Мой маленький ощипанный королек был похож на динозавра в миниатюре. Это не случайно: уже давно отмечается близость между некоторыми динозаврами и птицами. А вот температуру тела у них сравнить было бы сложнее, тем более что температура, к сожалению, уже долгое время считается отличительным признаком птиц по сравнению с рептилиями. Все больше ученых соглашается с тем, что птицы в эволюции произошли от древних рептилий, и, соответственно, в кругах эволюционистов считается логичным, что и способность птиц поддерживать определенную температуру тела – тоже новое качество более высокоразвитого существа. Я с этим не согласен. Способность поддерживать высокую температуру тела у предположительно более высокоразвитых теплокровных позвоночных – не новое свойство. Оно обычно для всех крупных летающих насекомых – древних животных, появившихся еще до динозавров. Последние исследования насекомых показывают, что способ поддерживать высокую температуру тела с помощью внутреннего тепла, полученного путем дрожи, и сохранять ее посредством теплоизоляции не так нов, как обычно принято было считать. По самым скромным оценкам, с учетом их размеров и способности летать некоторые стрекозы или подобные им насекомые были эндотермными – то есть были способны вырабатывать и сохранять тепло – не менее 300 млн лет назад. В настоящее время многие другие насекомые самых разных таксонов тоже регулируют температуру тела, вырабатывая внутреннее тепло, используя теплоизоляцию, механизмы сохранения и потери тепла с помощью противотока и разделения тока гемолимфы
[26], охлаждаясь путем испарения, греясь на солнце и чередуя виды деятельности. Есть и насекомые, которые вообще никак не регулируют температуру. Это весьма тривиальным образом зависит от размеров тела и образа жизни. Итак, отсюда следует, что терморегуляция в эволюции может меняться без оглядки на древних предков как таковых, чтобы животное приспособилось к конкретным условиям. По насекомым также понятно, что у мелких животных эндотермия (процесс, в котором выработанное в теле тепло сохраняется, чтобы поддерживать температуру) связана с теплоизоляцией. У многих пчел и некоторых других насекомых теплоизоляцию обеспечивают волосоподобные выросты. У мотыльков вместо этого используется толстый ворс из видоизмененных чешуек, а у стрекоз тело окружает слой воздухоносных мешочков. У млекопитающих есть мех, а у птиц конечно же то, что мы называем перьями – образования, в которых кроется ключ к регуляции температуры тела и соответствующему образу жизни птицы. Но, естественно, перья имеют особое значение, потому что часть из них служит еще одной, совершенно другой функции, обеспечивая птицам допуск к полетам.
В научной литературе уже давно идет дискуссия об эндотермии динозавров и эволюции птичьего полета. Исходно доводы в ней ограничивались системой несколько упрощающих картину предположений: динозавры – «рептилии», а у современных рептилий нет теплоизоляции, соответственно, предполагалось, что динозавры были холоднокровными. Все были шокированы, когда в 1861 году, всего через два года после выхода «Происхождения видов путем естественного отбора» Чарльза Дарвина, рабочие в известняковом карьере на юге Баварии обнаружили ископаемое, которое, очевидно, было маленьким динозавром с зубами и длинным хвостом, но одновременно было и птицей, потому что в известняке ниже слоя мелового периода прекрасно сохранились отпечатки перьев возрастом 150 млн лет. Археоптерикс, «древняя птица», как назвали это существо, был и остается самой древней ископаемой птицей, которую когда-либо находили. Перья на передних конечностях у него крупные, так что, вероятно, он был способен по крайней мере на какое-то подобие полета. Но что было до этих перьев? Если они образовались из теплоизолирующего материала, то даже более древние птицы, чем археоптерикс, были эндотермными (к сожалению, все ископаемые останки птиц, которые находили впоследствии, были моложе, и перья, которые могли бы послужить «недостающим звеном», чтобы ответить на этот вопрос, так и не нашли).
Однако в 1990-х годах в отложениях вулканического пепла в китайской провинции Ляонин обнаружили впечатляющие останки птиц возраста от 124 до 147 млн лет. Они не позволяли выстроить линию прямого родства, но приоткрыли завесу эволюции перьев (хотя по этим останкам и не всегда можно датировать возможное развитие эволюционных отношений между птицей и динозавром или найти места ветвления в них). У одной из первых обнаруженных в Ляонине протоптиц, конфуциосорниса, были такие же перья, как у современных птиц, и она была к ним еще ближе, чем археоптерикс. Однако в 1996 году в тех же отложениях нашли маленького двуногого тероподового динозавра, которого назвали синозавроптериксом. Как и у его родственника, велоцираптора, у синозавроптерикса были острые зубы и когти и длинный хвост. Это был хищник с задними конечностями, приспособленными для быстрого бега. Но важнее, что на теле животного, не относящегося к птицам, были похожие на перья образования – об этом говорили четкие отпечатки в мелком вулканическом пепле, где прекрасно сохранились его останки. Отметим особо, что перья на передних конечностях ископаемого были совершенно непригодны для полета. Таким образом, скорее всего, перья этой примитивной протоптицы для полета не использовались вообще. Следовательно, синозавроптерикс (и другие обнаруженные позже динозавры с подобными перьевыми образованиями) дает веские основания предполагать, что маховые перья образовались из средства теплоизоляции. Большой вопрос состоит в том, как пуховая теплоизоляция может превратиться в перья для полета? Нельзя сказать, что я много об этом размышлял, но однажды ночью в начале марта 2002 года, когда я слушал, как дождь стучит по крыше моего лесного домика в Мэне, а сам домик качало ветром, у меня откуда ни возьмись возникла идея, которую я и изложу здесь.
Зима уже была теплой – по меркам Мэна: в эту ночь стояла температура всего на градус или два выше нуля. Так что вместо метели лил дождь. Ботинки за день в лесу у меня отсырели, и ноги все еще не согрелись. От мокрых ног мои мысли перешли к рассказу Джека Лондона, где новичок-чечако погиб, потому что промочил ноги. Внезапно банальная и очевидная мысль наполнилась смыслом: теплоизоляция королька творит чудеса, но, если птицу намочить, она окажется все равно что голой. Вот почему лучше попасть в метель при отрицательной температуре, чем под холодный дождь. Дождь холодный почти всегда и теоретически может убить. Особенно тяжелое испытание он несет для маленькой эндотермной птицы, потому что чем более пушистая (то есть в целом лучшая) у нее теплоизоляция, тем скорее она превратится в губку, которая высосет из тела все тепло и жизнь (насекомые просто охлаждаются, для них теплоизоляция не важна). Необходимость переносить зимние условия и выживать должна была оказывать большое давление в эволюции птиц, когда те стали полностью или почти полностью эндотермными. Как птицы развивались, чтобы справиться с этой задачей? Что, если они стали использовать для этого маховые перья? Совпадение ли, что птенцы рябчика в Мэне выживают, только если до того момента, как они смогут летать, не будет идти дождь?
