Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах

В крыле нет ничего волшебного. Вся суть крыла – в его форме, благодаря которой в полете, вклиниваясь в воздух, крыло заставляет одни частицы двигаться очень быстро, а другие – медленнее. Результатом разности скоростей воздуха на разных участках крыла оказывается появление направленной вверх силы, действующей на крыло. Величина этой силы пропорциональна скорости, с которой движется крыло, а называется эта сила подъемной.

Есть два способа подняться в воздух.

Можно стартовать с поверхности земли (или воды). Будущему воздухоплавателю надо разогнаться как можно быстрее, хлопая крыльями со всей силы. Теоретически можно взлететь и держа крылья строго горизонтально, но в реальности среди летающих животных не встречается столь классных бегунов. При взмахе крылом изменяется распределение потоков воздуха вокруг него и их скорости, что увеличивает подъемную силу, и невероятное становится возможным[179].

Альтернативный вариант – забраться на возвышенность и прыгнуть вниз, позволяя потрудиться для разгона силе тяжести. Еще надежнее прыгнуть в восходящий поток – струю теплого воздуха, поднимающуюся от земли.

Лучшие среди летунов – мелкие, даже микроскопические создания, отдающиеся на волю ветров. Таких много среди живых существ, и подобным образом они путешествовали с незапамятных времен, будь то плывущие в ордовикском бризе споры древнейших наземных растений, выдыхаемые тираннозавром вирусы, сорвавшиеся с его кожи бактерии, вцепившиеся в паутинки пауки, крошечные насекомые – все они составляли и составляют обширный, сильно недооцениваемый воздушный планктон, парящий всюду – и прямо над поверхностью земли, и на границе космоса. Очень маленьким организмам, как и спорам или пыльце, чтобы подняться в воздух, не нужны ни крылья, ни какие бы то ни было иные приспособления – достаточно легкого ветерка.

В этом-то и проблема. Аэропланктон не способен управлять своим движением, полностью подчиняясь капризам ветра. Даже маленьким летунам нужны крылья, если они желают сами направлять свой полет. Но для существа размером с пылинку молекулы воздуха представляются чем-то гораздо большим, чем, к примеру, для пчелы или мухи. С точки зрения пылинки воздух вязкий, словно вода или сироп, так что полет больше похож на плавание. Крылья самых маленьких насекомых напоминают скорее щетинки – ими не машут, а гребут, выбирая направление в воздухе.

Для создания же, для которого сила тяжести – в силу его размеров – важнее, чем движение молекул воздуха, первым опытом полета становится просто управляемое падение – например парашютирование. Парашют, который можно заставить перемещаться по горизонтали на расстояние большее, чем по вертикали, – это уже планер, хотя планирование – тоже всего лишь контролируемое падение[180].

Такой способ движения животные открывали неоднократно, от так называемых «летающих» змей, которые, вытягиваясь, становятся подобием летающего крыла, и «летающих» лягушек с огромными парашютоподобными лапами до множества видов планирующих существ, похожих на ящериц, – как ныне живущих, так и известных только по ископаемым останкам, – у которых кожа была натянута по обеим сторонам на чрезвычайно удлиненные ребра или даже на особые кости прямо в коже. Рептилии занимались этим, как минимум, с перми. Опытные парашютисты не редкость и среди млекопитающих – хорошо известны белки-летяги, «летающие» на складках кожи между передними и задними лапами. Планировать млекопитающие научились почти сразу после своего появления. Один из наиболее древних отрядов млекопитающих – харамииды – шагнули в воздух еще в юрском периоде. Возможно, они опередили даже древнейших известных птиц – археоптериксов[181].

Сложно считать простым совпадением то, что все эти планеристы являются (или являлись) древесными животными и что способность к планированию возникала независимо много раз[182]. В конце концов, естественный отбор безжалостен к упавшим особям вида, полюбившего карабкаться по деревьям. Любое приспособление, снижающее риск разбиться, поможет умереть не сегодня, но хотя бы завтра – и поэтому отбор будет к нему благосклонен[183].

Хоть какая-то перспектива подняться в воздух была только у мелких динозавров, потому что, как мы смогли убедиться, законы физики неумолимы: с увеличением размера пропорционально растут энергозатраты на взлет. Только мелкие летуны способны к машущему полету. Крупные – только к парящему.

Динозавры попали в воздух разными путями – бежали и хлопали, парили и падали. В любом случае летающими они стали случайно. Оперенные крылья появились у них задолго до того, как полет стал возможен хотя бы теоретически. Многие динозавры щеголяли пучками перьев (иногда без опахал) задолго до появления летающих видов.