Как полетели динозавры: ящеры-квадрокоптеры, обратные птицы и их потомки - Андрей Юрьевич Журавлёв

От переохлаждения древних пингвинов защищало, вероятно, плечевое артериальное сплетение — сосудистый противоточный теплообменник. У инкаяку и его современников этот важный в холодных водах орган уже существовал. Плечевая артерия пингвинов, в отличие от такого же сосуда других птиц, трех-пятикратно ветвится вдоль плечевой кости, прежде чем сплестись в два канала в области локтевого сустава. Кроме того, каждое такое ответвление сопряжено с одной-двумя венами. Поскольку артерии несут нагретую до 38,5 ºС кровь, согревается и пока еще прохладная венозная. Вот и получается «чудесная сеть», которая ограничивает потерю тепла конечностями. Заметные желобки от крупных артерий запечатлелись на плечевых костях пингвинов, населявших антарктические моря почти 50 млн лет назад. Тогда как у 60-миллионолетнего вайману ничего подобного еще не было. На удивление, «чудесная сеть» возникла во времена климатического оптимума, когда даже в самых прохладных областях Земли вроде прибрежных вод острова Симор температура не опускалась ниже 25 ºС (рис. 17.4). В то время — около 35 млн лет назад — это был не остров, а антарктический полуостров, и там одновременно проживало до 15 разных видов пингвинов.

Выходит, исходно плечевое артериальное сплетение позволило пингвинам глубже погружаться и совершать дальние заплывы, что без такого «изобретения» грозило бы переохлаждением. Тем более что этим 15 видам требовалось распределить между собой морские ресурсы, чтобы избежать конкуренции, и кто-то погружался в океан все глубже. Лишь с приходом планетарных холодов сосудистый теплообменник приобрел свою нынешнюю важную функцию. Это отнюдь не означает, что все пингвины обожали «моржевание». Скажем, предшественник нынешних императорского и королевского пингвинов облюбовал воды Новой Зеландии, когда в конце плиоценовой эпохи (около 3 млн лет назад) они прогрелись до 20 °C.

Что касается последующего понижения температуры, то этому явлению способствовало не столько само Антарктическое циркумполярное течение, сколько высокая продуктивность его вод. Живая фитомасса, превращаясь в мертвую, уносила с собой на дно изрядные объемы углерода, препятствуя его возвращению в атмосферу в виде углекислого газа. Значит, в какой-то степени похолодание «вызвали» и пингвины: они ели тех, кто иначе бы выедал водорослевый планктон. К тому же к рыбо- и моллюскоядным пингвинам добавились фильтраторы. У таких птиц сосочки работающего как поршень языка превратились в кератиновый частокол, где застревали криль и другие мелкие рачки…

От основных узлов скелета до кончиков перьев пингвины буквально были созданы для полета. Подводного. Хотя и не сразу. Они полагались на подъемную силу, как летающие птицы, а не на тягу, как те, кто работает задними конечностями. Коэффициент полезного действия (КПД) движителя у китов, плывущих за счет работы хвоста, выше, чем при подводном полете пингвинов (а также морских черепах или морских львов), но КПД гребущих крыльев растет по мере набора скорости. Этот способ передвижения настолько вдохновил Чарльза Дарвина, что в последнем прижизненном издании «Происхождения видов» он отмечал: «…так ли трудно поверить в то, что изменившиеся потомки пингвина могли воспользоваться тем, что сначала приобрели возможность хлопать крыльями по поверхности моря, подобно утке-пароходу, и в конце концов поднялись над поверхностью и поплыли по небу?» [65]

Правда, как мы видим, в истории пингвинов все происходило с точностью до наоборот: с неба на землю, т.е. в море. Им даже не понадобилась дополнительная пересадочная точка — земная твердь.

К такому выводу пришел один из «четырех всадников» синтетической теории эволюции, объединившей генетику с классическими дарвиновскими принципами естественного отбора, Джордж Гейлорд Симпсон. Случилось так, что, изучая необычных вымерших млекопитающих Южной Америки, он проводил полевые работы в аргентинской Патагонии на реке Чубут. Здесь среди множества костей Симпсон открыл скелет раннемиоценового пингвина (возрастом около 20 млн лет) — весьма полный и даже с черепом. Этими остатками он предлагал заняться орнитологам из разных музеев, но никто не взялся. Грянула Вторая мировая война, Симпсон отправился на службу, а когда вернулся в свой Американский музей естественной истории, вспомнил и о ящике с невостребованными костями. Тогда он сам решил разобраться с находкой и попутно со всеми прочими известными к тому времени ископаемыми пингвинами. (Симпсон никогда ничего не делал наполовину.) Уже в 1946 г. вышел монументальный труд «Ископаемые пингвины» [66], в котором ученому удалось проследить их происхождение напрямую от летающих предков. Впоследствии он описал еще немало этих необычных пернатых…

Переход от воздушного полета к подводному оказался настолько экономнее трансформации наземной ходьбы в плавание, что птицы проделывали этот «трюк» неоднократно. Первым таким существом стал итеравис (Iteravis) в раннемеловую эпоху (125 млн лет назад). Выделялись среди «подводников» и позднемеловые ихтиорнис с гесперорнисом (Hesperornis) и их соплеменники, открытые еще в начале XIX в. и поразившие тогда ученых и обывателей клювом, полным зубов (рис. 17.13, 17.14).

Рис. 17.13. Реконструкция скелета ихтиорниса (Ichthyornis dispar), длина черепа 7 см; позднемеловая эпоха (86–84 млн лет); шт. Канзас, США (Учебно-методический центр динозавров Скалистых гор, Вудленд-Парк; commons.wikimedia.org)

Рис. 17.14. Реконструкция скелета гесперорниса (Hesperornis regalis), длина 1,5 м; позднемеловая эпоха (86–84 млн лет); шт. Канзас, США (Американский музей естественной истории, Нью-Йорк; commons.wikimedia.org)

Гесперорнисы успели даже утерять способность к полету — первые среди настоящих птиц. (Может, это и помогло им сохранить тяжелые зубы?) Правда, из всех этих пернатых лишь ихтиорнисы (Ichthyornithiformes) считаются настоящими новыми птицами: у них даже вульст имелся. Гесперорнисы (Hesperonithiformes) образуют их сестринскую группу, а итеравис относится к совсем древним орнитуроморфам (Ornithuromorpha), т.е. к «птицеподобным». Примечательно, что вегавииды (Vegaviidae) — единственные ископаемые новые птицы, чьи достоверные остатки встречаются по обе стороны мел-палеогенового рубежа, — были водоплавающими. Правда, подобно большинству своих гусеобразных потомков, они предпочитали плавать, работая перепончатыми лапами. И, наверное, сильно гоготали, напуганные метеоритным ударом. Уже было чем гоготать: у вегависа найдены кольцевидные окостенения трахеи, известные как певчая гортань. С ее помощью одни птицы поют, а другие гогочут, кудахчут, каркают…

Никто из водных птиц не сравнится в изящности и темпе подводного полета с пингвинами, курсирующими на скоростях от 8,5 до 12 км/ч в зависимости от размера птицы…

Последние (раннемиоценовые) гигантские длинноносые пингвины выжили в Австралии