Эволюционная баллистика мамонтов: от хоботных до голоценового финала
Появление, расцвет и гибель мамонтов сшивает прочной нитью начало кайнозойской эры и сегодняшние дни в одну долгую, интересную, сложную, и не везде понятную историю. Наше представление о ней меняется по мере новых находок. А находки — это всегда новые загадки. Захватывающий путь хоботных во времени и пространстве стал путеводной нитью и нашего рассказа.
Эволюционная история мамонтов началась задолго до их появления — с возникновением первых хоботных. Этот отряд существует многие десятки миллионов лет, породив множество сменявших друг друга групп, заселявших просторы разных континентов. Эта демонстрация эволюционной успешности росла с приближением к нашему времени. Однако эволюционная удача не вечна. Мамонты, один из венцов эволюции хоботных, ярко расцвели во время последнего оледенения. И даже пережили его окончание парой отдельных небольших популяций, угаснув совсем недавно, уже в историческое время человека. Они оставили нам не только туши со шкурой, мясом и шерстью, но и захватывающую интригу своего появления и исчезновения.
Точное мгновение появления на Земле хоботных определить невозможно, как невозможно указать день, до которого они еще не были хоботными, а на следующий день уже стали ими. Плавные непрерывные изменения форм от одной к другой не могут иметь четких, абсолютных границ между этими формами в потоке времени. К тому же мы опираемся на находки; реальные же события разделений форм животных всегда древнее попавшего в руки образца результата разделения. И эти находки тоже относительны, поскольку их датировки не абсолютно точны, а оцениваемые размеры и вес существ сильно различаются. Отнесение к группам, выделение видов и родов постоянно настраивается и пересматривается с новыми находками и методами, меньше или сильнее меняя классификацию и взгляды на родственные связи. Отдавая себе в этом отчет и понимая некоторую относительность всех оценок, посмотрим на эволюцию баллистики хоботных и траектории мамонтов в ней.
Первая ступень — мелкие
Старт и движение хоботных зафиксированы первый раз на большой глубине времени, на отметке 60 млн. лет назад. Первые хоботные жили в палеоцене, первой эпохе первого периода кайнозойской эры (66 — 56 млн лет назад). Известен и район старта. Это сегодняшний фосфатный бассейн Оулед Абдун в середине Марокко. Там были найдены куски челюстей двух небольших животных. Первым во времени из обнаруженных был эритерий (Eritherium), размером со среднюю собаку. Второй, названный фосфатерием (Phosphatherium) по месту находки в фосфатных шахтах района старта, жил 58 млн. лет назад, на пару миллионов лет позже. Он был ненамного больше первого, но тяжелее раза в три, и габаритами напоминал раскормленную собаку. Хобота у этих двоих еще не было, но их резцы, прообраз будущих бивней, уже укрупнились. Реконструкции внешнего вида достаточно произвольны, поскольку костного материала мало. Возникнув из мелких насекомоядных, вероятнее всего эти двое являлись еще всеядными животными, пока еще не специализированными на растительном питании. Поэтому их зубы вырастали мелкими, с небольшими бугорками эмалевых коронок, и соответствовали задаче дробления мелких отдельных кусочков пищи формата насекомых.
Через десяток миллионов лет после них, примерно 45 млн. лет назад, в среднем эоцене (вторая эпоха палеогена, 56-33,9 млн лет назад), по северу Африки широко распространились родственники первых двух, все вместе объединяясь в обширную группу нумидотериев (Numidotherium). Они населяли территории от современного Марокко до Алжира, Ливии, Туниса, земель древнего Нумидийского царства. Размеры нумидотериев варьировали от габаритов средней собаки до большой грузной свиньи, крупнейшие вырастали со среднюю корову. Благодаря полуводному образу жизни они отрастили небольшой хобот, подобно современным тапирам. Исчезли нумидотерии примерно 30 млн. лет назад, в раннем олигоцене.
Примерно в одни с ними времена, лишь слегка позднее, жили похожие по габаритам и конструкции меритерии (мoeritherium). Их расцвет пришелся 37-35 млн. лет назад, они выделяются в другое семейство. Названы по своему местонахождению у Меридова озера в Египте. С длинным и низкорослым увесистым телом, полуводным образом жизни, меритерии продвинулись дальше к югу, до современных Мали и Сенегала. Их увеличенные резцы символизировали будущие большие бивни хоботных. А по зубам ясно, что питались они мягкой водной растительностью (которую меритерий мог собирать коротким, как у тапира, хоботом). Меритерии продержались до середины олигоцена (последняя эпоха палеогена, 33,9 — 23 млн лет назад), исчезнув около 30-28 млн лет назад.
Так отработала и отвалилась первая ступень хоботных – ступень ранних мелких форм. Стартовав 60 млн. лет назад, первые хоботные прошли половину общего эволюционного пути. Они оставили траекторию хоботных в середине, примерно 30 млн. лет назад. Эволюционное движение ранних хоботных шло через непрерывное укрупнение размеров. Рост массы тела происходил на базе освоения широко доступных топлив — ресурсов питания. Стартовая всеядность постепенно заменялась на самый повсеместный и обильный тип пищи — растительность. Для уплотнения поедания (подобно сжатию входящего потока сверхзвуковым воздухозаборником) мягкие водные растения собирались в пучок. Возня с таким сбором формировала мягкий орган захвата — короткий хобот, закрепляя переход на растительную пищу. Многочисленные зубы сдавливали мягкую массу водных растений своими универсальными небольшими бугорками эмалевых коронок, пока еще не специализированных под крупную или твердую растительную пищу. Укрупнение отдельных резцов и растущая увесистость тел были маркерами перехода к последующим крупным формам, с хоботом, бивнями и большими размерами.
Вторая ступень —– крупные
Переход от эоцена к олигоцену ознаменовался значительным похолоданием климата. Оно вызвало столь значительные изменения растительного и животного мира, что в Европейском регионе получило название Великого перелома. Однако хоботные прошли этот климатический рубеж (33,9 млн. лет назад) совершенно благополучно, и только усилились. Это выразилось в возникновении животных нового формата — больших, массивных, с хоботом и бивнями. Они-то и ступили на вторую половину пути, обильную формами. Вторая ступень разгоняла эволюцию хоботных дальше. Как и положено участку работы второй ступени, шла активная работа на траектории. Эволюция опробовала пластичность хоботных, поработав с материалом в разных местностях и метеоусловиях. Большая по массе живая фабрика переработки пищи легко прокладывала себе физическую дорогу на местности и ландшафтах, и тем самым эволюционную дорогу. Это дало стремительно развивающиеся семейства крупнотоннажа, из которых стоит отметить следующую пятерку.
35-30 млн. лет назад, с позднего эоцена по ранний олигоцен, в северной Африке сформировались и расселились первые крупные и тяжелые хоботные, что отразилось в их названии. Семейство баритериев (Barytheriidae), от греческого «барис» — «тяжесть». Это баллистическое название напоминает понятие барицентра Земли — центра, вокруг которого обращаются спутники. Зверь достигал размеров некрупных сегодняшних слонов. В верхней и нижней челюсти баритерий нес по паре крупных резцов, которые позже превратятся в бивни. Хобот его был тоже пока небольшой. Главное новое качество — очень массивный корпус.
В это же время, около 35 млн. лет назад, возник палеомастодонт (Palaeomastodon). Семейство этих зверей было еще крупнее и массивнее, превышая пару метров в холке и приближаясь к трем тоннам веса изделия. Они обитали в тех же краях, в северной Африке. Хобот палеомастодонтов был все еще небольшим, сильно укрупненные верхние и нижние резцы разделились по форме. В удлинившейся нижней челюсти они стали плоскими, как две лопатки или вытянутых ложки — вероятно, служившие для выкапывания растений из полузатопленных болотистых грунтов. Такая практика переместила их уши ближе к макушке, во избежание заливания их водой при неглубоких погружениях головы. Пролетев по траектории свои 10 млн лет, семейство палеомастодонтов исчезло 25 млн. лет назад.
В середине их пути, 30 млн. лет назад, от палеомастодонов отделились основатели семейства гребнезубых мастодонтов, или просто мастодонтов (Mammutidae). Крупные хоботные с четырьмя большими бивнями, позже утратившие бивни нижней челюсти. Название мастодонтов они получили от сестринского семейства других мастодонтов, бугорчатозубых. От которого были позже отделены, унаследовав общее название. Высокие и островерхие жевательные гребни поперек их зубов располагались несколькими рядами, образуя гребнезубую дробилку для крупного материала. Гребни на зубе напоминали лезвия ломов или колунов, с чуть выраженной впадиной посередине гребня. Эта машина дробления означает переработку крупных веток, и лес как среду обитания.
Гребнезубые мастодонты образовали множество видов, их известно порядка двадцати. Выглядели они приземистыми вытянутыми хоботными с длинными прямыми бивнями. Эти лесные танки расселились по трем континентам, охватывая Африку, Евразию и Северную Америку. Последние мастодонты вымерли в Северной Америке с завершением ледникового периода около 10 тысяч лет назад, в том числе и под ударами копий палеоамериканского населения. Причем расселились эти звери не только по северной зоне, но и в субтропические леса юга. Они хорошо изучены, найдены в американской мерзлоте их замерзшие туши и их части, подобно мамонтовым. Обитали последние из мастодонтовых могикан в лесах и болотисто-лесной местности. Есть образцы черепов со следами ударов палеоиндейским копьем. Профессор Мичиганского университета, директор палеонтологического музея Мичиганского университета Дэниел Фишер, считающийся ведущим специалистом планеты по вопросам вымирания американских мастодонтов (как и мамонтов Евразии и Америки), собрал много уникального материала по их исчезновению; уточнения роли в этом вымирании человека и климата продолжаются.