встретившись, быстро притерлись друг к другу. Теперь этих копытных вновь можно увидеть вместе, на одном арктическом пастбище, где они явно чувствуют себя единым стадом, словно буйволы, быкоподобные антилопы гну и зебры в африканской саванне. Не хватает только крупной кошки вроде африканского льва или жившего здесь, в низовьях Колымы, несколько тысячелетий назад – льва пещерного…

Белый лошадиный вожак все время выбирает позицию между нами и всеобщим стадом: он здесь за главного. Вот один из каштановых зубров, чтобы стряхнуть с себя назойливую мошкару, резко подпрыгивает и совершает в воздухе почти полный оборот. Сосед, приняв прыжок за вызов, бросается бодаться. Его примеру следует черно-бурый овцебычок, но метит не в лоб, как принято в поединке достойных друг друга соперников, а в зад, за что получает нагоняй от всех зубров сразу и скрывается в тальнике…

«Почему траву подстригают? – задает риторический вопрос Зимов, присаживаясь на кочку. – Потому что там, где поселился человек, раньше было много разных травоядных. Они, собственно, этим и занимались. Но после исчезновения мамонтовой фауны тундру стричь и утаптывать некому. Вот и ширится моховое болото. Небольшую часть его —16 тысяч гектаров (более 250 тысяч стандартных дачных участков по шесть соток) – мы превратили в полигон, где собрали разрозненных ныне современников мамонта. Воссоздать всю экосистему невозможно, но вернуть на место важные ее элементы – вполне. Мне приятно управлять природой: несколько лет назад здесь чавкало болото, клубились тучи комаров. А сейчас перед нами – настоящая заполярная кустарниковая саванна».

В быстром преобразовании ландшафта ничего удивительного нет: в Заполярье осадков выпадает немного. Однако если травы всасывают и испаряют воду достаточно быстро, мхи и лишайники, не имеющие корней и устьиц, способствуют накоплению влаги в почве. Так что, выедая и утрамбовывая мхи, травоядные действительно превращают тундру в степь: трава при тех же условиях растет лишь гуще. «Конечно проблем много. Оценить результаты мы сможем лишь лет через тридцать. Нужны крупные хищники – львы или тигры – для естественной регуляции численности травоядных. И вопрос дня: кто будет есть дерьмо?» – вопрошает Зимов. Вопрос этот отнюдь не забавен: ведь только благодаря деструкторам, например жукам-навозникам, питательные элементы возвращаются обратно в почву, чтобы трава росла гуще, и цикл травы – животные – травы замыкается.

Хотя парк имеет границы, животные здесь предоставлены самим себе. Могут, например, наесться смертельно-ядовитого болиголова: кто-то сдохнет, кого-то будет сильно тошнить, но в итоге все научатся разбираться в местных травах. Так что осталось разморозить мамонтов…

Тише едешь – дольше будешь

Кое-кого уже и вправду разморозили, причем без лишней шумихи в газетах и прочих СМИ – «средствах массового искажения». Настоящая наука делается в безмолвии тайги и тундры и в тиши лабораторий.

Сделали это криобиологи из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения и Института биофизики клетки РАН (Пущино) под руководством Давида Гиличинского и Светланы Яшиной. Во время экспедиций, проведенных в низовьях Колымы, в едоме были найдены норки берингийских сусликов, живших во времена мамонтов (суслики и ныне тут). А в норках – семена и плоды, собранные запасливыми грызунами (по 600–800 тысяч штук на норку). Сохранность растительных тканей, около 30 тысяч лет пролежавших при температуре не выше -7 °C, оказалась достаточно хорошей, и ученые решили воскресить одно из растений – смолевку узколистную…

Надо сказать, что попытки проращивать древние растения, грибы и бактерии предпринимались и ранее. Иногда даже удачно. В 1923 году ботанику Исиро Ога из Токио удалось получить росток священного лотоса из семечка, которое пролежало на дне пересохшего маньчжурского озера 800 лет. Недавно его опыты были повторены, а возраст семян уточнен —1,3 тысячи лет. Впоследствии были «оживлены» тысячи микроорганизмов (бактерии, одноклеточные грибы и водоросли) с возрастом до 650 миллионов лет, даже из метеоритов. Однако большинство «успехов» объяснялось засорением древних препаратов современными штаммами похожих организмов, а некоторые колонии бактерий просто никогда не умирали, продолжали существовать в подходящих условиях, например в рассолах, миллионы лет. Среди многоклеточных организмов пальму первенства до недавнего времени сохраняла финиковая пальма с берегов Мертвого моря возрастом почти 2 тысячи лет…

Древняя смолевка была выращена, конечно, не из самих семян, а из плаценты незрелого плода (место прикрепления семязачатков в завязи). Ткань завязи поместили в питательную среду, стимулирующую клеточное деление. Сначала появились корешки, а после перенесения ростков на свет – и стебельки с листиками. Возможно, что жизнеспособность ткани завязи связана с высоким содержанием в ней сахаров и фенолов, которые защитили клетки от образования кристаллов льда и тем самым от разрушения. Кроме того, незрелые ткани регенерируют лучше полностью сформированных, поскольку в них выше содержание необходимых гормонов, а полярные растения имеют целый ряд приспособлений к сохранению тканей в условиях холода. Смолевка не только выросла, но зацвела и, после искусственного опыления, дала семена с хорошей всхожестью. На сегодня это древнейший многоклеточный организм, который удалось оживить…

Может быть, дело в правильной заморозке? В естественном земном холодильнике – Антарктиде – на глубине 2375 метров обнаружили «спящих» диатомовых. Это значит, что им около 180 тысяч лет. Живые замороженные грибы (тоже одноклеточные) встречаются до глубины 650 метров (38,5 тысячи лет), а некоторые бактерии – даже на уровне 2750 метров. Им стукнуло 240 тысяч лет. Сабит Абызов из Института микробиологии РАН открыл вполне жизнеспособные бактерии и одноклеточные грибы в керне льда из скважины, прошедшей под станцией «Восток» более 3,5 километра. Им примерно 400 тысяч лет. Но, пробудившись от крепкого сна, микроорганизмы начинают расти и делиться. Они и являются настоящими живыми ископаемыми без всяких кавычек. Поскольку Абызов к любителям нездоровых и убогих сенсаций не относится (неоднократно опровергал находки микробов в метеоритах), его данным можно доверять.

Хорошо бы вволю – несколько тысячелетий – поспать и нам. Конечно, с гарантией проснуться в своей постели или хотя бы на сеновале. Но, увы, многоклеточные животные в этом отношении оказались куда как примитивнее одноклеточных грибов и бактерий. Двоякодышащие рыбы и некоторые земноводные могут поспать подольше, но в теплых и сухих условиях и от нескольких месяцев до четырех лет.

Лишь тихоходки, или тардиграды, могут похвастаться завидным долголетием. В тундре сезон, что называют летом, настолько короток, что они проводят большую часть жизни во сне. Если и летние температуры недостаточно высоки, тихоходка может спокойно проспать сотню-другую лет и очнуться, когда по-настоящему потеплеет. Первым оживание этих организмов после замораживания наблюдал натуралист Ладзаро Спалланцани из Университета Павии в 1776 году. Он же придумал им название «тардиграды»[36]36
  Тихоходный (лат).


[Закрыть] и заметил, что природа наградила их «способностью к настоящему воскрешению после смерти».

В дальнейшем ученые смогли сполна проявить свои садистские склонности на тихоходках. В 1842 году зоолог Луи Дуаер из Версальского агрономического института нагревал их до +150 °C, в 1950-м физиолог Поль Беккерель из Криогенной лаборатории имени Камерлинга-Оннеса в Лейдене охлаждал почти до нуля градусов Кельвина. Позднее зоолог Рауль-Мичел Мэй из Университета Сорбонна облучил их на рентгеновском аппарате: если человека убивает доза примерно в 500 рентген, то тихоходки не желали дохнуть, пока доза не выросла в тысячу раз! Наконец, биологи Кунихиро Секи и Масато Тоёсима из Университета Канагавы содержали их под давлением 6 тысяч атмосфер. А тихоходки продолжали свою медлительную жизнь. Они выживали даже после фотографирования на сканирующем электронном микроскопе, что означало бомбардировку электронами в вакууме, и выдерживали десять лет без воды. И оказались единственными живыми (!) существами, побывавшими в открытом космосе без скафандра – в сентябре 2007 года на российском биоспутнике «Фотон-МЗ».

Для любого многоклеточного остановить все процессы обмена веществ в теле – не проблема. Все рано или поздно, естественным путем или в результате несчастного случая приходят к этому, то есть к смерти. Но тихоходки способны возрождаться. Готовятся они к длительному анабиозу так. Первым делом сворачиваются в калачик, чтобы уменьшить площадь поверхности тела, соприкасающуюся со средой. Во-вторых, как выяснили биохимики Ханс Рамлев и Петер Вест из Копенгагенского университета, вода в клеточных мембранах замещается у них особым сахаром. Так организм предохраняется от обезвоживания, то есть сохраняет живой каждую клетку из примерно 40 тысяч. Ведь лучшая защита от обезвоживания – отсутствие нужды в воде. Она, как известно, при падении температуры ниже 0 °C обращается льдом, увеличивается в объеме, и кристаллы разрывают изнутри тело. В-третьих, в организме тихоходок вырабатываются белки, способствующие быстрому замораживанию. Скорость этого процесса препятствует росту крупных ледяных кристаллов в еще не потерявшем воду организме, а мелкие – не повредят.

Конечно, 120 лет блаженного бездействия, на которое способны тихоходки, – это не сотни тысяч лет водорослевого или бактериального «сна». Но наверное, многие не отказались бы и от такой возможности перескочить из одного времени в другое.

Основные процессы, обеспечивающие тихоходкам долгий и здоровый сон в ледяном гробу, свойственны многим многоклеточным (личинки насекомых, моллюски, рыбы, одна из которых так и называется «ледяная»), вынужденным выживать в заполярных и приближенных к ним условиях. Главное – вовремя выработать антифризы и вывести лишнюю воду из клеток. В межклеточном пространстве острые ледяные кристаллы не так опасны. Так, в теле мидий при -20 °C замерзает 70 процентов воды, но так как эта жидкость заблаговременно оказывается между клеток, ничего страшного с двустворками не случается. Существенно понижают температуру замерзания воды глюкоза, аминокислоты и соли (например, обычный в крови хлористый натрий), но лучшими антифризами служат многоатомные спирты (глицерин и сорбит), а также особые белки-антифризы, направляющие рост ледяных кристаллов так, чтобы они не разрушали живые клетки.

До полномасштабных экспериментов с людьми очень и очень далеко. А как же знаменитые (и недешевые) американские криогенные саркофаги? Ведь даже журнал «New Scientist» объявил конкурс, победитель которого будет посмертно заморожен до лучших времен в Крионном институте Мичигана, что стоит 28 тысяч долларов США. Хранение в жидком азоте при температуре -196 °C действительно препятствует разложению, но к акту воскрешения после этого, отнесенному в отдаленное будущее, многие ученые относятся скептически. Поэтому лучше воспользоваться альтернативной премией «New Scientist»: прожить неделю на Гавайях сейчас, а не откладывать ее на «послесмертие». Тем более что из американских криогенных колумбариев просачиваются сведения о перебоях в работе холодильников. Им-то никто столетнюю гарантию не давал.

Реальные достижения по продлению жизни с помощью замораживания выглядят поскромнее. Так, у крыс и с меньшим положительным результатом у овец удалось вырезать яичники, заморозить их на время хемотерапевтического лечения организма, вживить снова и добиться нормального функционирования. Эксперименты с овцами особенно важны, поскольку их репродуктивные органы по размерам близки к человеческим. Есть надежда, что так можно будет подлечить больных раком, без опасения нанести непоправимый вред их возможному потомству. А если обратиться к тихоходкам? Кунихиро Секи смог выделить из них тот самый сахар-антифриз и с его помощью на десять дней заморозил и затем «воскресил» крысиное сердце. Значит, в перспективе можно значительно увеличить сроки хранения донорских органов и продлить многие человеческие жизни.

Горячие источники жизни

Вообще-то мы выросли в тепличных условиях. Археи, вероятно поучаствовавшие в создании эукариотной клетки (из которых состоят все живые организмы, кроме бактерий и самих архей), – обитатели горячих источников; гены альфа-протеобактерий, превратившихся в митохондрии, отвечают за синтез белков, устойчивых при высоких температурах. Даже некоторые цианобактерии, живущие фотосинтезом, предпочитают теплые местечки: например, Synechococcus растет в горячих источниках Хантер (штат Орегон) тем быстрее, чем сильнее нагревается вода, вплоть до 60 °C (а другие – и до 73 °C). Белки, даже самых холоднокровных организмов не распадаются при нагревании до температуры 60–65 °C, что опять же указывает на теплые условия, в которых появились и существовали первые эукариоты. Температура архейских и раннепротерозойских морей по оценкам геохимиков, использовавших данные по изотопии кремния и кислорода (последний анализировался только из включений первичной морской воды в кристаллах соли), как раз достигала таких величин: от 50 до 90 °C. Даже в эдиакарском периоде, которым заканчивалась протерозойская эра, температура мелководных морей доходила до 40 °C. Да и за последние 600 миллионов лет существования морской и наземной биоты новые виды и целые группы организмов в подавляющем большинстве возникали в тропическом поясе, даже в самые теплые времена, и лишь потом мигрировали к полюсам. И происходило это не от хорошей жизни, а под давлением обстоятельств – хищников, паразитов и конкурентов.

Скажем, есть в океане загадочный треугольник. Только в нем ничего не исчезает, а наоборот – появляется. «Почему в Коралловом треугольнике, охватывающем моря Тихого океана вокруг Филиппин, Малайзии, Брунея, восточной части Индонезии, Восточного Тимора, Палау, Папуа – Новой Гвинеи и Соломоновых островов, сосредоточено больше всего видов морских обитателей?» – задались вопросом морские биологи. И чтобы ответить на него, составили для треугольника подробные карты разнообразных условий обитания и распределения 8295 прибрежных рыб, 1212 моллюсков и ракообразных, 820 рифостроящих кораллов, 50 морских трав и 69 мангровых деревьев. Оказалось, что 30 процентов из них сосредоточено в северной и центральной части этой фигуры – в акватории Филиппин и Восточной Индонезии. «В южной и восточной частях треугольника средняя температура поверхностных вод достигает 29 °C – наивысший показатель для всего Мирового океана, – говорит Кент Карпентер, руководитель отдела видового разнообразия морей при Международном союзе охраны природы. – Несомненно, что температурный режим подхлестнул скорости видообразования».

Скорость химических реакций тем выше, чем выше температура, а значит, и темпы обмена веществ выше, и органические молекулы, включая гены, изменяются быстрее. А генетическая изменчивость – это и есть эволюция, во всяком случае, немаловажная составляющая этого процесса.

Человек – не исключение. Не важно, возьмем мы обезьянью родню или ограничимся Homo sapiens, – все мы вышли из Африки. И подспудно хотим обратно, хотя бы ненадолго, чтобы подпитаться витаминами группы D, образующимися под щедрыми лучами солнца и обеспечивающими нормальный рост костей.

Динозавры Заполярья

Единственным исключением из правила «там лучше, где теплее», наверное, были предки млекопитающих – зверозубые ящеры. Большинство представителей этой группы, живших в позднепермскую и раннетриасовую эпохи (270–240 миллионов лет назад), судя по находкам их костных остатков, было сосредоточено в областях земного шара с холодным и влажным климатом. Может быть, поэтому они первыми и стали «теплокровными», то есть гомойотермными?[37]37
  От греч. όμοιος – равный и θερμός – тепло.


[Закрыть]

Термин «гомойотермный» («равномерно теплый») точнее описывает температурный режим организма, чем «теплокровный», поскольку сохранять температуру тела на относительно постоянном уровне выше таковой окружающей среды способны самые разные существа: насекомые, рыбы, крупные змеи (когда высиживают потомство), черепахи, даже цветы. Например, тунцы поддерживают в тепле (на 20 °C выше температуры воды) наиболее важные органы – мозг, глаза, мускульные блоки, брюшную полость – за счет учащенного сердцебиения (до 130 ударов в минуту против 20–50 ударов в спокойном состоянии) и плотной сети параллельно расположенных кровеносных сосудов. При такой частоте сердечных сокращений кровоток быстрее проходит через жабры, и кровь насыщается кислородом. А необходимый уровень кислорода обеспечивает таранная вентиляция: тунец плывет с открытым ртом, всасывая воду, которая поступает в жабры, поверхность которых раз в тридцать больше, чем у других рыб. Быстрое движение крови через густую сеть чередующихся «холодных» вен и «теплых» артерий удерживает тепло в тканях и не дает ему рассеиваться.

Однако лишь млекопитающие и птицы среди современных животных являются гомойотермными – постоянно вырабатывают собственное тепло в значительных объемах. Можно ли распознать такие организмы, не прибегая к помощи термометра? Да, по определенному соотношению изотопов кислорода, что связано с частотой дыхания, более высокой у гомойотермных, вызванной большими потребностями в кислороде. А также по некоторым анатомическим признакам, таким, как носовые раковины и фиброламеллярная кость. Носовые раковины увеличивают объем полости носа, тем самым препятствуя потере влаги и тепла у животных с высокими темпами обмена веществ, поскольку при выдохе жидкость конденсируется на их стенках и вновь впитывается в ткани. А на вдохе даже у самых мелких млекопитающих воздух успевает нагреться на 1,2 °C на каждой паре миллиметров пути. Носовые раковины обнаружены у позднепермских и раннетриасовых собакозубых ящеров (цинодонтов). А фиброламеллярная кость, отличающаяся густой сосудистой сетью, образуется только у быстро растущих животных, таких, как млекопитающие.

В отличие от цинодонтов и млекопитающих динозавры были порождением теплой эпохи – второй половины триасового периода (220–230 миллионов лет) и большую часть отведенного им времени – до конца мелового периода – провели во влажных теплых тропиках. Но не все.

Конечно, в меловом периоде климат в глобальном масштабе был потеплее: к оймяконскому (-71,2 °C) и антарктическому (-89,2 °C) рекордам температуры не приближались даже в самых экстремальных уголках планеты, и прыгать через сугробы динозаврам не приходилось. Тем не менее наклон оси, а вместе с ней полярную ночь еще никто не отменял, и зимние температуры на Аляске (78° северной широты – на 8° ближе к полюсу, чем ныне) и на юго-востоке Австралии (на той же только южной широте – сейчас там расположена Антарктида) могли опускаться до 0, даже -2 °C, совсем некомфортной для крупных рептилий. Костей крокодилов и черепах, способных размножаться лишь при среднегодовых показателях выше 10 °C, там не встретишь, а скелетные остатки динозавров – изобилуют. На севере Аляски был найден верхнемеловой слой (70 миллионов лет), который содержал 6 тысяч костей, принадлежавших трем-четырем десяткам особей утконосого ящера эдмонтозавра (Edmontosaurus), а в австралийском штате Виктория – нижнемеловое (110 миллионов лет) скопление из 8 тысяч косточек гипсилофодонта лиеллиназавры (Leaellynasaura). И то, и другое скопления образовались в результате массовой гибели ящеров в горных долинах во время весеннего половодья при быстром таянии снежников. Обилие молодых особей, возрастом менее года, указывает на то, что динозавры зимовали в условиях полярной ночи и низких температур. И если мелкие лиеллиназавры, возможно, рыли убежища, то эдмонтозавры, достигавшие длины несколько метров, кочевали всю зиму в поисках корма, подобно северным оленям: в Австралии найдены норы, а на Аляске обильные следы крупного стада, состоявшего из нескольких разновозрастных поколений этих ящеров. Эти виды были растительноядными, и прокормиться им было непросто: меловая хвойно-метасеквойная «тайга» с подлеском из гинкго, саговников и папоротников вряд ли давала много пищи.

В костях у этих динозавров хорошо распознается компактный слой, густо пронизанный кровеносными сосудами. Не исключено, что плотная сосудистая сеть помогала им поддерживать постоянную температуру тела, служа теплообменником, как у тунцов или животных Севера. Крупные млекопитающие Заполярья, такие, как овцебыки и северные олени, а также птицы обладают кровеносной «чудесной сетью»: вены, несущие охлажденную в лапах кровь к сердцу, ветвятся на множество тонких сосудов и плотно оплетают артерии, по которым в конечности устремляется теплый кровоток. Таким образом венозная кровь согревается и не охлаждает тело животного или птицы, когда достигает сердца. Благодаря такому теплообмену животные экономят энергию, столь необходимую им в холодных широтах. Даже у птиц с голыми ногами (конструкция, принципиально не отличающаяся от динозавровой) потеря тепла при этом не превышает полутора процентов.