После астероида. Адаптивная радиация млекопитающих

Человек – млекопитающее, и 90 % генов, или около 3 млрд пар оснований ДНК, мы делим с другими млекопитающими, от крыс до енотов. Где-то среди остальных 10 % нашей ДНК находятся гены, которые нас отличают.

Как и все млекопитающие, мы теплокровные, а значит, нам нужно больше энергии, чем рептилиям, чтобы температура тела оставалась высокой и мозг продолжал функционировать. Нам нужен мощный мозг – он должен изобретать массу экологических трюков, чтобы поддерживать эти большие потоки пищи и энергии. Первые подобные млекопитающим создания были не крупнее мыши, но, вероятно, уже вскармливали потомство, как современные млекопитающие, и уже обладали необычно большим мозгом относительно размеров тела. Базовое разделение на сумчатых (их детенышам нужна особая защита и питание, часто в сумке) и плацентарных млекопитающих (детеныши получают питание в утробе через плаценту) произошло не менее 170 млн лет назад.

На протяжении долгих 150 млн лет или около того, пока длились юрский и меловой периоды, большинство видов млекопитающих оставались мелкими и шныряли по залитому лунным светом подлеску[119]. У них было множество форм. Одни были похожи на собак, например репеномам, существо достаточно крупное, чтобы есть мелких динозавров и их детенышей. Другие плавали, вернувшись в океан. Кто-то напоминал летучих мышей, кто-то ел насекомых, кто-то лазал по деревьям. Около 150 млн лет назад мир млекопитающих изменился благодаря эволюции новых типов растений, которые стали конкурировать с хвойными и папоротниками, до тех пор доминировавшими в растительном мире. Это были покрытосеменные растения, у которых есть плоды и цветки – сегодня они преобладают в зарослях и лесах, в парках и садах. Цветковые растения оказались питательной золотой жилой для млекопитающих, поскольку их зубы приспособлены к тому, чтобы пережевывать плоды и семена или многочисленных насекомых, которые сами едят цветковые растения или помогают их опылять.

Возможно, астероид, уничтоживший динозавров, убил и три четверти всех имевшихся видов млекопитающих. Но большинство из них оставались мелкими, так что некоторым удалось прорваться через эволюционный кризис. Когда планета вернулась в относительно нормальное состояние, те, кто выжил после Чиксулубского астероида, оказались в странном новом мире. С уходом динозавров открылись новые возможности. В результате новой эволюционной радиации выросло разнообразие млекопитающих, как сегодня бывает с предприятиями малого бизнеса, когда какая-нибудь большая корпорация в одну ночь объявляет себя банкротом. Многие их виды стали крупнее. Через полмиллиона лет уже существовали травоядные млекопитающие размером с корову и такие же хищники. Были здесь и приматы (от которых произошли мы), представители отряда млекопитающих, живущих на деревьях и питающихся фруктами. Хотя первые из них существовали уже при динозаврах, расцвета они достигли, лишь когда те ушли со сцены.

Прежде чем млекопитающие захватили Землю, пришлось пережить еще один кризис. Это был палеоцен-эоценовый термический максимум (для любителей сокращений, PETM[120]) – ударное парниковое потепление, короткое и резкое, на границе палеоценовой и эоценовой эпох около 56 млн лет назад. Оно было достаточно опасным, чтобы привести к вымиранию множества видов. Сегодня PETM интересен тем, что это последний период стремительного парникового потепления в истории Земли, так что он может помочь разобраться в нынешних климатических изменениях. Параллели заставляют содрогнуться. Во времена PETM в атмосферу было выпущено примерно столько же углекислого газа, сколько сегодня выбрасывается при сжигании горючих ископаемых, и 56 млн лет назад это привело к повышению среднемировой температуры на 5–9 °C[121].

Чем было вызвано это внезапное потепление? Около 56–58 млн лет назад необычно активными были вулканы, и за счет вулканического углекислого газа выросло его содержание в атмосфере. Но затем очень быстро произошло что-то еще, в течение, возможно, всего 10 000 лет, примерно за то время, которое в истории человечества прошло с возникновения сельского хозяйства. К концу этого периода многие виды растений, животных и морских обитателей исчезли. Самое правдоподобное предположение сегодня состоит в том, что полярные океаны нагрелись достаточно, чтобы метановые клатраты (шарики замороженного метана, похожие на лед, но воспламеняющиеся, если поднести спичку) внезапно растаяли и выпустили большое количество метана, еще более мощного парникового газа, чем углекислый. При этом потепление могло произойти очень быстро. Если все было так, сегодня нам нужно крайне внимательно относиться к клатратам метана в современных полярных океанах.

После климатического скачка, продлившегося, вероятно, 200 000 лет, началось долгое, медленное снижение мировой температуры до более холодной, причем несколько раз случались краткие повороты вспять. Количество углекислого газа снова стало падать, а кислорода – расти. Разница в температуре между экваториальной и полярными зонами увеличилась, и по Арктике и Антарктике расползлись льды, запирая в ледниках воду, поэтому снизился уровень океана.

Отчасти похолодание вызвали изменения в цикле обращения Земли по орбите и в наклоне ее оси. Такие изменения называются циклами Миланковича в честь ученого, который первым их описал. Когда они произошли, с Солнца на Землю стало поступать немного другое количество энергии. Возможно, подействовали и тектонические процессы, когда расширился Атлантический океан и раскололся на отдельные современные материки большой южный континент Гондвана. Антарктика установилась на Южном полюсе, предоставив платформу для формирования огромных ледяных покровов, а северные континенты плавали по полярному океану, заслоняя область Северного полюса от теплых экваториальных течений. Тем временем в результате столкновения Индийской плиты с Азией поднялись Гималаи, что ускорило выветривание, причем углерод стал быстрее перемещаться из воздуха в море и в земную кору.

Возможно, живые организмы тоже способствовали охлаждению биосферы. В последние 30 млн лет с падением количества углекислого газа сформировались новые типы растений, в том числе травы, покрывающие современные саванны и пригородные лужайки. Травы использовали новую форму фотосинтеза – С₄-фотосинтез, который более эффективен, чем C₃-фотосинтез деревьев и кустарников, и потому откачивает из атмосферы больше углерода[122].

Какими бы ни были причины, похолодание, которое началось около 50 млн лет назад, продолжается и сегодня. Около 2,6 млн лет назад, в начале плейстоценовой эпохи, мир вступил в текущую фазу регулярных ледниковых периодов. Таким холодным он не был 250 млн лет, с тех пор как в конце пермского периода разделилась Пангея. 50 млн лет назад в зябком мире беспорядочных климатических изменений, пережившем динозавров и PETM, появились наши предки-приматы.