ПАЛЕОНТОЛОГИЯ РОССИИ

	Geo, №9, 2000	GEOНАУКА
	ЯЩЕРЫ РУССКОЙ РАВНИНЫ
	Текст Михаила Арефьева и Валерия Голубева
350 миллионов лет назад на территории нынешней России обитали диковинные рептилии - предки всех соврменных млекопитаюищих. В истории Земли эта эра известна как Пермский период

Бесконечная красная глинистая дельта с пересохшими руслами проток. Температура - около 40 градусов. Ни единого живого существа кругом -только увядшие хвощи желтеют по берегам, там, куда вода смогла подняться за предыдущий сезон дождей. Но вот на пронзительно-голубом небе появляется иссиня-пепельная туча, она быстро наплывает на равнину, сразу темнеет, и поднимается ураганный ветер. Дождь обрушивается разом. По земле бьет дробь бешеных капель. Вспыхивает ослепительный свет, после которого дикий раскат мчится по небу. Ливень сплошной стеной встает над высохшей дельтой. Сухие русла переполняет вода, она выходит из берегов, обмелевшие озера на глазах превращаются в настоящие моря.

ГЛИНИСТАЯ ПОЧВА РУССКОГО СЕВЕРА ПОМНИТ ТО ВРЕМЯ, КОГДА ЗДЕСЬ БЫЛИ ТРОПИКИ
		Обнажения красных глин пермского периода на берегу Северной Двины. Слева - подготовка к извлечению скелета парейазавра. Справа- отпечаток доисторического папоротника в глине.

Пройдет несколько дней, ливень стихнет, вода уйдет в озера, и из полузатопленной земли поднимутся первые растения. В мелководных протоках соберутся стада скутозав-ров - крупных неповоротливых ящеров с диковинными костными наростами на скулах. Глинистая почва еще будет сочиться влагой, когда на свежие пастбища из хвощей, папоротников и плаунов придут дищшодонты. За ними появятся хищные саблезубые иностран-цевии. Придут мелкие рептилии - двинии и котлассии. Жизнь с ее бесконечной чередой смертей и рождений снова вернется в напоенный влагой доисторический мир.

Так будет повторяться из года в год. Каждый раз страна будет расцветать и снова праздновать чудо возрождения жизни. Так будет длиться миллионы лет. Мир кажется вечным, как свет звезд, которые каждую ночь зажигаются на пермском небосклоне.

На территории России существует более сотни захоронений зверообразных рептилий пермского периода. Наиболее значительные из них показаны на этой карте. Цифрами 1-5 отмечены места находок ископаемых ящеров, возраст которых -270-265 миллионов лет. Остальные находки несколько моложе - им 265-250 миллионов лет. Цифрой 10 обозначены Соколки.

То же место, Август 1892 года. Прошло двести пятьдесят миллионов лет. И еще несколько тысячелетий, которые насчитывает человеческая история. Двое молодых людей в надувной лодке причаливают к высокому глинистому берегу. Один отправляется осматривать обрыв, другой же в изнеможении опускается на первый попавшийся булыжник. Вдруг под ногами он замечает небольшой камень с каким-то отверстием. Схватив молоток, юноша бьет в отверстие. Камень дает трещину, как ореховая скорлупа, и под слоем затвердевшего песчаника оказывается череп неимоверно давно исчезнувшей рептилии...

Красные глины, которые в пермский период были дном озера или берегом реки, сегодня покрывают многие сотни квадратных километров европейской части России. В них заключены уникальные окаменелости - свидетельства диковинной жизни, вымершей на Земле 250 миллионов лет назад. Границы пермского периода впервые определил сэр Родерик Импей Мурчисон. Он провел свою долгую жизнь в странствиях, путешествовал по России и оставил после себя описание геологических пород, которым присвоил название пермских - по имени города на западном склоне Уральских гор. Произошло это еще в 1841 году, когда Мурчисон во время одной из экспедиций изучил красные глины по берегам здешних рек. Однако на протяжении всего XIX века эти красные породы считались почти полностью лишенными окаменелостей, то есть, как говорят палеонтологи, безнадежно "немыми". За целое столетие было описано только три находки костей вымерших ящеров, сделанные в пермских породах в России.

Тем временем в середине прошлого столетия в геологической формации Карру в Южной Африке в красных глинах, аналогичных русским, уже откапывали целые скелеты древних дицинодонтов и парейазавров. Однако в сознании ученых южноафриканские почвы никак не ассоциировались с русскими пермскими отложениями.

	Во время раскопок в Соколках Амалицкий, несмотря на то, что не имел еще опыта подобных работ, воспользовался наиболее подходящим для данных условий методом -он вскрывал сверху уступами большие площадки пласта, заключающего кости, и постепенно разрабатывал их.
НА СЕВЕРНОЙ ДВИНЕ БЫЛ ОТКРЫТ ЦЕЛЫЙ ДОИСТОРИЧЕСКИЙ МИР

Ситуация в корне изменилась, когда в конце прошлого века профессор Варшавского университета Владимир Амалицкий выдвинул смелое предположение, что в поздне-пермское время флора и фауна столь удаленных ныне друг от друга областей суши, как Южная Африка и Европа, были одинаковыми. А так как в Африке уже были известны целые скелеты древних рептилий, то и в России должны быть найдены скелеты таких же ящеров, предположил Амалицкий.

Владимир Прохорович Амалицкий (1860-1917) был учеником профессоров Петербургского университета Василия Докучаева, основателя современного почвоведения, и Александра Иност-ранцева (в честь последнего Амалицкий назвал одну из своих важнейших находок - пермскую рептилию иностранцевию). В России тогда не было ученых, специализировавшихся на изучении столь древней фауны. Амалицкому по сути в одиночку предстояло выполнить грандиозную работу по препарированию, описанию и реконструкции огромного количества находок. В спешке он подчас допускал серьезные искажения при реконструкции скелетов (например, смонтировал скелет иностранцевии с выпрямленными конечностями, каких у этой рептилии быть не могло). Но эти неудачи ничуть не умаляют великих заслуг ученого, открывшего совершенно новую зоогеографическую область пермской эпохи.

Не смущаясь отсутствием поддержки в научных кругах, Амалицкий на свои средства организует экспедиции на северные русские реки. В лодке с двумя гребцами и в сопровождении своей жены и верной помощницы Анны Петровны каждое лето с 1895 по 1898 год он тщательно обследует все выходы пермских пород по берегам Сухоны, Северной Двины и Вытегры. Первый сезон не принес Амалицко-му подтверждений его правоты. Некоторым успехом увенчалось второе лето работ, когда были обнаружены листья растений, не отличающихся от находимых в Африке остатков так называемой "глоссоптериевой" флоры.

Появились первые свидетельства былого биогеографического единства Европы и Африки.

В 1897 году в Петербурге проходил Международный геологический конгресс. Амалицкий выступил здесь с докладом о своих работах, предъявив найденные им остатки растений и кости зверообразных рептилий. Видные исследователи древних рептилий из Южной Африки профессора Сили, Сыоорд и Цейлер, бывшие в числе делегатов конгресса, признали правоту Амалицкого и поддержали его идеи. Так к профессору из Варшавы мгновенно пришла мировая известность. В 1899 году Амалицкий начинает исследовать русло древней реки в местечке Соколки на Северной Двине и в первый же год находит более 10 целых скелетов громадных рептилий. Теперь каждое лето он выезжает на раскопки, где местные мужики, нанятые за рюмку водки и три копейки в день, выкапывали конкреции - плотный песчаник с окаменелостями.

Материал с Северной Двины вывозили в Варшаву. Коллекция росла, и Амалицкий решил передать ее Российской академии наук. Однако эти планы сорвала начавшаяся в 1914 году война. Лишь в 1937 году собрание Амалицкого заняло свое достойное место в экспозиции только что открывшегося Палеонтологического музея в Москве.

В Соколках были обнаружены десятки целых скелетов, тысячи отдельных костей, и при этом были сделаны лишь единичные находки отпечатков листьев. Отсутствие ископаемых растений и повсеместное распространение красных глинистых почв, которые, как правило, образуются в жарком тропическом климате, наталкивало ученых на вывод, что пермский мир был выжженной пустыней. Это предположение выдвинул еще Амалицкий, и с тех пор пермская страна, как правило, представлялась голой равниной с редкими высушенными кустиками, где на красных просторах обитали крупные пресмыкающиеся. Но чтобы прокормиться, этим существам было необходимо громадное количество растительной пищи, добыть которую в пустыне, разумеется, было невозможно. В этом заключался необъяснимый парадокс.

Проблему смог решить только Иван Ефремов, писатель и палеонтолог, многие годы посвятивший изучению пермского мира. В тридцатых годах он раскопал зверообразных рептилий у села Ишеево в Татарии.

На примере пермского мира Ефремов объяснил, как в геологической летописи бесследно пропадает огромное количество данных. Его идея заключалась в следующем: на Русской равнине существовали дельты с богатой флорой, но росшие здесь растения просто не сохранились. Об этом можно судить по тому, что рептилии, скелеты которых часто находят в захоронениях дельтовых рукавов, в действительности жили не здесь, а обитали выше по течению. Их трупы были принесены водой в места захоронения после гибели. Точно так же течением сносило вниз и росшие по берегам рек растения, однако они, в отличие от позвоночных животных, от столь долгого "путешествия" попросту разрушались.

Так из разрозненных находок, достоверных фактов и недоказуемых гипотез сложился образ грандиозной ископаемой страны, простиравшейся от Каспийского моря на юге, там, где находился тропический океан Тетис, до шельфа Баренцева моря на севере и от Урала, с отрогов которого стекали реки, на востоке, почти до границ Московской области на западе. Миллионы лет тут существовали соленые озера, по своим размерам сопоставимые с Аральским морем.

Здесь был контрастный климат. Сезоны дождей, сопровождавшиеся наводнениями, сменялись периодами длительных засух. Еще за десятки километров до устья от мно гочисленных рек ответвлялись отдельные рукава. Перед впадением в озера они обра зовывали дельтовые конусы, которые, слива ясь вместе, формировали обширные дельто вые равнины. Суша, чем ближе к устью, тем более походила на архипелаг посреди вод ной глади. Влажный климат этих дельтовых низменностей поддерживал существование континентальной пермской флоры. А на бес численных островах посреди проток паслись зверообразные рептилии, потомкам которых суждено было изменить мир.

Особое значение находок, сделанных в отложениях пермской эпохи, за- ключается в том, что здесь ученым открылся мир непосредственных предков первых млекопитающих. Одним из таких существ, по мне- нию палеонтологов, является дви-ния, маленькая ископаемая рептилия, у которой зубы были такими же, как у сегодняшних млекопитающих. Дело в том, что, в отличие от нынешних рептилий, у которых все зубы одинаковые и отличаются только размерами, у многих ящеров пермского периода зубы были разными, как у сегодняшних кошек или приматов. Поэтому их и назвали зверообразными рептилиями. У зверообразных можно было выделить и коренные, и клыки, и резцы.

Препарирование ископаемых остатков - кропотливый труд, который может занять многие месяцы. На снимке - палеонтолог очищает часть скелета парейазавра от высохшей глины.

Однако одними только зубами сходство не ограничивалось - по своей конструкции черепа зверообразных также очень сильно напоминали черепа теплокровных животных. Более того, та же двиния, хотя и являлась рептилией, возможно, была покрыта шерстью. Наконец, у многих зверообразных были усы (вибриссы), что противоречит всем традиционным представлениям о пресмыкающихся. Таким образом, по очень многим признакам зверообразные больше напоминали млекопитающих, чем рептилий с чешуйчатой кожей. С настоящими рептилиями, завоевавшими мир в мезозойскую эру, -динозаврами или их предками текодонтами, появившимися в самом конце пермского периода, зверообразных пермских рептилий объединяло немногое. Хотя эти существа и были достаточно архаичными по своему строению и оставались еще очень близкими к примитивным предкам -первым наземным позвоночным, в эволюции рептилий они образуют отдельную ветвь, от которой уже в триасовом периоде произошли первые млекопитающие.

Наиболее крупным хищником в мире,открытом стараниями Амалицкого, была саблезубая трехметровая иностранцевия. Ее жертвой могли быть массивные скутозавры, которые добывали себе пропитание в воде. Когда их челюсти с плотными рядами пильчатых зубов смыкались, получалось "сито", через которое они процеживали воду, вылавливая питательную взвесь из мелких растений.

ХИЩНИКИ И ИХ ЖЕРТВЫ СЕГОДНЯ МИРНО УЖИВАЮТСЯ В МУЗЕЙНОЙ ЭКСПОЗИЦИИ
		Внизу слева - препарированный череп дицинодонта. Внизу справа -так выглядел дицинодонт в представлении художника. Вверху - скелет хищной иностранцевии из Соколков.

Рептилии из семейства парейазавров оказались самыми распространенными обитателями пермского мира. Судя по находкам, вторыми по численности представителями пермской зверообразной фауны были дипинодон-ты. У этих травоядных существ имелись вибриссы и небольшие клыки. Как дицино-донты использовали клыки, до сих пор неясно. По одной из версий, с помощью клыков они раскапывали кучи перегнивающих веток и листьев. А возможно, клыки вообще не использовались и служили вторичным половым признаком: у самцов они были намного больше, чем у самок.

В целом это были крайне тихоходные животные, потому что при ходьбе загребали лапами в стороны, и если им нужно было сделать шаг вправо, то сначала они должны были наклониться влево. Естественно, что это не способствовало быстроте передвижений.

Отсталость пермских рептилий проявлялась не только в недоразвитости двигательного аппарата. Хотя по своим размерам многие зверообразные могли сравниться с медведями, мозг у них был не больше грецкого ореха.

В 1910 году на реке Ветлуге в Нижегородской области был найден замечательно сохранившийся череп дицинодонта. Чтобы воссоздать облик этого животного, проще всего было бы обтянуть череп кожей. Именно так и поступали иногда при реконструкциях зверообразных рептилий. Однако в жизни голова животного должна была выглядеть совсем по-другому. И для того чтобы реконструировать подлинный облик, сначала необходимо воссоздать мышцы. В многочисленных крупных углублениях на черепе дицинодонта в заглаз-ничной части располагалась очень мощная жевательная мускулатура. Стало быть, поверхность головы рептилии в этих областях должна бьша быть не вогнутой, как на голом черепе, а выпуклой.

О том, что у многих рептилий, в том числе и у дицинодонта, могли расти вибриссы, говорит характерный узор из желобков от кровеносных сосудов на лицевой части найденных черепов. Он сходен с узором вибриссовых сосудов и нервов у современных млекопитающих, в частности кошачьих. По-видимому, у пермских рептилий была хорошо развита обонятельная область.

Были ли у дицинодонта уши? На многих реконструкциях животных пермского периода рисуют с такими же ушными раковинами, как у млекопитающих. На самом деле у зве рообразных орган слуха был устроен совсем иначе. У млекопитающих сразу за барабан ной перепонкой располагаются три малень кие звукопередающие косточки: наковальня, молоточек и стремечко. Первые две у зверооб разных были очень крупными и массивными и входили в состав... челюстного аппарата. Функцию звукопроведения они выполняли лишь в те моменты, когда челюсти рептилии касались земли (например, когда животное отдыхало). Зверообразные воспринимали зву ковые волны, распространяющиеся по земле, а не по воздуху. Очевидно, ушных раковин у дицинодонта, как и у других пермских репти лий, не было вовсе. Слышали они очень плохо. Впрочем, в том мире, который они населя ли, тонкий слух едва ли был нужен.

Пермский мир исчез катастрофически быстро. За несколько миллио- нов лет Земля стала неузнаваемой... Глобальные кризисы неоднократ- но потрясали нашу планету. На про- тяжении только последних 570 мил- лионов лет ученые выделяют около двадцати массовых вымираний! Одно из них, имевшее место в конце мелового периода (65 миллионов лет назад), известно особенно широко - именно с ним связано окончательное исчезновение динозавров. Но оно не было крупнейшим, хотя и входит в четверку великих. Крупнейшим же биосферным событием в истории Земли было вымирание в конце пермского периода. Только в морях и океанах тогда исчезло более 50 процентов семейств и 90 процентов видов животных.

На карте древней Пангеи показаны места основных находок пермских рептилий. На этом рисунке Гондвану - блок южных континентов - и Евразию разделяет мелководный океан Тетис. Однако в пермский период на его месте не раз возникали сухопутные "мосты", по которым мигрировали животные. Это и предопределило родство фаун южного и северного полушарий.	КОНТИНЕНТЫ БЫЛИ ОТДЕЛЕНЫ ДРУГ ОТ ДРУГА УЗКИМИ ПРОЛИВАМИ

Облик Земли в те времена был совершенно иным, чем сейчас. Северный магнитный полюс располагался в южном полушарии, а Южный - в северном (это значит, что стрелка компаса показывала бы север там, где, по нашим понятиям, находится юг, и наоборот). Сама Земля была меньше: ее диаметр составлял всего 80 процентов от современного. Единый океан Палеопацифика был не больше нынешнего Тихого океана. В течение пермского периода очертания континентов неоднократно менялись.

Пермский период - переломный этап в истории Земли. По мнению многих геологов, планета в это время расширялась. На ее поверхности (в том числе и на дне океанов) появлялись трещины и разломы. Объемы океанских бассейнов все время менялись, что вело к колебаниям уровня мирового океана. Эти колебания и стали причиной кризиса, охватившего морскую фауну. Каждый из кризисов в отдельности не был фатальным для нее. Но они следовали один за другим...

Наземных позвоночных позднепepмское вымирание затронуло не так сильно, как обитателей океана. Хотя в это время на планете исчезли многие виды тетрапод. В чем же причина их гибели?

В структуре биосферы Земли наземные позвоночные образуют особое сообщество. Ход его развития определяется преимущественно внутренними факторами. Важнейшим из них является борьба за выживание между хищниками и травоядными. Если превосходство хищников не слишком велико, сообщество развивается плавно и спокойно. В противном случае хищники могут стать причиной вымирания травоядных, и, оставшись без источника пропитания, исчезнуть сами. Плавный ход эволюции сменяется кризисом.

В вечном противостоянии хищных и травоядных животных важную роль играет увеличение размеров. Крупным плотоядным легче охотиться, а их потенциальным жертвам -противостоять нападениям. Причем у травоядных это едва ли не единственный эффективный способ защиты: чтобы чувствовать себя в относительной безопасности, они должны быть заметно крупнее хищников.

Рептилии пойкилотермны, то есть в состоянии покоя у них отсутствует механизм терморегуляции. В этом минусе есть один плюс: энергетические затраты у рептилий значительно ниже, чем у гомойотермных животных (птиц и млекопитающих), поэтому им требуется гораздо меньше пищи. А поскольку рептилиям легче себя прокормить, они вполне могут позволить себе очень крупные размеры тела. Если максимальный вес наземного гомойотермного хищника не превышает 400 килограммов (львы, тигры), то, например, у динозавров юрского периода он мог достигать 6 тонн. Вес же некоторых травоядных рептилий вообще доходил до десятков тонн!

Однако в пермское время воспользоваться этим своим преимуществом рептилии не мог ли. Их двигательный аппарат был весьма не совершенен - лапы расставлены так, что при ходьбе туловище переваливалось из стороны в сторону. При таком способе передвижения они не могли быть очень тяжелыми, поэтому все наземные рептилии не могли весить более тонны. Единственный козырь травоядных животных в борьбе с хищниками - больший размер - в те времена отсутствовал. Не прихо дится удивляться, что кризисы один за дру гим потрясали тетраподные сообщества, приводя к исчезновению многих видов.

	На диаграмме отражен рост разнообразия фауны нашей планеты. Глобальные вымирания (им соответствуют провалы на диаграмме) тех или иных групп животных обычно расчищали путь представителям новой фауны.
ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫМИРАНИЯ - ИНСТРУМЕНТ В РУКАХ ЭВОЛЮЦИИ