Проф. Стийв Брусати разкрива липсващото звено в еволюцията във „Възход и властване на бозайниците“

май 11, 2023 Аврора

Достъпна и научно издържана книга за едни от най-интригуващите обитатели на Земята

Подобно на 6000 други животински видове и ние, хората, спадаме към огромното семейство на бозайниците, появило се на Земята преди над 325 милиона години, успяло да съжителства с динозаври, да оцелее през най-лошия ден на Земята и в крайна сметка да установи своето господство над планетата.

След като проследи величавите „Възход и падение на динозаврите” (Goodreads Choice Awards 2018), британският палеонтолог проф. Стийв Брусати – или едно от водещите имена на съвременната наука – обръща своя поглед именно към необятния свят на предците ни в образователната и забавна „Възход и властване на бозайниците“.

С много чувство за хумор, огромно количество любопитна и полезна информация, както и немалко вълнуващи и куриозни истории, младият учен и консултант на филма „Джурасик свят: Господство“ разглежда еволюцията на бозайниците такава, каквато я познаваме днес – от момента, в който родословието на бозайниците се отделя от това на влечугите, през настъпилите събития след измирането на динозаврите и рязкото развитие на бозайниците, през появата на Homo sapiens, та чак до днешната критична точка за съдбата на тези властелини на Земята.

Добре дошли в света на легиони саблезъби хищници, свирепи вълци, огромни космати слонове, елени с нелепо разраснали се рога и грамадни безроги носорози с дълги шии.

Сред страниците на тази книга ще срещнете отдавна измрели видове, останали невидими за съвременната попкултура – като броненосците с големината на фолксваген, ленивците, достатъчно високи да пуснат баскетболна топка направо в коша, и бронтотериите с рога като тарани, дълги почти метър. Ще се запознаете с халикотериите – чудати същества с вид на кръстоска между кон и горила, които са се опирали на кокалчетата на пръстите си и са придърпвали дървесни клони с дългите си извити нокти. И ще откриете смайващи картини, в които слоновете са с размерите на дребни пудели, из американската савана препускат камили, коне и носорози, а китоподобните имат крака и могат да ходят. Картини, които не са плод на нечие богато въображение, а са били заобикалящата нашите предци реалност.

Разгръщайки този мащабен летопис за бозайниците, изданието разкрива и нашата собствена история – тази на единствения вид, който влияе на живота като никой друг и който може да реши съдбата на толкова много други обитатели на планетата.

Верен на досегашния си стил, Брусати базира пътешествието си сред саваните на миналото на редица научни статии и книги, но черпи основната информация от личния си опит – вкаменелостите, които е изследвал, полевата работа, която е извършвал, музейните сбирки, които е посетил, и дискусии с негови колеги и приятели учени.

Изчерпателно, мъдро и смайващо забавно, „Възход и властване на бозайниците“ е задължително четиво за всеки, който иска да опознае основите на днешния свят, на самите нас и на нашето бъдеще. Важна книга, която отправя и своето незаобиколимо предупреждение – понякога е нужна съвсем малко, за да се наруши глобалното равновесие и обликът на Земята да се промени отново.

На 13 май 2023 г. между 16:30 до 17:30 ч. в Зала Космос на София Тех Парк в рамките на Софийски фестивал на науката 2023 г. проф. Стийв Брусати ще разкрие някои от току-що откритите фосили, ще разкаже за технологиите, които ни дават възможност да изучим еволюцията на бозайниците в безпрецедентна детайлност, както и ще представи българското издание на „Възход и властване на бозайниците“.

Из „Възход и властване на бозайниците“ от Стийв Брусати

динозаврите

измират,
БОЗАЙНИЦИТЕ

оцеляват

ПОЛЕВАТА РАБОТА ИМА някои необясними закони. Винаги намираш големите скелети в последния ден, когато няма време да ги събереш. Ако си търсил напразно няколко часа и спреш да отидеш по нужда, непременно ще зърнеш хубав череп или челюст точно на мястото, където си клекнал. И често не професорите, а студентите откриват най-хубавите вкаменелости.

Последното правило се прояви с пълна сила през полевия ни сезон през 2014 г. в ерозиралата пустош на Ню Мексико. За около десет дни през май нашият екип изследваше раираните като захарни пръчки хълмове и дерета в областта Четирите ъгъла, малко на север от каньона Чако, където народът анасази е построил голям каменен град преди хилядолетие. Днес тази земя е свещена за навахо. Една сутрин оглеждахме пресъхнало речно корито, което те наричат Кимбето – „изворът на ястреба“. Тук утаечните скали на възраст 65,6 млн. г. са пълни с вкаменелости, които се подават от изсъхналата земя като гъби, чакащи някой с набито око да ги откъсне.

Кариса Реймънд, завършила първи курс в колежа преди броени дни, беше една от многото членове на екипа ни. Тя беше от контингента на Университета на Небраска, привлечена като полева помощничка от професора ѝ Рос Секорд. По това време тя още не бе карала никакъв курс по палеонтология, но се бе представила блестящо в курса по биология на Рос, затова той ѝ бе дал шанс да събира вкаменелости. През онази сутрин, докато всички обхождахме Кимбето под палещото слънце, алената тениска на Кариса се открояваше като фар на фона на ясното синьо небе. Човек можеше да я види от близо километър разстояние как обикаля, забила поглед в земята. Тя още не бе придобила навика на ветераните – ловци на кости, да се обличат в приглушени цветове, когато работят в пустинята. Но откъде би могла да знае? Това бе първата ѝ експедиция за търсене на вкаменелости.

Първите няколко дни не бяха много успешни за Кариса. Очите ѝ още не бяха свикнали с характерния отблясък на светлината, отра-зена от вкаменен зъб, и с формата на челюсти, подали се от ерозирал участък. Тези умения искат време и не могат лесно да бъдат предадени от опитния на новака. Всеки трябва да ги усвои чрез собствения си опит. Това често означава дълги периоди на безплодно търсене и разочарование, докато в един момент нещо прищраква и вкаменелостите сякаш изплуват от скалите. Щом студентите със своите остри млади очи и ентусиазъм веднъж достигнат това състояние на нирвана, те могат да станат превъзходни търсачи на вкаменелости.

Тази сутрин настъпва мигът на Кариса. Докато слиза от хълм към по-равно място, тя се взира в редуващите се черни, жълто-кафяви и червени ивици по белязаните от ерозията стръмни скали на хоризонта. След това поглежда надолу към повърхността, напукана в многоъгълните форми на изсъхнала кал и осеяна с дотъркаляни от вятъра камъни, които, ако не внимаваш, могат да се изплъзнат изпод краката ти. Очите ѝ оглеждат участъка. Камък, друг камък и още един.

И после нещо различно, блестящо. Черно – наситеночерно като въглен. И със странна форма. После още едно, и още едно – в редица. Това не са камъни, а вкаменелости! Вкаменени зъби един до друг върху челюст. Големите приличат на блокчета „Лего“ или царевични кочани, с три реда подобни на зърна издатини, подредени успоредно и разделени от остри процепи.

Кариса се провикна като сирена и екипът ни се събра от всички краища на Кимбето. Том Уилямсън, уредник в Музея по естествена история и наука в Ню Мексико и ръководител на експедицията ни, бе най-далеч, така че пристигна последен. Кариса му подаде зъбите.

– Мамка му! Не мога да повярвам! – извика той, без да знае, че съм пуснал фотоапарата си „Никон“ на видеозапис.

Том събираше вкаменелости в този район вече около четвърт век. Със своите енциклопедични знания и фотографска памет той можеше с един небрежен поглед да каже почти за всяка вкаменелост какво представлява. Какъв тип е въпросният зъб или кост и на кой вид е принадлежал. Чакахме думите му, все едно бе оракул.

Том ни каза, че това е многотуберкулово. Член на групата растителноядни, външно подобни на гризачи, но всъщност без близко родство с тях. Същите, които Зофия Киелан-Яворовска бе откривала с десетки в пустинята Гоби. Зъбите го издаваха. Само многотуберкуловите имат зъби като блокчета „Лего“ с редове от големи издатини, с които са стривали растения, плъзгайки зъбите на долната челюст спрямо тези на горната. Както сигурно си спомняте, зъбите са тайното оръжие на мултитуберкуловите, с което те през кредата преуспяват и стават по-разнообразни, хранейки се с плодове и цветове на покритосеменни растения. Но в намереното от Кариса мултитуберкулово имаше нещо странно.

– Голям е, наистина голям! – продължи Том със смесица от възбуда и недоумение.

Измежду мултитуберкуловите на Зофия от Гоби най-малките бяха колкото земеровка, а най-големите – колкото плъх. Кътниците им лесно се побираха върху монета от едно пени. Повечето други мултитуберкулови от кредата по ръст влизаха в същия обхват. Кътниците на находката на Кариса обаче бяха двойно по-големи от ноктите ми, почти колкото целия ми палец. Това показва телесно тегло между 10 и 20 килограма – приблизително колкото на бобър, който е вторият по големина съвременен гризач.

През следващия час претърсихме мястото и събрахме леви и десни челюсти, носещи кътници и предкътници, както и предни резци и част от мозъчен череп. Когато се върнахме в лабораторията в Албукерке, се заехме с почистване, лепене, снимане и измерване на вкаменелостите и след около година ги описахме като нов вид: Kimbetopsalis, на името на местността, където бе намерен. Но това ни се струваше малко тромаво за произнасяне, затова му дадохме прякор Първичния бобър.

– Знаех, че е страхотно, но чак толкова не очаквах! – каза смаяната Кариса на репортер по време на медийна кампания, през която я интервюираха за Националното обществено радио и писаха за нея във в. „Вашингтон Пост“.

Том също бе често цитиран в тези статии. „Ще ми се аз да го бях намерил“ – призна той пред един журналист. Това не ме изненада, доколкото Том и синовете му близнаци Райън и Тейлър, които той от малки бе водил на съботно-неделни излети на палатка и ги бе тренирал да „надушват“ вкаменелости, още се събират около хладилната чанта в края на всеки полеви ден да спорят между хапки тортила чипс със салца кой е намерил най-хубавата вкаменелост.

Но Том не трябваше да го взема толкова навътре, защото предишния ден той самият бе намерил забележителна вкаменелост, която щеше да вземе годишната награда, ако Кариса не бе забелязала зъбите на кимбетопсалиса. Има-няма час след пристигането ни в Кимбето след цяла сутрин шофиране от Албукерке, по време на бърз следобеден разузнавателен оглед Том забеляза няколко напукани парчета, които не приличаха на камъни, да се подават от ерозиралата пустинна почва. Разгледани по-внимателно, те си прилегнаха като парчета от пъзел, образувайки част от вкаменелост. Том веднага я разпозна като раменна кост от животно на име Ectoconus, описано през 1884 г. от един от първите палеонтолози, работили в тази част на Ню Мексико.

Том ме повика, а аз викнах Сара Шели – моята докторантка от Единбург (Том ѝ бе задочен съръководител), с която се запознахме още в началото на тази книга и чиито рисунки оживяват тези страници. Коленичихме и на четири крака, внимавайки да не счупим някоя вкаменена кост и да не се одерем на пустинните камъни, и се заехме с мистрии и миниатюрни ръчни бормашини да остъргваме утаечната скала около парчетата раменна кост. И колкото по-дълбоко ровехме, толкова повече кости намирахме.

Раменната кост водеше към скелет!

Изкопахме около него улей и покрихме костите с бинтове, накиснати в мокър парижки гипс, който се втвърди в защитно покритие. Взехме чукове, длета и кирки и извадихме костите от скалата с пролетарски физически труд, какъвто учените обикновено не се очаква да вършат. Но за нас бе удоволствие. Удоволствие бе и да намеря наблизо зъби от ектоконус – вероятно от друг индивид, но след като нашият скелет нямаше глава, биха могли да са и от него.

Отново – и както виждаме, при бозайниците често е така – зъбите ни показаха къде стои ектоконусът върху родословното дърво. Кътниците му нямат редове от много издатини като при многотуберкуловите, а са трибосфенични: горните кътници прилягат в долните като чукало в хаванче. Това значи, че ектоконусът е имал зъби, способни да режат и стриват едновременно, които са запазена марка на териевите бозайници – групата на торбестите и плацентните. Нещо повече, броят зъби показва, че той е бил еутерий, т.е. от родословието на плацентните. Възможно е дори да е бил истински плацентен бозайник като нас. Може би майките ектоконуски са изхранвали неродените си бебета с плацента, която им е позволявала да се раждат добре развити.

Има и друга, по-очевидна разлика между ектоконуса и кимбетопсалиса на Кариса. Ектоконусът е по-едър, и то доста. Намереният от нас скелет беше голям колкото прасе, с широк раменен и тазов пояс. Костите на предния крайник бяха здрави – явно бяха служили за опора на мощни мускули, и завършваха с нокти, които на вид сякаш се опитваха да се превърнат в копита. От размерите на костите можем да кажем, че животното приживе е тежало около 100 килограма – значително повече от всички изкопаеми бозайници, които сме обсъждали досега.

В същите скали се открива и трета група бозайници, макар че при тази експедиция не намерихме техни вкаменелости. Те засега са известни само от зъби, толкова мънички, че всеки от тях може да се помести на връхчето на химикалка. Това са метатериите – пак териеви, но от родословието на торбестите. Те също имат трибосфенични зъби. Колкото и да е странно, докато многотуберкуловите и еутериите в Ню Мексико са много по-едри от който и да е свой предшественик, метатериите изглеждат по-дребни и по-кротки.

Това е: многотуберкулови, еутерии и метатерии. В Кимбето и околния ерозирал терен в Ню Мексико от 80-те години на ХІХ век насам са намерени десетки хиляди вкаменелости на бозайници от над сто вида. Всеки от тях спада към една от тези три групи. Няма никой от другите бозайници, на които се радвахме в предишните глави: няма припкащи роднини на морганукодона, нито докодонти или харамииди, нито предшественици на трибосфеничните териеви със зъбни издатини като верига от три планински върха. Няма и яйценосни еднопроходни, което не е изненадващо, доколкото те са група от южното полукълбо. Но макар всички бозайници от Ню Мексико да са само от три клона на родословното дърво, те въпреки това са забележителни и всъщност са по-разнообразни от преди: има повече видове с по-широка гама от размери, диети и поведение в сравнение с бозайниците от която и да е досега съществувала екосистема.

И още нещо: утаечните скали непосредствено под пласта, съдържащ зъбите от кимбетопсалис и скелета от ектоконус, са били отложени в подобна екосистема – периодично заливана равнина и гора, и са съвсем малко по-стари, на възраст 66,9 млн. г. Тези пластове са пълни с кости на T. rex, рогати роднини на трицератопса, чудовищни завроподи като епично наречения Alamosaurus и хадрозаври. Толкова много отломки от натрошени кости на динозаври се отронват от тези скали и се разпръсват по повърхността на пустинята, че човек, ще не ще, стъпва отгоре им. Но никой никога не е намерил никаква останка от динозавър, различен от птица, в скалите на Кимбето или в по-горен пласт. Нито една кост или късче кост. Нито един зъб или отпечатък от стъпка.

Като че ли динозаврите са се изпарили, а бозайниците – не. И сега бозайниците са по-едри, отколкото са били през триаса, юрата и кредата.

КИМБЕТОПСАЛИСЪТ, ЕКТОКОНУСЪТ и другите бозайници, които намираме в Кимбето, по възраст са от палеоцена. Палеоценът настъпва веднага след кредата, но двата периода изглеждат съвсем различни светове, като две последователни глави от роман с различни герои – в случая вкаменелости от динозаври и бозайници, които не могат да се съчетаят в гладко повествование. Причината е, че сюжетът се разтърсва драматично, когато кредата свършва и палеоценът започва. Границата между тях е най-голямата единична катастрофа в историята на Земята, буквално най-лошият ден, който нашата планета някога е преживявала.

Астероидът – или може би е било комета, не сме сигурни – е дошъл от далечните краища на Слънчевата система, отвъд орбитата на Марс, може би дори от още по-далеч. Бил е около десет километра в диаметър, голям приблизително колкото връх Еверест и около три пъти по-широк от Манхатън. Безспорно само прашинка в огромния мащаб на Вселената, но от друга страна, това е било най-голямото небесно тяло, доближило нашата част от Слънчевата система за поне половин милиард години. Летял е в небето по случайната траектория на изстрелян в движение куршум, но над десет пъти по-бързо.

Космическата скала е можела да отиде къде ли не, но по волята на съдбата се е насочила към Земята. Можела е да се размине на косъм и да профучи в горните слоеве на атмосферата, преди да изчезне в мрака на космоса. Можела е, приближавайки Земята, да се разпадне под действието на гравитацията. Можела е да нанесе бръснещ удар по повърхността. Но е направила нещо друго – забила се е в днешния полуостров Юкатан в Мексико, удряйки го със силата на над един милиард ядрени бомби и пробивайки в земната кора дупка с дълбочина 40 километра и ширина над 160 километра. Този белег се вижда и днес като кратера Чиксулуб, разположен на брега на Мексиканския залив недалеч от туристическия град Канкун.

След като астероидът се сблъсква със Земята преди около 66 милиона години, нищо вече няма да бъде същото.

Първите явления са физични. Освободената от сблъсъка енергия се превръща в топлина, светлина и шум с невъобразима сила. Почти мигновено всичко в радиус около хиляда километра от нулевата кота се изпарява. Много динозаври, бозайници и други животни загиват и се превръщат в сенки.

Обитателите на Ню Мексико имат малко повече късмет, тъй като са на около 2400 километра от Юкатан. Те „само“ трябва да се борят с ураганни ветрове, много по-силни земетресения от всичко, което човек някога е виждал, и валящи от небето горещи стъклени „куршуми“ от скална маса, раздробена до прах, втечнена и разпръсната от удара и втвърдила се при обратното падане към земята. Когато разтопените сачми се спускат надолу със свистене, небето почервенява, а атмосферата се загрява като пещ. Това е достатъчно, за да накара горите да се самозапалят, и не след дълго горски пожари бушуват из континента. Всяко от тези бедствия е убийствено, като силата им нараства с близостта до мястото на удара. Трудно е да се прецени колко от животните в Ню Мексико са загинали през тези хаотични първи часове, но трябва да са били много, може би по-голямата част.

Всички живи същества, които преживяват непосредствените ефекти на астероида, после трябва да се справят с дългосрочните му последици. Саждите и димът от горските пожари изпълват атмосферата и се смесват с остатъчното замърсяване, което още не е кондензирало в стъклени куршуми. Полученият коктейл отравя теченията във високите слоеве на атмосферата, чрез които въздухът циркулира около Земята. Така цялата планета се потапя в студен мрак – ядрена зима, която трае години. Растенията, пощадени от горските пожари, сега са лишени от нужната за фотосинтезата им светлина, вехнат и умират. Щом горите загиват, екосистемите се срутват като кули от карти. Но това не е всичко. Вулкани в Индия, които от хиляди години бълват лава и газове, вследствие на удара изригват с пълна сила. Отделените азотни и серни оксиди се разтварят във въздушната влага и падат като киселинни дъждове, които допълнително обгарят сушата и отравят океаните. Всички тези гибелни явления са глобални и през годините и десетилетията след онзи съдбовен ден нищо живо не е в безопасност, все едно колко е далеч от ударния кратер.

Една последна жестокост на съдбата кара астероида да продължи да убива поколения наред, все едно пряката му разрушителна сила не е била достатъчна. Причината е, че той по случайност се разбива в карбонатна платформа – обширен скален пласт, образуван в океанската плитчина от корали и черупчести безгръбначни и състоящ се от калций, въглерод и кислород. Ударът унищожава карбонатната скала, при което въглеродът и кислородът се освобождават в атмосферата във вид на въглероден диоксид. Както видяхме, че е станало в края на перма и триаса, и както установяваме сега на практика, СО2 е парников газ, който води до затопляне на атмосферата, земната повърхност и океаните. След най-много няколко десетилетия ядрената зима се превръща в глобално затопляне. В продължение на няколко хиляди години високите температури затрудняват възстановяването на екосистемите.

За мен това със сигурност е било най-опасното време за живеене в цялата над 4-милиардна история на Земята. Астероидът е бил съвършеният масов убиец, чиято ефективност се е дължала на множеството му убийствени въздействия: енергийната вълна в първите секунди след удара, горските пожари и дъждът от горещо стъкло в първите часове и дни, ядрената зима, траяла десетилетия, и глобалното затопляне, траяло няколко хилядолетия. За да преживееш всички тези бедствия, е било нужно съчетание от качества и късмет, което малко животни са имали. Настъпилото масово измиране е едно от най-опустошителните – изчезват около 75% от видовете.

Динозаврите, с изключение на някои птици, не успяват да оцелеят. Затова техните вкаменелости внезапно изчезват от скалите в Ню Мексико. Измират и много групи едри влечуги, които са владеели океаните, например дългошиестите плезиозаври. Също и птерозаврите – групата летящи влечуги, често наричани птеродактили, които до края на кредата не са допускали птиците в някои от въздушните екологични ниши. Други групи животни оцеляват, но с големи жертви, например крокодилите, гущерите, костенурките и жабите. Загиват и много растения и голяма част от микроскопичния океански планктон. Това променя завинаги основата на сухоземните и водните хранителни вериги и налага изграждането на изцяло нови екосистеми през палеоцена.

А какво става с бозайниците? Знаем, разбира се, че са оцелели, иначе и нас нямаше да ни има. Но историята е много по-сложна и интересна от учебниковото обобщение „динозаврите измират, бозайниците оцеляват“. За бозайниците падането на астероида е едновременно и смъртна опасност, и големият им пробив.

БОЗАЙНИЦИТЕ ПОЧТИ ИЗМИРАТ. Те замалко да поемат по пътя на динозаврите. Всичко, което са постигнали – цялото им еволюционно наследство, козината и млякото, челюстните кости, превърнати в слухови костици, и разнообразието от зъби, замалко е щяло да бъде изгубено завинаги. Всичко, което ще постигнат – мамутите, големите колкото подводници китове, Ренесансът, самите вие, които четете тези редове, за една бройка е щяло да бъде унищожено, преди да се е състояло. Разминало се е на косъм, като всичко е зависело от развоя на събитията през дните, десетилетията и хилядолетията след астероидния удар – нищожен миг спрямо невъобразимата дълбочина на геоложкото време.

Имаме доста добра представа какво се е случило през този най-опасен момент от историята на бозайниците. Говедовъдните краища на Североизточна Монтана, където река Мисури и притоците ѝ издълбават в равнината ерозионни релефни форми, крият летопис от вкаменелости. Той се съдържа във варовиците и другите утаечни скали, които съставят хълмистата топография на местността, дъхаща на пелин, пресечена от огради от бодлива тел и осеяна с кравешки тор. Тези скали датират от период от около 3 милиона години, обхващащ самия край на кредата и началото на палеоцена. Образували са ги реки, които са се спускали от древните Скалисти планини на изток и са се вливали в ивица морска вода, разделяща Северна Америка на две. Пласт след пласт скалите и техните вкаменелости съхраняват единствен по рода си разказ как една конкретна екосистема се е променила след сблъсъка с астероида.