Наблюдая за китами - [9]

Вторая фаза, начавшаяся после того, как киты вернулись в воду, включает всех китообразных, вынужденных проводить жизнь исключительно в водной среде, и все последствия этого ограничения. Можно сказать, что ее внутреннее содержание — преодоление ограничений. Эволюционными новшествами становится возникновение таких структур, как, например, китовый ус. Он не только дает преимущество тем, кто обладает им, но и выводит их потомков на новый уровень адаптации[40]. В ходе второй фазы эволюции появились фильтрация пищи и эхолокация, которые способствовали диверсификации современных китов. Во времени эта фаза простирается от эпохи первых водных китов, обитавших около 40 млн лет назад, и до наших дней, включая всех современных китообразных вместе с сотнями вымерших форм.

За последние 250 млн лет немало позвоночных переселились с суши в море[41]. Первая волна случилась еще во времена динозавров — от 250 до 66 млн лет назад, когда океанские экосистемы заполонили рептилии. После массового вымирания в конце мелового периода в океанах стали доминировать млекопитающие, от китов до морских выдр, хотя пингвины и морские игуаны Галапагосских островов тоже заселили океаны относительно недавно. Все сегодняшние морские млекопитающие[42] отдаленно связаны друг с другом, будь то кит, морская выдра (калан), тюлень, морская корова или белый медведь (да, строго говоря, белые медведи — тоже морские животные).

Полнота летописи окаменелостей ранних китов — пакицета, амбулоцета, майацета и им подобных — не имеет аналогов. У нас нет такого ряда окаменелостей, показывающих анатомические изменения других млекопитающих или рептилий при переходе их с суши в воду. Все киты когда-то обитали на суше, а затем перешли к жизни в море — частично или полностью[43].

Тем не менее доказательства происхождения китов были обнаружены совсем недавно. Еще лет 40 назад мы не знали, как на самом деле выглядели задние конечности ранних китов в первой эволюционной фазе. Открытие пакицета в 1981 г. дало нам в основном кости от шеи и выше — палеонтологи обнаружили крошечную W-образную кость черепа, где размещался в том числе инволюкрум. Смотреть было особенно не на что, но палеонтологи собрали черепную коробку пакицета, хрупкую, как амфора, но в остальном по сути такую же, как у любого наземного млекопитающего. Череп нашли в речных отложениях и пришли к выводу, что самые ранние киты проводили часть жизни на суше. Однако, не располагая другими частями скелета, ученым оставалось только гадать, как эти киты выглядели от шеи книзу[44].

В 1994 г. открытие амбулоцета прояснило картину, показав, что у самых ранних китов имелись передние и задние конечности, способные удерживать вес, а пальцы были разделены, хотя между ними, возможно, была перепонка[45]. Относительно крупные задние лапы амбулоцета навели на мысль о его стиле плавания: вероятно, он единым движением сгибал позвоночник вместе с задними лапами. С точки зрения механики это нечто среднее между греблей руками и ногами (то есть использования сопротивления воды) и применением гидродинамической поверхности плавника, как это делают современные киты своим хвостом (используя подъемную силу вместо силы сопротивления)[46]. Наш таз жестко связан с позвоночником, а у майацета он был соединен лишь частично, что позволяло позвоночнику более гибко извиваться вверх-вниз. Форма всего лишь нескольких хвостовых позвонков может многое рассказать о том, как передвигается животное — так, у амбулоцета и родственников другого раннего кита ремингтоноцета хвостовые позвонки больше в длину, чем в высоту, значит, у этих китов были длинные утолщенные хвосты, хотя нам все еще не хватает скелетного материала, чтобы понять, в каком направлении эти могучие хвосты могли двигаться[47].

Находка амбулоцета все-таки не позволила ответить на главные вопросы о происхождении китов: как они вписываются в генеалогическое древо млекопитающих? Кто их ближайшие родственники? К 1990-м гг. исследования ДНК показали, что ближайшие родственники китов — гиппопотамы. Бегемоты и другие копытные млекопитающие, такие как коровы, олени и свиньи, не очень-то похожи на китов, пока вы не рассмотрите их желудки. Даже анатомы XIX в. знали, что у современных китов желудки многокамерные, как у копытных, что указывает на возможную эволюционную связь[48]. У палеонтологов, однако, был свой кандидат на место ближайшего родственника китов — млекопитающие мезонихиды, которые вымерли, не оставив потомства[49]. Они имели поразительно похожие зубы и были хищными, как некоторые нынешние киты. Без большего количества скелетного материала четвероногих китов, особенно конечностей, не было бы возможности проанализировать истории ДНК и окаменелостей и выяснить происхождение китообразных[50].

Затем, в 2001 г., две конкурирующие группы палеонтологов сообщили об одном и том же ключевом признаке разных ранних китов: оказалось, что лодыжка древних наземных китов была в точности такой же, как у современных парнокопытных[51]. Эта кость, называемая таранной, по форме напоминает фишку из настольной игры. Она есть у коров, коз и верблюдов. У современных китов ее нет, ведь у них нет ног, остатки задних конечностей — это кусочки кости рядом с тазом, глубоко сидящие внутри тела, что делает задние конечности ранних китов единственным источником этой информации. У мезонихид не было таранных костей, значит, сходство их зубов с зубами ранних китов было результатом конвергентной эволюции — как это часто случалось в ходе эволюции млекопитающих. Открытие таранной кости у ранних китов подтвердило выводы анализа ДНК: киты — это просто сильно изменившиеся парнокопытные, только без копыт.