Время динозавров. Новая история древних ящеров

Подсчитать количество видов или число особей легко. Нужна только пара глаз и калькулятор. Но как измерить морфологическое разнообразие? Как преобразовать всю сложность тела животного в статистику? Я последовал путем, проторенным палеонтологами беспозвоночных. Делается это примерно так. Сначала я составил список всех триасовых динозавров и псевдозухий, так как именно этих животных я хотел сравнить. Затем я несколько месяцев изучал окаменелости этих видов и составил список из сотен признаков в строении скелета, которые у них различаются. У одних пять пальцев, у других три. Одни ходили на четырех лапах, другие на двух. У одних есть зубы, у других нет. Я закодировал эти признаки в электронной таблице нулями и единицами, как это сделал бы программист. Герреразавр ходил на двух ногах, ставим 0. Заврозух — на четырех, ставим 1. Через почти год работы у меня была база данных с 76 видами триасовых животных, для каждого из которых было выделено 470 скелетных признаков.

После того как нудный и кропотливый сбор данных завершился, пришло время математики. Следующим шагом было построить так называемую матрицу расстояний. Она представляет в численном виде, насколько каждый вид отличается от любого другого, на основе базы данных анатомических признаков. Если у двух видов совпадают все признаки, то расстояние между ними равно 0. Они идентичны. Если два других вида вовсе не имеют общих признаков, расстояние между ними равно 1. Они полностью разные. Для промежуточных случаев предположим, что у герреразавра и заврозуха 100 признаков совпадают, а 370 других отличаются. Расстояние между ними будет 0,79: 370 признаков, по которым они отличаются, делим на 470 — общее количество рассматриваемых признаков. Чтобы нагляднее представить, вспомните таблицы в дорожном атласе, на которых указано расстояние между разными городами. Чикаго находится в 300 км от Индианаполиса. Индианаполис — в 2700 км от Финикса. Финикс — в 2900 км от Чикаго. Эта таблица и есть матрица расстояний.

Вот что интересно насчет матрицы расстояний в атласе. Можно взять таблицу расстояний между городами, ввести ее в программу статистики, запустить так называемый многомерный анализ, и программа «выплюнет» график. Каждый город будет точкой на графике, и расстояние между точками будет идеально соответствовать таблице. Другими словами, график — это карта, географически точная карта со всеми городами в правильных местах и на правильном расстоянии друг от друга. А что, если ввести матрицу расстояний, которая содержит различия в скелетах триасовых динозавров и псевдозухий? Программа статистики тоже создаст график, в котором каждый вид представлен точкой, — этот график называется морфопространством. Но на самом деле это просто карта. Она наглядно показывает распространение анатомического разнообразия среди рассматриваемых животных. У близких друг к другу видов и скелеты похожи, так же как Чикаго и Индианаполис сравнительно близки географически. У двух видов в дальних углах графика анатомия сильно отличается, как большее расстояние между Чикаго и Финиксом.

Эта карта триасовых динозавров и псевдозухий позволяет замерить морфологическое разнообразие. Можно сгруппировать животных на графике в соответствии с тем, к какой группе они относятся — к динозаврам или псевдозухиям, — и рассчитать, кто занимает большую часть карты и потому более анатомически разнообразен. Аналогично можно сгруппировать животных, скажем, из среднего триаса по сравнению с поздним триасом и посмотреть, были ли динозавры или псевдозухии более или менее анатомически разнообразными по ходу триаса. Так мы и сделали и получили потрясающий результат, который опубликовали в 2008 г. в статье, ставшей большим шагом для моей карьеры. На всем протяжении триаса псевдозухии были значительно более морфологически разнообразны, чем динозавры. Они заполнили большую площадь карты, то есть у них был больший диапазон анатомических признаков, а значит, они экспериментировали с большим количеством диет, видов поведения и образов жизни. Со временем обе группы становились все более разнообразными, но псевдозухии всегда опережали динозавров. Динозавры отнюдь не были более сильными воинами, победившими конкурентов, напротив, соперники из крокодиловой линии архозавров затмевали их все те 30 млн лет, которые эти животные сосуществовали в триасе.