Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Животное, должно быть, имело необычный вид. Возможно, тогда его спинной гребень напоминал ветви кустарника и служил для сокрытия в зарослях или в лесу; или, что более вероятно, реи соединялись мембраной с нервным хребтом или мачтой, таким образом служа животному парусом, с помощью которого оно бороздило воды пермских озер¹¹.

Коп воспринял идею мачт буквально, полагая, что такой гребень больше подходит амфибиям, чем наземным существам, и сравнивая животных с кораблями в море. Использование костей позвоночника в качестве мачты с парусом, улавливающим ветер, потребовало бы, чтобы пеликозавры бороздили водные просторы боком. Разумнее предположить, что куда проще научиться плавать, как любое другое животное на планете. Теперь мы знаем, что диметродон определенно жил на суше. И «парус» не имел ничего общего ни с плаванием, ни с ловлей ветра.

Наиболее распространенное объяснение, которое вы услышите, – отростки нужны для терморегуляции. Эта идея возникла в 1940-х годах, и такие тяжеловесы, как Альфред Ромер, поддержали ее как достойную. Теория состояла в том, что диметродон и другие синапсиды были эктотермными, или холоднокровными, как нынешние рептилии. Чтобы согреться, они вставали боком к солнцу и впитывали его тепло. Острые зубы большинства синапсидов с «парусом» означали, что они были хищниками, а тепло позволяло им двигаться быстрее, чем их медлительная добыча. Если синапсидам становилось слишком жарко, они могли отойти в тень, а кровь перекачивалась в парус, быстрее охлаждая зверей.

Использование «парусов» для регулирования температуры, казалось, имело интуитивный смысл. Они даже увеличивались по мере того, как увеличивалось в размерах само животное – такую взаимосвязь с размером тела стоит ожидать, если цель паруса действительно теплообмен. Исследователи тщательно изучили позвоночники диметродона и эдафозавра и даже реконструировали путь кровеносных сосудов (сосудистую систему). В 1986 году исследователь по имени Стивен Хаак пошел еще дальше: вооружившись математикой солнечного излучения, ориентации паруса, конвективного теплообмена и метаболического тепловыделения, он точно рассчитал эффективность паруса диметродона в терморегуляции. Он пришел к выводу, что парус повышал температуру тела в течение дня на 3–6° по Цельсию: «Температура тела неуклонно повышается в интервал, начинающийся примерно через час после восхода солнца и заканчивающегося за час или два до полудня». Как раз к обеду.

Это изменение температуры оказалось куда меньшим, чем рассчитывали другие сторонники гипотезы терморегуляции. «Эффективность паруса не так впечатляет, как можно было бы надеяться», – признал Хаак в своих выводах¹². Он также выяснил, что от паруса было очень мало пользы в выделении тепла, поэтому он вряд ли помогал диметродону остыть. Эдафозавр, с другой стороны, казалось, еще меньше использовал парус для повышения температуры. Согласно более позднему исследованию¹³, те странные горизонтальные выступы эдафозавра, которые так озадачили Коупа, способствовали охлаждению, а не обогреву. Поперечные отростки создавали завихрения в проходящих воздушных потоках, обеспечивая большую площадь поверхности для прохождения воздуха и потери тепла.

Эта и подобные ей теории основывались на множестве предположений о физиологии этих животных. Примечательно, что они были эктотермными, или холоднокровными. То есть у них не было другого способа согреться, кроме как использовать окружающую среду. Современным эктотермам, например ящерицам, необходимо греться, чтобы повысить температуру тела, но из тысяч видов загорающих холоднокровных сегодня ни у одного нет какой-либо колючей структуры на спине, принимающей участие в терморегуляции. Более того, «паруса» также встречались у мелких пеликозавров, несмотря на то что физика теплообмена меняется с размером. Разновидность диметродона Dimetrodon teutonis, например, достигала высоты линейки (примерно 30 сантиметров), и при таких размерах «парус» практически никак не влиял на нагрев или охлаждение тела. Исследовав поперечное сечение шипов в микроскопических деталях, исследователь Адам Хаттенлокер и его коллеги не обнаружили свидетельств того, что какие-либо крупные кровеносные сосуды проходили через «паруса» или вокруг них. Отверстия, которые ранее рассматривались как свидетельство усиленного кровотока, скорее всего, были результатом быстрого роста, а не васкуляризации¹⁴. Для объяснения этих необычных структур требовалась другая теория.