Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Гуннар Саве-Сёдерберг прославился своей необыкновенной энергичностью; он работал до глубокой ночи и мог преодолевать гигантские расстояния в поисках окаменелостей. Он также был чрезвычайно уверен в себе. Пессимисты не находят окаменелостей; чтобы найти, нужно верить, что в камнях что-то скрывается, поскольку поиски длятся долгие часы и часто сопровождаются неудачами. Каждый день члены команды складывали находки в один из двух ящиков, подписанных буквами Р (pisces) для рыб и А для амфибий. Это было смелое заявление. Никто до тех пор не находил окаменелостей земноводных в камнях такого возраста. Как можно догадаться, к концу полевого сезона 1929 года ящик с окаменелостями рыб был полон, а ящик с окаменелостями земноводных все еще пустовал.

Уже в конце сезона Саве-Сёдерберг обнаружил ряд фрагментов странного вида костей среди камней Цельсия-Бьёрга – темно-красного холма вблизи льдов восточной части Гренландского моря. Он собрал дюжину камней с фрагментами костей, по большей части скрытых внутри камня. Ребра и выпуклости этих костей напоминали фрагменты известных на тот момент окаменелых рыб. Судя по тому, что от них осталось, их следовало поместить в ящик с окаменелостями рыб. Очевидно, это были кости черепа, но слишком плоские, чтобы их можно было идентифицировать как кости какой-либо известной рыбы. Саве-Сёдерберг подумал, что это могли быть земноводные. Он был оптимистом и положил их в ящик с буквой А.

Вернувшись в Швецию, Саве-Сёдерберг начал трудоемкую процедуру по извлечению крупинок камня, окружавших каждую кость. После удаления слоев камня обнаружилось настоящее чудо. Он увидел существо, которое по форме тела напоминало рыбу, но с вытянутой и плоской головой, как у земноводного. Саве-Сёдерберг нашел своих древних земноводных.

Эта находка стала знаменитой. Саве-Сёдерберг тоже стал бы знаменит, но он, к несчастью, скончался от туберкулеза, не дожив и до тридцати лет.

Историю Саве-Сёдерберга пересказал его коллега и друг Эрик Ярвик. Ярвик, участвовавший в первых экспедициях, включил краткое описание гренландских экспедиций в свою объемистую монографию об ихтиостеге – одном из первых тетрапод девонского периода: Е. Jarvik, “The Devonian Tetrapod Ichthyostega”, Fossils and Strata 40 (1996): 1-212. Карл Циммер в книге Fish with Fingers, Whales with Legs, New York: Atria, 1999, в доступной форме рассказал о Саве-Сёдерберге, Ярвике и об истории этого направления исследований в целом.

Через 50 лет после Саве-Сёдерберга моя коллега Дженни Кларк из Кембриджского университета вновь посетила формацию Цельсия-Бьёрга и другие места, где он работал, чтобы посмотреть на них новым взглядом. Ее группа палеонтологов в деталях изучила открытия Саве-Сёдерберга и его заметки. Они поставили перед собой задачу найти недостающие части скелетов, которые он не собрал. Несмотря на всеобщий энтузиазм по поводу этих окаменелостей, о конечностях тех древних животных почти ничего не было известно. Кларк вознамерилась исправить ситуацию, покопавшись в камнях. Хорошая команда, удачная погода и уверенность в том, что камни таят в себе надежду, позволили ей вернуться назад с кладом окаменелостей. И в этих окаменелостях были хорошо сохранившиеся кости конечностей.

Эти конечности строились по классической схеме “одна кость, две кости, мелкие кости, пальцы”, как в скелетах всех живых существ с конечностями, будь то млекопитающие, птицы, земноводные или пресмыкающиеся (см. с. 140-141). Неожиданным оказалось строение кистей и стоп. У этих животных на передних и задних конечностях было более пяти пальцев – целых восемь. Из-за дополнительных пальцев конечности были площе и шире. Все признаки конечностей – от их пропорций до следов мышц на отдельных костях – говорили о том, что животные пользовались ими как веслами, для перемещения в воде. Эти конечности были больше похожи на плавники, чем на руки.

Какое отношение это имеет к словам Дарвина? Первые животные, имевшие конечности с пальцами, использовали их не для передвижения по суше, а для плавания в воде или для маневрирования в мелких болотах и ручьях. Как и в отношении легких, поначалу это великое изобретение сухопутных существ применялось не для жизни на суше, а для освоения новых функций в водной среде. В какой-то момент появляется новый орган, и с его переназначением для решения новых задач происходит революция – переход к жизни в другой среде.

Авторитетная работа Кларк Gaining Ground: The Origin and Evolution of Tetrapods, Bloomington: Indiana University Press, 2012, – результат длительных исследований происхождения четвероногих животных человеком, который вывел эту область биологии на современный уровень. В ее книге сочетаются наука и история исследований, а также описывается ее большой личный вклад в изучение гренландских гор девонского периода.