Палеонтология — наука, которая изучает организмы, жившие в прошлые геологические периоды. Останки этих существ являются ключом к множествам тайн этого мира. Исследуя особенности древней флоры и фауны, ученые выясняют, как животный мир отвечает на изменения окружающей среды, и даже способны спрогнозировать влияние тех или иных факторов на современные экосистемы.
«Еще школьницей я заинтересовалась предками млекопитающих — звероящерами, или синапсидами, — рассказывает аспирантка, старший лаборант лаборатории поведенческой экологии сообществ Института систематики и экологии животных СО РАН Анна Алексеевна Новиковская. — Эти существа, почти вдвое старше динозавров, пережили величайшее вымирание из всех известных, распространились по всему миру и дали начало нам, млекопитающим — группе, что существует уже почти двести миллионов лет. Изучать историю животного мира и важно, и нужно, ведь это наша собственная история, наша летопись, текущая через миллионолетия: от первых многоклеточных, через кистеперых рыб и примитивных амфибий, мохнатых звероящеров и крохотных изначальных млекопитающих, — до нас с вами».
Раскопки в Сибири
История животного мира на той или иной территории, как правило, беспрерывна. Идут годы, экосистемы сменяют друг друга вместе с теми, кто тесно с ними связан. Мало кто задумывается, что рядом с его любимым кафе много миллионов лет назад существовал океан с множеством трилобитов, а десятки тысяч лет назад тут жили шерстистый носорог или бизон.
«На территории Новосибирской области обитали преимущественно представители мамонтовой фауны: шерстистые мамонт и носорог, — комментирует ведущий научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН доктор географических наук Ярослав Всеволодович Кузьмин. — Были и копытные: бизон, первобытная лошадь, дикий бык, северный олень, благородный олень, большерогий олень, сайга. Хищных животных тоже встречалось немало, среди них — волк, лисица, песец, пещерные лев и медведь. Они и встречаются чаще всего при изучении четвертичной палеонтологии НСО и сопредельных районов Западной Сибири».
Часть этих животных, к сожалению, вымерли. Мы больше не встретим в Сибири шерстистых мамонтов и носорогов, бизонов, первобытную лошадь, дикого быка, большерогого оленя и пещерного льва. Однако предки некоторых древних видов животных уцелели, в их числе — благородный олень, сайга, волк, медведь, лисица, а в более северных регионах Западной Сибири — песец и северный олень.
Чтобы найти останки древних животных, ученые проводят немало раскопок. Так, в 1999 году сотрудник Томского государственного университета Алексей Владимирович Воронкевич на геологическом обнажении «Шестаково-3» в Кемеровской области обнаружил два целых скелета пситтакозавров в анатомическом сочленении. Они послужили основой для описания отдельного вида этих древних ящеров, названного пситтакозавром сибирским (Psittacosaurus sibiricus).
Российские исследователи из Института истории материальной культуры РАН обнаружили на острове Жохова в Якутии останки собак, которые могли быть одними из первых одомашненных собак в истории человечества. Оказалось, что первый шаг к тому, чтобы рядом с нами сейчас существовали милые и преданные компаньоны, был сделан на севере Сибири около 15 000 назад.
По данным журнала Geobios, в 2018 году ученые из Санкт-Петербургского и Томского государственных университетов обнаружили в Кемеровской области останки нового вида гигантских травоядных динозавров, живших на территории современной Сибири около 120 миллионов лет назад. Ему дали имя Sibirotitan astrosacralis. Ученые предполагают, что он относится к числу титанозавров, семейству крупнейших живых существ, когда-либо обитавших на Земле.
Ярослав Кузьмин напоминает, что в пещерах Горного Алтая найдены многочисленные костные останки ископаемых животных: например, их обнаружили в Денисовой, Страшнóй, Каминной, Разбойничьей, Чагырской, Окладникова и других пещерах. Есть и находки костей на прибрежных отмелях крупных рек: Оби, Иртыша, Томи, Чумыша. И, конечно же, палеонтологи проводят пешие маршруты по берегам рек и карьерам (например, угольным в Кузбассе), где ищут кости вымерших животных.
Кладбища древних животных
Большой интерес у исследователей вызывают кладбища древних животных — так палеонтологи называют массовые скопления костей, зубов и бивней. «Сейчас в селе Мамонтово в Каргатском районе Новосибирской области проводятся систематические раскопки крупнейшего в Азии кладбища мамонтов Волчья Грива, — говорит Ярослав Кузьмин. — Там работает группа палеонтологов Томского государственного университета под руководством доктора геолого-минералогических наук Сергея Владимировича Лещинского. В природе такие скопления встречаются очень редко. Чаще всего кости древних животных находят на археологических стоянках эпохи палеолита (то есть каменного века), но подобного в НСО очень мало».
Особенностями захоронений остатков древних организмов занимается наука тафономия — ее основателем был знаменитый палеонтолог и писатель доктор биологических наук Иван Антонович Ефремов. Его научный труд «Тафономия» был опубликован в 1950 году.
Кладбища древних животных могли появиться по нескольким причинам: к примеру, во время наводнений вода сносит трупы зверей в низины, где они накапливаются и затем превращаются в ископаемые останки. Также возможны природные ловушки: скажем, пересохшее озеро, покрытое толстым слоем илистой грязи, привлекает изнывающих от жажды животных, которые вязнут в этой грязи и не могут выбраться.
«Сюда же можно отнести асфальтовые ямы в Северной Америке, где вязкое дно скрывало тонкий слой воды, и зверей засасывало туда, — комментирует Анна Новиковская. — Поскольку в разных местах отложения осадочных пород идут с разной скоростью, в сравнительно тонком пласте породы иногда лежат рядом существа, разделенные тысячами, если не миллионами лет истории. Назвать это кладбищем, конечно, можно, но с этой точки зрения между мумией фараона и трупом какого-нибудь вандала в египетской пирамиде тоже нет никакой разницы. Поэтому нужно быть очень внимательными с датировками найденных останков».
Кладбище также появится, если животные окажутся под грязевым селем, облаком вулканического пепла, горным обвалом или сходом мокрого песка. Предполагается, что именно так в Монголии была захоронена знаменитая пара застывших в схватке протоцератопса и велоцираптора.
Знаменитая пара велоцираптора и протоцератопса, застывшая в схватке. Фото представлено Анной Новиковской
Кометы, индейцы и котики
Почему же все эти создания, которые в далеком прошлом занимали обширные ареалы, вымерли? Ученые предложили немало теорий, пытаясь дать четкий ответ на этот вопрос, но это до сих пор остается загадкой. Кто-то связывает это с антропогенной нагрузкой, кто-то — с изменением климата, вспыхнувшими эпидемиями и даже с падением небесного тела. Вероятно, причин было много, и где-то сильнее действовали одни факторы, а где-то — другие.
Анна Новиковская приводит пример: «Саблезубые тигры, скорее всего, вымерли не сами по себе, а из-за конкуренции с людьми и от недостатка пищи, и в разных регионах Земли разные виды саблезубых исчезали неодновременно: скажем, в Африке — 1,5 миллиона лет назад, а вот в Северной Америке последние представители этого рода вымерли 10 тысяч лет назад, уже в “человеческую” эпоху».
О причинах миграций животных можно сказать существенно больше. Анна Новиковская отмечает: если говорить о древнем мире, уже связанном с существованием человека, соображений на этот счет много.
«Люди очень сильно повлияли на распространение домашних животных и животных-синантропов, то есть существующих вместе с человеком: например, домовая мышь никогда не смогла бы так широко расселиться по миру, если бы не зернохранилища и миграции наших предков. Или лошади на Американском континенте — они вымерли еще до нашей эры и были повторно завезены много тысяч лет спустя, с европейской колонизацией», — рассказывает Анна Новиковская.
Геном и поведение
При изучении древних животных палеонтологам необходима помощь других специалистов, в частности биологов. Без исследования ДНК ископаемых зверей так и не удалось бы вскрыть огромный пласт информации об особенностях их жизни.
«Первая молекулярная работа по древней ДНК была сделана больше 30 лет назад, с развитием биологических методов подобных исследований становилось всё больше, — комментирует младший научный сотрудник лаборатории цитогенетики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Анна Сергеевна Дружкова. — Они позволяли иначе взглянуть на уже описанные образцы (определить более точно видовую принадлежность, популяционную историю видов). Для доказательства достоверности ведущими лабораториями был принят протокол аутентичности, то есть правила: работы в стерильном боксе, обработки поверхностей и инструментов, подтверждения результатов в независимых экспериментах».
Теперь эти методы стали еще более точными: высокопроизводительное секвенирование и биоинформационные способы анализа позволяют ученым восстановить полные геномы древних животных возрастом до миллиона лет, узнать не только внешний вид, особенности физиологии и филогенетическую связь с современными представителями, но и увидеть заболевания и мутации.
Однако не всё настолько просто — обычно ископаемая ДНК находится в таком состоянии, что подчас выжать из нее информацию очень сложно. «Образно выражаясь, если вся наша ДНК, весь наш геном — это полновесная книга на множество страниц, то ископаемая в самом лучшем случае — порванная, пожеванная и вымоченная в кислоте страничка из пятой главы. Если образцов для анализа много, как в случае с мамонтами, то можно оценить степень родства животных, их генетическое разнообразие», — объясняет Анна Новиковская.
Она отмечает: мы не можем многого сказать о поведении древних животных просто потому, что не имеем возможности наблюдать их в естественных или лабораторных условиях. Зачастую все гипотезы о поведении, скажем, динозавров строятся исключительно на основании поведения их ныне живущих родственников — крокодилов и птиц, а также поведения крупных млекопитающих: «Насколько это правомерно, сказать нельзя, ведь никто никогда, надеюсь, не увидит тираннозавра живьем. Что же касается зверей, существовавших сравнительно недавно, то об их поведении можно судить конкретнее, наблюдая за их более-менее близкими родственниками: к примеру, вряд ли поведение пещерного льва так уж отличалось от поведения амурского тигра, поскольку и тот и другой — крупные кошки, живущие в суровых условиях Севера».
Палеонтология как хобби
Для тех, кто заинтересовался палеонтологией и хотел бы больше узнать о животных, когда-то обитавших на нашей Земле (и в Сибири в частности), — рекомендации сибирских ученых.
Анна Новиковская советует посетить музей природы в Новосибирском государственном краеведческом музее — там есть хорошая палеонтологическая экспозиция. Если же говорить о Сибири в целом, то стоит обратить внимание на Кемеровскую область: село Шестаково — крупнейшее в России кладбище динозавров, и в Кемеровском краеведческом музее можно полюбоваться на симпатичных пситтакозавров и мамонтов.
Если человек, интересующийся древними животными, окажется в Томске, то ему прямая дорога в Палеонтологический музей имени В. А. Хахлова ТГУ. Там есть, в частности, два полностью сохранившихся скелета динозавров — раннемеловых пситтакозавров.
Ярослав Кузьмин предлагает также обратиться к научно-популярной литературе: «Есть две книги классика четвертичной палеонтологии Н. К. Верещагина, которые вполне подойдут для тех, кто интересуется наукой: “Почему вымерли мамонты” и “Записки палеонтолога”. Из новых книг появился перевод книги Бет Шапиро “Наука воскрешения видов. Как клонировать мамонта”».
Стоит обратить внимание и на другие книги: «Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты» Дональда Протеро, «До и после динозавров» Андрея Журавлёва, «Эгоистичный ген» Ричарда Докинза, «Удивительная палеонтология» Кирилла Еськова.
Анастасия Кузнецова, студентка ГИ НГУ
Фото и изображения предоставлены исследователями
