Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Из недостатков эктотермии можно назвать ограничение температурным диапазоном окружающей среды. Некоторые эктотермы могут выдерживать большие колебания температуры тела, но только в определенных пределах. Есть веская причина, по которой в Антарктике нет амфибий или ящериц и очень мало насекомых. Только птицы приспособились оставаться на этом замерзшем континенте (и несколько полуводных млекопитающих, таких как тюлени). Еще один минус эктотермии – животные не могут поддерживать быстрые движения в течение длительного периода времени, они быстро выдыхаются.

Однако эндотермные млекопитающие и птицы могут жить практически где угодно, и они гораздо более активны. Помимо своего повседневного метаболизма они выделяют дополнительное тепло: часто это достигается путем сжигания жиров и сахаров, как угля в печи. А значит, они могут оставаться активными в течение более длительного периода времени, но и тут есть обратная сторона: эндотермы всегда голодны, и им необходимо регулярно питаться, чтобы поддерживать сжигание жира. Каждое современное млекопитающее и птица эндотермные. Эта особенность тесно связана с их экологией: от того, как они питаются, до того, где они живут, их размножения, внешнего вида и поведения. Совершенно новая, эта особенность сначала появилась у млекопитающих, а затем и у динозавров [61].

Чтобы выяснить, когда первые предки млекопитающих стали эндотермными, понадобятся навыки заправского детектива. Исследователи ищут подсказки в современных млекопитающих и птицах, в особенностях, которые связаны с теплокровностью.

Млекопитающие покрыты шерстью, а птицы – перьями, это нам известно с детства. За редкими исключениями, такими как киты – и даже у них в младенчестве есть небольшая щетина, – наличие изолирующего покрытия тела встречается у всех живущих сегодня эндотермов (у полностью водных млекопитающих и птиц эту роль выполняет слой жира). Мех редко сохраняется в летописи окаменелостей, потому что он не минерализуется. Только в исключительных обстоятельствах сохраняется волосяной покров. Самый старый бесспорный мех принадлежит млекопитающему юрского периода по имени касторокауда, с которым мы познакомимся в одной из следующих глав. Возраст этой находки составляет всего 160 миллионов лет, и в ней нет ничего удивительного – мех присутствовал у млекопитающих задолго до этого.

Доказательства того, что по крайней мере у некоторых терапсидов мог быть мех, – дерьмо. Если быть точнее, ископаемое дерьмо. В карьере к востоку от Москвы группа палеонтологов обнаружила окаменелые фекалии, называемые копролитами, размером с кошачий помет. Внутри обнаружили смесь фрагментов костей, рыбьей чешуи, кусочков насекомых и различных грибов и бактерий, что позволяет предположить, что оставило свое добро позднепермское плотоядное животное с гибкой диетой. Однако, что самое интересное, некоторые структуры внутри окаменелости похожи на волосы.

Волосы состоят из кератина, который не переваривается и поэтому теоретически может пережить путешествие по древнему кишечнику. Структуры в русском копролите по размеру и форме напоминают мех и могли принадлежать любому бедному существу, которое этот маленький зверек недавно съел. Все это вполне тянет на доказательство того, что у нескольких терапсидов в пермском периоде уже были какие-то волосы, пускай даже щекочущие усики. Однако эти структуры могут быть не более чем случайными формами в минералах копролита, или хитросплетениями грибов, или просто мусором в мешанине экскрементов.

Наиболее очевидное первоначальное свидетельство повышения температуры тела – изменение структуры тела. Как мы уже видели, плечи и бедра терапсидов изменились таким образом, что их ноги подтягивались ближе к телу, приподнимая их дальше от земли и делая более подвижными. Таким образом, возросшая активность стала физически возможной. Их походка полностью отличалась от походки их предков, обеспечивая ловкость и маневренность. Такого рода модификации идут рука об руку с возникновением пищевой цепочки, в которой есть охотники и те, на кого ведется охота. Приподнятость над землей также давала возможность дышать в буквальном смысле этого слова. Всем активным животным нужно больше дышать, чтобы поддерживать свою активность: кислород подпитывает внутренний огонь.

Вы когда-нибудь заглядывали собаке в нос? Внутри него спрятан еще один ключ к пониманию эндотермии, который связан с их потребностью в большем количестве воздуха. Когда теплокровное животное дышит чаще, оно сталкивается с тем же риском, что и первые четвероногие в каменноугольном периоде: потерей воды. Как всем прекрасно известно, мы можем какое-то время прожить без пищи, но не без воды, потому что обезвоживание мешает клеткам и органам функционировать должным образом. Поскольку во время физической активности выдыхается теплый влажный воздух, теряются тепло и влага, что представляет опасность для организма. Млекопитающие и птицы решили эту проблему с помощью выростов внутри носа, называемых носовыми раковинами