Ирина Лагунина: Одним из важнейших событий в эволюции животного мира на Земле стал процесс приспособления водоплавающих к обитанию на суше. Этот процесс традиционно описывается в школьных учебниках как выход кистеперых рыб на берега мелких водоемов. О новых открытиях в палеонтологии, которые меняют эту привычную картину, рассказывает научный сотрудник Палеонтологического института Российской академии наук, кандидат биологических наук Олег Лебедев.
С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.
Александр Марков: Как нас учили в школе, предками первых наземных позвоночных были кистеперые рыбы, которые жили в мелких пересыхающих водоемах и постепенно плавники превратились в лапы, и они начали выползать на сушу, спасаясь от хищников или с какими-то другими целями. Олег, расскажите, пожалуйста, как современные достижения палеонтологи согласуются с этой привычной нам картиной выхода рыб на сушу или появились какие-то уточнения, дополнения в последнее время?
Олег Лебедев: Действительно еще в 20 веке считалось, что все происходило практически так, как говорил Саша. Но проходило время, появлялись новые находки, эти находки стимулировали интерес возрастающий. Все больше и больше ученых в мире обращали внимание на эту проблему. Стали обращать внимание на некоторые несоответствия, существовавшие на протяжении 70 лет теории. Стали как-то стараться переосмыслить то, что происходило. Для начала хотелось бы разделить два явления, совершенно не связанные друг с другом. Первое - это вопрос происхождения четвероногих, и второй - это вопрос выхода на сушу. Насколько мы сейчас представляем себе, происхождение четвероногих никак не связано с выходом на сушу. Разделены огромным временным промежутком. Этот выход совершали совершенно другие животные, дальние потомки тех четвероногих, которые когда-то произошли от рыб.
Александр Марков: То есть первые четвероногие, вы хотите сказать, появились в воде, они не выходили на сушу?
Олег Лебедев: Да, совершенно верно, они появились в воде, они обитали в воде, они кормились в воде, они размножались в воде. То есть, собственно говоря, у них не было никаких необходимостей, никаких побуждающих мотивов для того, чтобы на сушу выходить.
Александр Марков: А зачем тогда им ноги были? Ведь у них были ноги, я так понимаю.
Олег Лебедев: У них были в широком смысле ноги, действительно. Давайте попробуем определить, что такое нога и что такое плавник. Плавник тех рыб, которых считают их предками, так называемых кистеперых рыб, он состоит из мясистой лопасти, внутри которой находится мышца, у которой есть костный внутренний скелет. Мышца управляет частями этого скелета и вся эта лопасть вместе управляет плавниковой складкой, которая состоит из отдельных лучей, собственно плавником, той складочкой, которой эта рыба подгребает.
Александр Марков: То есть как лопатка, мясистый отросток, а на нем лопасть.
Олег Лебедев: Довольно толстая и она окаймлена лопастью. Лопасть по устройству ничем не отличается от лопасти селедки, предположим. Отличие заключается в том, что у современных костистых рыб эта лопасть двигается единообразно целиком и пассивно, а те рыбы, которых мы называем кистеперыми, имели в основании значительную конечность, и эта конечность могла управлять этой пассивной частью гораздо свободнее.
Ольга Орлова: А что же такое нога?
Олег Лебедев: А нога, давайте мы ногой будем называть структуру, в состав которой входит не только бедро, малая берцовая, большая берцовая кость, но еще и пальцы, скелет пальцев. Ни у каких рыб, в том числе у кистеперых скелета пальцев не было. В какой-то момент у кистеперых рыб произошел непонятный процесс. Видимо, изменились условия обитания, в результате которых была утрачена складка, состоящая из лучей, внутри появился скелет по принципу нашей пятипалой конечности.
Ольга Орлова: То есть появились отдельные пальцы.
Олег Лебедев: Появились отдельные пальцы. Но, видимо, первично они появились не в том виде, не разъединенные на концах, а сначала скорее всего они были заключены внутрь некоей лопасти, похожей просто на ласты. При помощи этих ласт рыбы, видимо, и передвигались в воде при помощи таких ласт.
Ольга Орлова: А им было удобнее так передвигаться? Чего они достигали таким образом?
Олег Лебедев: А мы этого не знаем. По-видимому, какие-то преимущества были, иначе бы эта структура не возникла.
Ольга Орлова: И этого бы не произошло.
Олег Лебедев: По-видимому, изменились какие-то условия обитания, перешли они в какой-то другой тип водной среды. Появились какие-то другие жертвы, которых нужно было есть и догонять как-то иначе, чтобы схватить. Это совершенно непонятно. У нас, к сожалению, нет никаких фактов для того, чтобы начинать строить хотя бы даже гипотезы.
Ольга Орлова: Просто для этого нужно понять, какие преимущества это дает. Скажем, отталкиваться от дна стало удобно или плотность воды.
Олег Лебедев: Это маловероятно. Какая-то опора, видимо, на дно как-то они опирались, но очень маловероятно. Потому что древнейшие четвероногие так же, как рыбы, были покрыты чешуей. Маловероятно, что это опора на дно.
Александр Марков: Получается из ваших слов, что это была поначалу просто некая модификация обычного плавника. Вместо мягких эластичных лучшей появились кости пальцев.
Олег Лебедев: Совершенно верно. Короткая лопасть, мясистая лопасть кистеперых рыб была удлинена за счет внутреннего скелета, не внешнего скелета, вот этой плавниковой оторочки, а внутреннего скелета и, соответственно, мясистая часть удлинилась. Вот этой гипотетической стадии мы почти не имеем. У нас есть древнее животное из Гренландии под названием акантостега, видимо, у нее эта лопасть была очень короткая, но широкая, у нее есть внутренний скелет пальцев. Кстати, пальцев у нее 9. То есть количество пальцев у древних четвероногих нефиксированно, известно от 5 до 9 пальцев. Это особой роли не играло, сколько пальцев. Гораздо позже у каменноугольных четвероногих животных появляется фиксированная пяти или четырехпалая лапа.
Александр Марков: Скажите, откуда стало известно, что эти первые четвероногие, откуда стало известно, что они жили в воде, может быть они выходили на сушу?
Олег Лебедев: Так утверждают геологи, что они найдены в отложениях речных протоков, стариц, каких-то озерных водоемов. Конечно, можно предполагать, что они выходили на сушу.
Ольга Орлова: Значит потом возвращались обратно.
Олег Лебедев: Тому, кто предположит ,что они выходили на сушу я задам вопрос: зачем? Если я получу ответ на этот вопрос, тогда я с ним соглашусь.
Александр Марков: Может быть спасаться от хищников.
Олег Лебедев: Они сами были хищниками и немаленькими.
Александр Марков: Может быть они выходили охотиться на насекомых каких-нибудь?
Олег Лебедев: Это совершенно невероятно. Потому что строение зуба у всех девонских четвероногих, кстати говоря, меня поражает, что во всех находках, в какой бы точке земли их ни находили, там где известны зубы, зубы все абсолютно одинаково устроены. В случае, если мы находим малюсенький кусочек челюсти, мы совершенно не понимаем, от кого это. Посмотрев на зуб, можно совершенно твердо сказать – это зуб четвероного животного, девонского четвероногого. И все эти зубы рыбоядного типа. Ими было невозможно ни поймать, ни тем более обработать членистоногое с его жестким хитиновым покровом.
Ольга Орлова: То есть они питались все рыбами?
Олег Лебедев: Они были замечательно приспособлены для того, чтобы ловить и заглатывать целиком рыбу.
Александр Марков: Получается, что на суше им было просто нечего делать.
Олег Лебедев: Просто нечего делать. Потому что размножались они, конечно, в воде и питались, разумеется, в воде.
Александр Марков: И врагов особо опасных у них не могло быть.
Олег Лебедев: У них были враги, естественно, крупные, те же самые крупные кистеперые рыбы. Они занимали разные экологические ниши. Кроме того враг необходим экосистеме, иначе ты начнешь размножаться так, что заполонишь собою все. Численность надо регулировать.
Александр Марков: Как мы поняли, значит они жили в каких-то мелких пресных водоемах, вы сказали, в старицах, в протоках.
Олег Лебедев: Это гренландские формы. В основном, к сожалению, палеонтологическая летопись устроена так, что мы можем очень редко наблюдаем отложения заведомо глубоководные, поэтому сказать, что кто-то найден в глубоководных условиях, можно довольно нечасто.
Ольга Орлова: То есть мы не знаем, жили они или нет в глубоких водах.
Олег Лебедев: Мы не знаем этого. Но скорее всего, поскольку это были хладнокровные животные, им нужны были мелкие хорошо прогреваемые водоемы для того, чтобы активно поддерживать жизнедеятельность.
Александр Марков: То есть мы получаем девонский период.
Олег Лебедев: Это вторая половина девонского периода. Это 345 миллионов лет и дальше.
Александр Марков: Значит в это время получается, что жили такие особые рыбы, у которых плавники уже были с пальцами внутри, по крайней мере, со скелетом пальца.
Олег Лебедев: Всегда в палеонтологии трудно провести грань. Можно назвать, конечно, этих животных рыбами, потому что они жили воде и дышали жабрами, но в то же время если был утерян плавник, а вместо него была хоть и очень примитивная, плохо сформированная конечность, построенная по типу ноги, то давайте все-таки называть четвероногими.
Александр Марков: Был некий период, когда все четвероногие жили исключительно в воде?
Олег Лебедев: Был такой период, он был очень длительным.
Александр Марков: А потом, стало быть, что-то произошло и они вышли на сушу. Как это произошло, есть какие-то факты, находки?
Олег Лебедев: Здесь два соображения. Можно себе представить, предположить, как происходил выход, скажем, на континент. О том, какие четвероногие первыми вышли на сушу, мы достаточно хорошо знаем. Были на рубеже примерно 300 миллионов лет, не могу точно сказать, не помню точную цифру, это в середине карбона произошло, появились явно совершенно наземные четвероногие животные, с явно ходильного типа конечностями, у которых хорошо окостеневали кости, у которых хорошо окостеневали суставы. То есть такая конечность, которая в состоянии была поддерживать вес тела животного. А то, что было до них, можно предполагать, что они какое-то время проводили вне воды, но это мы доказать никогда, наверное, не сможем. А что касается выхода на континент, в континентальные условия из прибрежно-морских, в которых преимущественно находят древних четвероногих, то наверное, процесс происходил достаточно банально. Что было всегда движущей силой эволюции? Две основные причины. Первое – это погоня за самкой, второе – погоня за едой. Нет, извините, наоборот: любовь приходит и уходит, а кушать хочется всегда. Сначала для того, чтобы размножаться, нужно хорошенько покушать. Соответственно, если есть некая добыча, которая от тебя уходит, то ты ее преследуешь. У тебя нет вариантов, ты должен поесть сегодня. Ели четвероногие рыбу, потому как мы выяснили, что есть больше было нечего, ни на что не были способны. Рыбы плавали везде там, где была вода. Соответственно, четвероногие шли туда, где жила эта рыба. Где могла жить эта рыба? Рыба могла жить в морских водоемах, а также, видимо, в какой-то момент начала распространяться вверх по устьям рек, реки меняли русла, образовывали старицы, образовывали озерные системы. И таким, видимо, образом медленно, постепенно четвероногие, уходя постепенно за рыбой наверх, на континент, постепенно завоевывали континентальное пространство.
