Эти и подобные анализы характерны для современных палеонтологических исследований, потому что позволяют проследить изменения во времени и пространстве, т. е. серьезные возражения против «стандартной» филогении, подобные филогении Лёвена, и интригуют, и вызывают сомнения. Верной может быть только одна модель эволюции тираннозавров (возможно, конечно, не верна ни одна из ныне известных), и для специалистов по тираннозаврам это богатейшая область исследования.
Далее в книге я буду для ясности придерживаться «стандартной» модели как основания для всего, касающегося эволюции тираннозавров, тем не менее в некоторых областях, где уместно, я ссылаюсь и на филогению Лёвена.
Теперь мы знаем, кто такие тираннозавры и чем характеризуются они сами и их эволюционная история, но эта группа просуществовала 100 млн лет на трех, а возможно, и на пяти континентах. Как именно эти клады распределялись по столь огромному промежутку времени и гигантской территории, какие виды и группы когда появились – наша следующая тема.
Глава 5
Тираннозавры во времени и пространстве
Хорошо разобравшись, кто является тираннозавром, а кто нет, а также составив представление о разных группах тираннозавров и их родственных связях, можно углубляться в то, что происходило с этими животными на протяжении миллионов лет, пока они бродили по земле. Позже мы отследим эволюционные тенденции в изменениях формы и размера, продолжавшихся со времени первого появления тираннозавров и вплоть до последних представителей этой группы, но здесь рассмотрим картину их распространения.
Мы не знаем, каким был первый тираннозавр. Филогении позволяют нам определить виды, которые, по нашим предположениям, были ближайшими к точке отделения тираннозавров от других тероподов, но мы не можем сказать, являлось ли это животное исходным «анцестральным» или предковым видом. Следовательно, даже если нам посчастливится когда-либо найти поистине «первого» тираннозавра, мы даже не узнаем, что нашли его: ведь эволюция не просто отделяет вид как готовую новую группу, но постепенно разводит эволюционирующие популяции, и потому поиски подобного животного, скорее всего, тщетны.
Однако мы все-таки можем попытаться определить, как должно было выглядеть это животное, а также когда и где на Земле оно могло появиться, на основании того, что мы знаем о самых древних тираннозавроидах и базальной для них кладе целурозавров, от которых они отделились. Может показаться, что сложнее всего установить фактическое время появления этого животного, но в некотором смысле это один из самых простых вопросов.
Вопреки популярному представлению, возраст горных пород и окаменелостей нельзя определить методом радиоуглеродной датировки, т. е. по изотопам углерода. Дело в том, что радиоактивные углеродные часы точны в пределах нескольких десятков тысяч лет, а потому бесполезны для любых материалов старше 50 000 лет и, следовательно, применимы к очень малому числу окаменелостей, но зато очень полезны для древних останков, еще не успевших минерализоваться и превратиться в камень. Тем не менее сам принцип, на котором построен метод, не слишком далек от того, который используется при датировке значительно более древних останков.
Многие химические элементы существуют в нескольких формах, называемых изотопами: у изотопов одинаковое количество протонов и электронов, что придает им характерные свойства, но число нейтронов отличается, поэтому изотопы имеют разную массу. Эти формы пишутся с числами, которые показывают их атомный вес, так что часто можно увидеть упоминания об 238U как о форме урана или об 14С как форме углерода. Изотопы с дополнительными нейтронами нестабильны и радиоактивны, они избавляются от лишнего багажа, чтобы перейти в более стабильную форму. Поскольку этот распад происходит с одинаковой скоростью, характеризующейся периодом полураспада, то, если мы знаем соотношение радиоактивного изотопа и нормальной формы в начале временного периода и плюс сейчас нам известна скорость полураспада, мы можем рассчитать, как давно начался распад. Словом, мы можем приблизительно определить возраст данного материала. Что удобно, некоторые изотопы остаются стабильными чрезвычайно долгое время, поэтому мы можем датировать даже очень древние горные породы по таким изотопам с большим периодом полураспада. В настоящее время периоды полураспада для изотопов измерены очень точно и откалиброваны друг относительно друга, а лучшие датировки проводятся по нескольким изотопам, которые распадаются с разной скоростью, так что их можно сравнивать. Уже нет ничего необычного в том, что породы возрастом 100 млн лет датируются с точностью до пары десятков тысяч лет. Это очень впечатляющие результаты.
Но, как ни досадно, мы можем датировать таким методом только вулканические породы, а в них залегает мало ископаемых останков живых организмов (что неудивительно). Поэтому обычно мы датируем вулканические породы, залегающие выше и ниже горизонта, содержащего изучаемую окаменелость, и это дает диапазон, в пределах которого должно было жить данное животное. Иногда – когда вулканические слои лежат очень близко к нашей окаменелости – этот диапазон довольно узок, но в других случаях они могут располагаться сильно выше или ниже, отчего диапазон получается большим. Иногда породы датированы не очень точно или для них вовсе нет датировок (сопоставляя их с другими породами, мы все же можем получить общее представление, когда они сформировались, но не точные значения), и это неизбежно ведет к еще большему разбросу. Геологи также проделали огромную работу, соотнося слои горных пород в разных местах залегания, а палеонтологи помогали им, используя определенные ископаемые, которые могут относиться только к ограниченным временным периодам, что позволяет сопоставить отложения ископаемых останков по всему миру. В результате, если вдруг обнаруживается новое местонахождение окаменелостей, можно довольно просто определить, из каких породных формаций они происходят или как минимум к каким они ближе всего, и высчитать возраст.
Огромное множество породных формаций, содержащих останки динозавров, теперь датированы довольно подробно, поэтому в основном у нас имеется вполне удовлетворительное представление о возрасте изучаемого тираннозавра, и в некоторых случаях мы можем очертить временные границы существования вида.
Древнейшие тираннозавры
Самые древние тираннозавры – килеск и процератозавр, обоим примерно по 167 млн лет, но и тот и другой известны по довольно небольшому количеству ископаемого материала (относящегося к среднеюрскому периоду). Гуаньлун из Китая
{16}, однако, известен по нескольким почти полным экземплярам и позволяет составить значительно лучшее представление об этих древних тираннозаврах. Он ненамного младше двух первых: породы, в которых он был обнаружен, датированы 160 млн лет. Даже при отсутствии находок более ранних тираннозавров мы можем сделать вывод, что данная клада, вероятно, возникла раньше этого времени. Другие тероподы, такие как альваресзавры, которые, как мы знаем, отделились от основной ветви тероподов после тираннозавров, известны из тех же слоев, что и гуаньлун, и даже более поздние тероподы, очень близкие к птицам, залегают в породах того же возраста, как те, где обнаружили останки процератозавра. Если эти разные линии тероподов разошлись на тот момент и к тому же достигли такого разнообразия, то, скорее всего, они уже существовали некоторое время, и, следовательно, тираннозавры должны были отделиться еще раньше.
