Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты

С тех самых пор, как в 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал свою книгу «Происхождение видов», учёные искали окаменелости, которые помогли бы понять, как произошёл один из ключевых витков эволюции: рыба выползла на сушу и превратилась в наземное существо. Разумеется, целый класс животных, земноводные (амфибии), так и живёт на переходном этапе. Некоторые из них почти всю жизнь проводят в воде и редко выбираются на сушу. Другие никогда не залезают в воду, им приходится жить во влажной среде. Многие ведут «двойную жизнь».

Ещё до публикации книги Дарвина некоторые учёные отмечали общие черты у амфибий и двоякодышащих рыб. Такие животные обладают некоторыми чертами земноводных (в частности, имеют лёгкие), но остаются рыбами с плавниками. Правда, плавники двоякодышащих и прочих лопастепёрых рыб состоят из тех же костей, что и конечности амфибий. Но и эта грань не была достаточно чёткой. Американский чешуйчатник (Lepidosiren paradoxa) настолько специализирован, что имеет лишь крошечные плавники-ленточки и плавает как угорь. Когда его открыли в 1837 году, появилось предположение, что это выродившееся земноводное. Почти аналогичная ситуация возникла, когда Ричард Оуэн описал в 1839 году африканского протоптера (Protopterus). Убеждённый противник эволюционизма, Оуэн проигнорировал явное анатомическое сходство двоякодышащих и земноводных, подчеркнув странные специализированные черты животного, например крошечные плавники-ленточки. Лишь после того, как в 1870 году был открыт австралийский рогозуб (Neoceratodus forsteri), появилась возможность убедиться, что некоторые современные двоякодышащие рыбы имеют крепкие лопастевидные плавники ровно с такими же костями, как и в конечностях амфибий. Это наблюдение подкреплялось всё новыми ископаемыми находками примитивных двоякодышащих, подтверждавшими, что у большинства двоякодышащих имелись многочисленные «земноводные» черты, а не странные «специализации», как у протоптера и чешуйчатника.

Всё-таки в палеонтологической летописи между двоякодышащими рыбами и древнейшими амфибиями зияла жуткая пропасть. В 1881 году Джозеф Ф. Уайтивз описал Eusthenopteron foordi — вероятно, одно из лучших ископаемых переходных звеньев. К сожалению, это описание заняло всего два абзаца; там не было иллюстраций и не прояснялось, какими «земноводными» признаками обладала эта рыба. Эустеноптерон был крупной (до 1,8 м) лопастепёрой рыбой и напоминал амфибий сильнее, чем любой сохранившийся до наших дней представитель двоякодышащих или целакант (рис. 10.1). Известны сотни красивых экземпляров этой рыбы, добытые в знаменитом районе близ Мигуаша, на берегу залива Скауменак в канадском Квебеке. Хотя тело эустеноптерона всё ещё напоминало рыбье, в его плавниках имелись все кости, входящие в состав верхних и нижних конечностей амфибий. Строение костей черепа тоже было как у потенциального предка амфибий.

Рис. 10.1. Сравнение элементов скелета ихтиостеги и эустеноптерона (рисунок Карла Бьюэлла из работы Donald R. Prothero. Evolution: What the Fossils Say and Why It Matters. — New York: Columbia University Press, 2007. — Fig. 10.5)

Впоследствии открыли окаменелости, свидетельствующие, что двоякодышащие и прочие лопастепёрые рыбы во множестве обитали в позднем девоне (385–355 млн лет назад). К началу карбона (355–331 млн лет назад) появился ряд настоящих амфибий (в XIX веке их называли «стегоцефалы» или «лабиринтодонты»; в настоящее время эти термины устарели). Однако их окаменелости более распространены в породах позднего карбона. Итак, где ископаемые переходные звенья? Было найдено множество позднедевонских окаменелостей морских рыб, но лишь немногие из них могли оказаться пресноводными (среди которых предполагалось найти ископаемое существо, расположенное на условной «грани» между рыбами и земноводными).

Прорыв случился благодаря стечению обстоятельств и политическим интересам. В 1920-е годы между Норвегией и Данией возник территориальный спор за Восточную Гренландию. Впоследствии датское правительство и фонд, учреждённый знаменитой датской пивоваренной компанией Carlsberg, профинансировали трёхлетнюю экспедицию к Восточной Гренландии, включавшую три высадки на огромный остров — летом 1931, 1932 и 1933 года. Участники экспедиции рассчитывали провести достаточное количество исследований, чтобы обосновать датские территориальные претензии на Восточную Гренландию, поскольку Норвегия никаких изысканий там не вела. Во главе экспедиции стоял знаменитый датский геолог и исследователь Лауге Кох; также в её состав входила по-настоящему звёздная плеяда датских и шведских геологов, географов, археологов, зоологов и ботаников.