Глава1 Разгадывая тайны акул

Глава из книги Джона Лонга «Тайна истории акул» (Long J. "The Secret History of Sharks". Ballantine Books, 2024, 408 pp.

Перевод Елены Царевой

В поисках ископаемой акулы

1 января 1992 года, Антарктида: палеонтологи пойдут на всё, чтобы найти новые потрясающие окаменелости, и я не исключение. В одиночку, утопая по колено в снегу, я пробирался к горе из льда и камней, которая возвышалась впереди. В тот новогодний день падал лёгкий снежок. На мне был самый тёплый пуховик, предназначенный для работы в экстремальных условиях, а под верхними штанами надето ещё несколько; тяжёлые двойные альпинистские ботинки защищали ноги, толстая шерстяная балаклава- лицо и солнцезащитные очки- глаза. Было около -4 по Фаренгейту и довольно ветрено. Вчерашний день оказался долгим и тяжёлым. Мы поднимались в гору на двух снегоходах, примерно в 40 милях от нашей последней стоянки, и тащили четверо саней наподобие нансеновских, доверху нагруженных снаряжением и ценными ископаемыми образцами. В нашей команде я был единственным специалистом по древним рыбам и с нетерпением ждал наступления этого дня, теряя сон и мечтая найти какие-нибудь невероятно важные окаменелости. Я немного побаивался отправляться в путь без сопровождения, однако два месяца работы в отдалённых горных районах Антарктиды, когда мы рисковали и не раз, вселили в меня абсолютную уверенность в том, что мой недолгий поход в горы закончится благополучно. Остальные члены нашей команды посчитали, что сегодня не стоит выходить куда-либо и решили спокойно отдохнуть, написать письма и заняться повседневными делами. Я сказал им, что иду ненадолго, всего на несколько часов, и при усилении снегопада немедленно вернусь обратно. Мы договорились: если не приду к определённому времени, то они отправятся на мои поиски. Меня охватывала радость от предстоящей встречи со знаменитой горой Портал Маунтин, местом раскопок в Трансантарктических горах, где предыдущая геологическая партия, двадцатью годами ранее, обнаружила странные зубы ископаемой акулы. Возможно, я смогу найти новый вид древних акул, который прольёт свет на то, как жилось этим существам на великом суперконтиненте Гондвана около 400 млн лет назад.

Мне нужно было просто забраться на скалистые выступы, которые находились в двухстах футах впереди. Мои усы и лицо покрылись инеем, и с каждым порывом колючего ветра я ощущал холод ещё сильнее. Снега было по пояс и продвигаться вперёд становилось всё труднее. Местами чувствовалась какая-то пустота под ногами. А дальше случилось вот что: я проломил ледяную корку. На мгновение мои ноги повисли в воздухе, и я начал падать. Приземлившись в глубоком снегу лицом вниз, мгновенно перевернулся на бок и откатился от трещины во льду. Сердце бешено колотилось, когда я, тяжело дыша, медленно отодвинулся от смертельной ловушки, поднялся, стряхнул снег и оглянулся на то место, куда упал. Там, прямо за моей спиной, виднелась глубокая, тёмная, зловещая расселина шириной около двух футов. Дна не было видно.

С трудом продолжая свой путь к горе, осторожно ступая по глубокому снегу, через полчаса я благополучно достиг её подножия. Когда оказался на прочном выступе из светлого песчаника меня словно прорвало: я плакал и сокрушался о том, что едва не погиб; вспоминал о своей семье, оставшейся дома, особенно о трёх маленьких детях. Наконец до меня дошло, что я нахожусь у Священного Грааля науки об ископаемых рыбах и необходимо вернуться к реальности. В итоге, после шести лет планирования и подготовки к путешествию, я оказался в месте, где можно совершить большие открытия. Взяв себя в руки, продолжил путь и поднялся на гору. На прошлой неделе был сильный снегопад и склоны покрылись толстым слоем снега, что довольно опасно. Пробираясь по каменной площадке, которая заканчивалась широким выступом, я намеревался добраться до более удобного места в ста футах впереди. Но не успел сделать и двух шагов, как вдруг заметил, что мимо со свистом проносятся куски льда. Поднял глаза и увидел, что на меня стремительно обрушивается снежная стена. Сбитый с ног, я покатился вниз по склону, подхваченный небольшой лавиной и громко выругался, подумав, что сегодня действительно не самый удачный день. Я решил больше не испытывать судьбу и, двигаясь как можно осторожнее, вернуться в лагерь, просчитывая каждый шаг и стараясь держаться подальше от того места, где провалился под лёд. Благополучно добравшись до лагеря, я в очередном порыве эмоций рассказал о происшествии своей команде. Мне дали пару глотков целебного виски, прежде чем я забрался в свою палатку Scott Polar, чтобы отдохнуть.

Подъём на гору Портал Маунтин, Антарктида, декабрь 1991 г., (автор на фото справа).

На следующий день Брайан, наш инструктор по безопасности, повёл нас обратно к горе. Прокладывая безопасный маршрут, он осторожно шёл по моим следам, прощупывая снег специальным шестифутовым шестом. Брайан обнаружил целых семь провалов, в один из которых я угодил. По сей день я несказанно счастлив от того, что остался жив.

В тот день мы нашли место, которое я искал, и обнаружили несколько превосходных окаменелостей ископаемой акулы. Для меня эти находки с лихвой окупали потраченные усилия. Одной из них был крупный акулий зуб, длиной почти в дюйм, с двумя отчётливыми зубцами, выступающими из округлого плоского корня; позже я назвал этот вид Portalodus в честь горы, едва не ставшей роковой. В течение последующих дней мне удалось найти новые необычные зубы в близлежащем районе Лэшли, примерно в тридцати милях к северу. В то время я и понятия не имел, насколько важными окажутся эти находки. Позже, уже в лаборатории, опираясь на них, мы выявили новые свидетельства серьёзного сдвига в эволюции акул, произошедшего около 390 миллионов лет назад, когда они внезапно увеличились в размерах и начали вторгаться в пресноводные места обитания.

Эта история одна из многих, о которых вы прочитаете в книге: о том, как ищут и находят окаменелости акул. Иногда такая работа оказывается опасной и утомительной, сопряжённой с тяжёлым ручным трудом в далёких краях, часто заканчиваясь неудачей, когда после нескольких дней и недель поисков удаётся найти лишь крохотный ключик к разгадке акульей тайны. В следующий раз и до места добраться не составляет труда, и находки следуют одна за другой. В целом, это лишь вопрос самоотверженности и времени, необходимых для того, чтобы найти исключительную окаменелость в нужных слоях породы. Одним из моих наставников в школьные и студенческие годы был доктор наук Том Рич, стопроцентный американец, который в 70-е годы получил работу, о которой мечтал- должность куратора музея в Австралии. Однажды, когда я подростком принимал участие в одной из его раскопок, он сказал мне, что для успеха в палеонтологии нужна «воля против неудачи». Более двадцати лет Рич исследовал южные скалы вдоль побережья штата Виктория, надеясь отыскать самые древние окаменелости австралийских млекопитающих, но безуспешно. Однако он не сдавался. И вот однажды его команда обнаружила крошечную челюсть размером с ноготь вашего мизинца, принадлежавшую самому древнему млекопитающему, когда-либо найденному в Австралии! С тех пор он открыл множество новых видов, и каждый из них помог кардинально пересмотреть историю австралийских зверей. Упорство всегда одерживает победу.

В нашей истории человеческая составляющая не менее важна, чтобы понять, как со временем менялись представления о данном предмете и почему. Многие замечательные окаменелости, описываемые в книге, были обнаружены молодыми палеонтологами, новичками в своём деле; другие - ветеранами, имеющими за плечами пятидесятилетний опыт. Часть важных открытий сделали коллекционеры -любители, их тесное сотрудничество с профессионалами позволило изучить находки и опубликовать результаты исследований. Каждый из этих охотников за окаменелостями может поведать о том, почему он посвятил свою жизнь столь необычному занятию. На протяжении всего повествования я рассказываю о многих выдающихся людях из прошлого и настоящего, которые изучали древних акул. Мне посчастливилось работать с некоторыми из них, и я называю их своими друзьями.

Что привело меня в эту невероятно интересную область науки? - акулы, всецело завладевшие моими мыслями с самого детства. Я вырос в Мельбурне, городе, который прославился многочисленными находками ископаемых остатков, обнаруженных в его окрестностях. Мне было семь лет, когда я провёл свои первые раскопки вместе с другом и его отцом, и быстро увлёкся коллекционированием всевозможных окаменелостей, особенно зубов акул. На пляже Бомарис в заливе Порт -Филлип , примерно в десяти милях от моего дома, я регулярно занимался подводным плаванием на мелководье и поисками следов древних морских существ, обитавших здесь шесть миллионов лет назад. Самыми ценными экземплярами были зубы гигантских вымерших акул, в том числе мегалодона (Otodus megalodon). К тринадцати годам я стал одним из тех увлечённых детей, которые могут определить любую акулу по их зубам и сказать из какой части акульей пасти они происходят: из верхней или нижней челюсти , располагались эти зубы спереди или сзади. Все экземпляры, составлявшие коллекцию, были занесены мною в две тетради, по сто страниц каждая, снабжены цветными рисунками и подробным описанием. В 1972 году за эту работу я удостоился высшей научной премии штата, к которой прилагалась солидная сумма в шестьдесят баксов, целое состояние в те годы.

Некоторые из зубов ископаемых акул, которые я собрал в 9-летнем возрасте в Бьюмарисе.

К 1975 году, когда я закончил среднюю школу, моя коллекция окаменелостей насчитывала более пятисот зубов, собранных во многих местах по всему штату. Они принадлежали акулам более двадцати видов, в основном живущим в наши дни: большой белой, акуле-молоту, тигровой, китовой акуле и маленьким бычьим акулам. В этом собрании также имелись плоские зубы скатов и зубные пластины химер. Мой внутренний голос убедил меня начать изучение палеонтологии в колледже и наконец, в 1984 году, я получил докторскую степень по теме эволюционной истории рыб.

Почему именно рыбы, спросите вы? В то время Джим Уоррен, американец, приехавший в Австралию в 1962 году, возглавлял кафедру зоологии в Университете Монаша. Он только что закончил раскопки в новом месте, где были обнаружены многочисленные потрясающие окаменелости девонских рыб, возрастом примерно 385 миллионов лет. Все остальные студенты-палеонтологи выстроились в очередь, горя желанием поработать с гигантскими ископаемыми млекопитающими и птицами Австралии, а от этих рыбьих окаменелостей воротили носы. Мой детский интерес к ископаемым акулам придал мне уверенности, и я взялся за это исследование.

После получения докторской степени мне довелось поработать куратором и руководителем в музеях Австралии и США, где я имел счастливую возможность изучать различные виды древних рыб, включая акул. Занятие, которому я посвятил всю свою жизнь, вселило в меня глубокое уважение к этим существам, к тому, какую роль они играют в водных экосистемах и как сумели адаптироваться к постоянным преобразованиям на нашей планете. Перемещение тектонических плит (со скоростью роста ваших волос) меняет океанические течения, уровень морей, и соответственно вызывает изменения глобального климата. Извержения супервулканов, недостаток кислорода в океанах, падение астероидов-всё это стало причиной массовых вымираний. Однако негативные факторы окружающей среды оказали положительное влияние на процесс эволюции, вызвав эффект «радиации», явления при котором новые виды появляются как бы внезапно и быстро расселяются по новым регионам. Акулы смогли пережить многочисленные катаклизмы, в том числе, благодаря постоянному совершенствованию процесса размножения. Они служат олицетворением эволюционного успеха, той призмой, через которую мы можем наблюдать борьбу разных видов, и нашего собственного, за выживание. Ныне живущие акулы-существа впечатляющие, таинственные и непредсказуемые: большая белая, самый грозный хищник в океане; странное создание акула-молот; тигровая, ненасытный пожиратель мусора; китовая акула -гигант, питающийся планктоном; небольшие безобидные бычьи акулы, настоящие живые ископаемые, практически не изменившиеся с тех пор, как динозавры правили Землёй 150 миллионов лет назад. Каждый из этих видов рассказывает нам не только об истории эволюции акул, но и о самой природе выживания на этой планете.

В наши дни акулы нужны, чтобы сохранять экосистемы океанов в здоровом состоянии. Они играют важную роль в регулировании пищевых цепочек, переработке и транспортировке питательных веществ, поддержании баланса в популяциях, что необходимо для процветания всего живого, начиная от микроскопического планктона и заканчивая гигантскими голубыми китами. Без акул морские ресурсы могут сократиться, а океаны опустеть. Эти невероятные существа обладают особыми способностями, которые являются плодом их эволюции продолжительностью около 465 миллионов лет и отличают от всех других рыб. Благодаря своим сверхспособностям акулы смогли пережить серию разрушительных событий, несколько раз практически уничтоживших жизнь в морях. Какие бы сюрпризы не преподносила им природа, акулы, подобно Терминатору, возвращались вновь и вновь. Их превосходное обоняние позволяет обнаруживать ничтожные количества крови и других органических веществ с расстояния в сотни ярдов. В отличие от других морских и наземных животных, акулы чувствуют малейшую разницу в концентрации веществ между правой и левой сторонами и поворачивают голову туда, где запах ощущается сильнее. Белые акулы периодически высовывают морды из воды, чтобы улавливать запахи, разносящиеся по воздуху с суши и определять своё местоположение. Способность ощущать слабые электрические поля других живых существ помогает им находить добычу, зарывшуюся в песок. С другой стороны, некоторые из этих рыб могут убивать свою жертву собственным мощным разрядом, как это делают электрические скаты (по сути, те же акулы, только плоские). Хотя некоторые рыбы и млекопитающие также обладают электролокацией, ни у кого из них эта способность не развита в такой степени. Существует мнение, что акулы способны распознавать электрические токи напряжением до одной миллиардной доли вольта. Если соединить под водой две батарейки АА, то акула сможет почувствовать заряд на расстоянии тысячи миль.

Все наслышаны об акульих зубах, о смертоносной зияющей пасти, вызывающей у многих панический страх, однако есть люди, которым нравится собирать и изучать челюсти акул. Эти рыбы обладают невероятной способностью отращивать новые зубы всех форм и размеров. Каждый из ныне живущих видов можно идентифицировать по их зубам, настолько они разные. За миллионы лет эволюции они приобрели самые невероятные формы: с острыми гладкими и зазубренными кромками для разрезания плоти, похожие на выпуклые пластины- для дробления и смертоносные зубчатые диски для охоты на определённый вид добычи. Большой интерес вызывает тот факт, что сверхпрочными их делает особая зубная ткань, благодаря которой ископаемые зубы так хорошо сохраняются. В дальнейшем мы подробно рассмотрим все выдающиеся качества этих рыб по мере их появления в процессе эволюции, а также узнаем о новейших научных методах, которые позволяют получить уникальную информацию об их прошлой жизни.

Загадочные акулы

Давайте начнём наш экскурс в историю ископаемых акул с громкого заявления: Происхождение акул является одной из последних неразгаданных тайн грандиозной эволюции позвоночных животных (рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих), насчитывающей пятьсот миллионов лет. За прошедшие годы мы многое узнали о том, как возникли отдельные группы позвоночных благодаря потрясающим находкам переходных ископаемых форм. Что касается акул, то в этом случае мы пока не продвинулись вперёд и вынуждены довольствоваться фрагментарными остатками, относящимися к первым 56 миллионам лет их эволюции. Нас по-прежнему волнует извечный вопрос о том, когда у акул, или каких-либо родственных им древних рыб, могли появиться первые челюсти и зубы, поскольку это часть и нашей собственной истории. Как смогли существа, похожие на миног, превратиться в панцирных рыб, обрести челюсти, стать зубастыми подобно акулам и, в конечном итоге, трансформироваться в двуногих, жующих на ходу бабл-гам. Эволюция оставила свой отпечаток на всех живых существах. Нам нужно помнить об этом, когда мы начинаем изучать происхождение анатомических особенностей акул, чтобы понять, как они развивались на протяжении сотен миллионов лет и в конечном итоге стали частью нашего собственного тела. Например, то, как развиваются конечности, челюсти, зубы и мозг у человеческого эмбриона, стало известно в ходе изучения акульих hox-генов. Эти гены присутствуют у всех живых существ и управляют последовательностью событий в процессе онтогенеза. Анализ эволюционной истории ископаемых акул поможет понять, когда некоторые из этих генов впервые эволюционировали и начали формировать и скелет современной акулы, и скелет человека.

Ископаемые акулы достигли гораздо большего разнообразия, чем современные виды (по крайней мере, в 3-4 раза). Они могли восстанавливаться после многих катастрофических событий-падения метеоритов, разрушительных извержений супервулканов, быстрого изменения уровня моря и температуры окружающей среды, смертельных колебаний содержания кислорода и углекислого газа, а также изменения конфигурации континентов, которые перенаправляют жизненно важные океанские течения и запасы питательных веществ. В связи с постоянным появлением в океанах новых суперхищников, таких как морские рептилии, акулы периодически теряли свою репутацию грозы морей. Иногда им приходилось радикально менять форму тела, чтобы вернуть былую славу. Закономерности адаптации, выживания и вымирания, которые мы наблюдаем в долгой эволюционной истории этих существ, отражают тенденции эволюции всего живого и нас в том числе. Акулы пережили пять глобальных массовых вымираний, некоторые из них связаны с условиями, аналогичными тем, которые, согласно некоторым прогнозам, произойдут на нашей планете в недалёком будущем. Я думаю, что мы можем извлечь ценный урок из опыта этих непревзойдённых борцов за выживание.

Каменная летопись жизни

Французский режиссёр Жан-Люк Годар размышлял о том, что «Иногда реальность слишком сложна. Истории придают ей форму». Прежде чем мы с головой погрузимся в историю древних акул, следует разобраться в том, что такое палеонтология и как работают палеонтологи. Основываясь на достижениях геологии, палеонтологическая наука повествует об ископаемых существах, представленных окаменелостями, и окружавшей их среде. Окаменелости в виде костей, раковин, окаменелой древесины, отпечатков следов животных, яиц и даже экскрементов(копролитов) приобретают особое значение, когда можно точно датировать и изучить породы, в которых они были найдены, чтобы показать в какой среде обитало существо. Я расскажу вам как мы это делаем. Важно знать время, в течение которого происходили основные эволюционные события. Геологи называют периоды, измеряемые десятками или сотнями миллионов лет «глубоким временем» (далее в этой книге я буду использовать аббревиатуру млн-«миллионов лет назад»). Геологическая временная шкала показывает последовательность эпох, каждая из которых характеризуется своими собственными отличительными формами жизни, поэтому для удобства каждому отрезку присвоено отдельное название, например «Девонский период». Эти периоды являются игровыми площадками эволюции, где происходят глобальные преобразования видов, появляются целые линии новых организмов и где живые существа периодически балансируют на грани исчезновения. Если они выживут, то смогут играть дальше.

Геохронологическая, отражающая основные эволюционные события в истории хрящевых рыб и других групп животных.

Датирование окаменелостей осуществляют геологи, используя целый ряд надёжных методов, с помощью которых можно вычислить скорость распада радиоактивных элементов. Как только горные породы образуются в результате охлаждения расплавленной лавы, извергающейся из наземных и подводных вулканов, начинается распад их радиоактивных минералов. Геологические песочные часы открывают счёт времени. Некоторые элементы, такие как уран, распадаются с известной скоростью, которую можно измерить, чтобы определить возраст кристаллизации породы, обычно с точностью +\- 0,1 %. Даты образования ключевых слоёв уточняют, используя другие минералы с известной скоростью распада. Мы также можем датировать окаменелости по сопутствующим фаунам микрофоссилий. Все морские осадочные породы содержат окаменелости микроскопических одноклеточных организмов с твёрдыми раковинами, таких как фораминиферы или радиолярии. Их возраст установили следующим образом: радиометрическими методами были датированы слои вулканического пепла и горные породы, расположенные, соответственно, над и под слоями морских отложений. Использование окаменелостей для датировки горных пород в узком временном диапазоне называется биостратиграфией. Присутствие определённых ключевых видов этих крошечных окаменелостей может указывать на узкие временные рамки, обычно в пределах одного-двух миллионов лет. Зубы ископаемых акул иногда имеют вид микрофоссилий, поэтому также могут использоваться для данных целей. Изучение осадочных пород геологами помогает реконструировать окружающую среду, в которой жило ископаемое животное, а иногда и определить причину его смерти. Осадочные породы образуются, когда песок, ил или тина скапливаются на дне водоёма и с течением времени затвердевают. Химические вещества цементируют осевшие частицы и в сочетании с давлением, вызванным тектоническим движением земной коры или весом вышележащих слоёв, превращают отложения в твёрдую породу. Песок может образовать песчаник, глина- аргиллит, а ил-слоистую породу(сланец). Известняки в основном состоят из раковин или кусочков кораллов, поэтому мы знаем, что они сформировались на мелководье. Глубоководные отложения чаще всего образованы мелкозернистым аргиллитом. Частицы ила и глины, формирующие эту породу, настолько малы, что им требуется много времени, чтобы осесть на дно.

На протяжении всей истории жизни на Земле мы видим группы животных и растений, которые, добившись успеха, либо доживали до сегодняшнего дня, либо вымирали. Хотя многие из нас могут считать динозавров неудачниками, поскольку они вымерли 66 млн лет назад, мы забываем, что эти животные безраздельно правили планетой в течение примерно 160 млн лет. Но не все динозавры исчезли безвозвратно: ныне живущие птицы являются потомками теропод (группы, включающей также крупных хищников, таких как Тираннозавр рекс). Эволюционная история насекомых насчитывает около 400 млн лет и миллионы различных видов. Однако многие группы насекомых, будучи успешными в течение длительного времени, затем исчезли. Возьмём, к примеру, Odonatoptera-надотряд гигантских насекомых, похожих на стрекоз, размах крыльев некоторых из них достигал 28 дюймов. Они процветали в течение 50 млн лет, а затем вымерли задолго до динозавров. Акулы существую уже почти полмиллиарда лет; мы-люди (род homo)-немногим более 2 млн лет, а человек современного типа всего около 300 тысяч лет. Когда мы рассматриваем любую ныне живущую группу растений или животных во всём разнообразии, то видим лишь малую часть их эволюционной истории. Чтобы понять, как они смогли добиться успеха, необходимо изучить и предшествующие им формы. Вымершие существа представляют собой неудавшийся эксперимент, но некоторые их них приобрели и передали следующим поколениям новые анатомические особенности, которые позволяют процветать их потомкам. Акулы не исключение. Мы увидим, что часть самых диковинных ископаемых форм, была важнейшей ступенью на пути к современным рыбам. История этих созданий насчитывает невероятное количество вымерших видов, в том числе множество удивительных, причудливо выглядящих акул, многие из которых сегодня не имеют аналогов. Представьте себе тридцатифутовую рыбину, у которой из нижней челюсти торчит ряд смертоносных зазубренных зубов, напоминающих адскую циркулярную пилу, или другое зубастое чудовище такого же размера, способное размолоть в крошку гигантских моллюсков шириной в три фута. Не говоря уже о величайшем убийце, которого когда-либо знал мир, шестидесятифутовом мегалодоне (Otodus megalodon), чьи мощные челюсти с семидюймовыми зубами являлись идеальным орудием для разделывания огромных усатых китов. Я расскажу о том, почему эти и другие виды были так успешны в своё время, какие глубинные причины (изменения климата, колебания уровня моря, химического состава океана, пищевых ресурсов и других биологических факторов) позволили им процветать на протяжении многих миллионов лет. Для начала нам необходимо разобраться в имеющихся у нас свидетельствах о древних акулах, их ископаемых остатках.

Акульи окаменелости

Ископаемые останки акул представляют собой захватывающее свидетельство их эволюции, однако мы, палеонтологи, до сих пор знаем об этих созданиях сравнительно немного. Лишь в редких случаях, когда химические условия в воде были подходящими и захоронение происходило быстро, некоторые особи сохранялись в виде целых организмов. Тем не менее, мы можем заглянуть за призрачные очертания окаменелой акулы, запечатленной в камне. Зубы, застрявшие в костях их жертв, рассказывают нам на кого и как они охотились. Изучая физические и механические особенности чешуи, плавников и формы тела, мы в состоянии воспроизвести внешний облик этих рыб и узнать об их образе жизни, даже рассчитать, насколько быстро они могли плавать и какова была сила укуса. Главная проблема при изучении ископаемых останков акул заключается в том, что все они имеют хрящевые скелеты, которые после смерти животного разлагаются быстрее, чем кости. По моим оценкам, более 99 процентов всех известных окаменелостей представляют собой либо зубы, либо чешую, либо плавниковые шипы. Вероятно, менее одного процента древних акул известны по настоящим хрящевым скелетам, которые каким-то чудом сохранились в суровых условиях. Большинство данных окаменелостей представляют собой частично сочленённые скелеты, у которых отсутствует хвост, голова или другая часть тела. У сочлененного скелета все кости соединены в их естественном прижизненном положении, как у великолепной ископаемой акулы на фото*.

Австралийский музей, регистрационный номер ams 1.47391-001(фото автора).

Полная сохранность происходит только когда туша мёртвой акулы подвергается быстрому захоронению в тихом месте на морском дне или в бассейне озера в условиях недостатка кислорода, что оберегает нежный хрящевой скелет от разрушения падальщиками, а также бактериями. В таких редких случаях мы находим окаменелость исключительной сохранности. Иногда в этих окаменелостях обнаруживается присутствие мягких тканей и органов, таких как печень и даже мозг; в брюшной полости можно разглядеть остатки их последней трапезы, а на коже- едва различимые узоры, которые когда-то украшали тело животного. Эти остатки - кладезь информации о жизни древних акул и причинах их невероятного эволюционного успеха.

Cladoselache, ископаемая девонская акула из Огайо, с хорошо сохранившимися хрящами и частью мышц.

На основании подобных великолепных «моментальных снимков» и информации, полученной в результате изучения огромного количества изолированных остатков, можно представить, в общих чертах, ход эволюции акул. Это напоминает составление биографии давно умершего исторического деятеля, когда мы используем свидетельства о рождении и смерти, случайные записи о сделках или уплаченных налогах, пару личных писем. Большие пробелы в таких историях обычно заполняют с помощью воображения, руководствуясь доскональным знанием дат, мест и тех событий, которые имели место в прошлом. Если вы обладаете достаточным объёмом необходимых знаний, то можете легко создать захватывающий рассказ о событиях пятисотмиллионной давности.

Время открытий

Большинство открытий, описываемых в этой книге, были сделаны в течение последнего десятилетия, в эпоху высокотехнологичной палеонтологической науки. Учёные прошлого располагали только простыми ручными инструментами для раскопок и обработки находок. Изображения, сделанные в девятнадцатом веке, часто представляют собой оттиски с деревянных досок, содержащие неясные очертания существ, напоминающих акул, части скелетов которых всё еще скрыты слоями породы. Начиная с середины двадцатого века появляются электрические дрели и другие более сложные способы обработки, в частности химические методы извлечения окаменелостей из определённых пород, таких, как известняк, при которых окружающие слои растворяются, а сами окаменелости остаются неповреждёнными. В этих случаях мы можем использовать растворы некоторых кислот для извлечения зубов, шипов и чешуи акул, а иногда и для получения трёхмерных хрящевых окаменелых скелетов. Без сомнения, самым большим достижением в палеонтологических методах стало применение новых мощных средств визуализации, таких как компьютерные томографы, в которых с помощью рентгеновских лучей можно получить многослойные изображения. Синхротронные ускорители, пропускающие пучки электронов через объекты, позволяют увидеть мельчайшие детали вплоть до клеток. Затем, используя данные сканирования, можно распечатать 3-D модели в любом размере. Недавно мне посчастливилось получить доступ к новейшему мощному устройству, которое пропускает пучки нейтронов через окаменелость, создавая потрясающие 3-D изображения его анатомических особенностей. Хотя синхротрон может испускать световой пучок, в миллион раз ярче солнечного света, нейтронные лучи способны проходить сквозь более плотные образцы в толстых слоях породы и обеспечивать высочайшее разрешение изображения, раскрывая самые сокровенные секреты ископаемых находок. С помощью таких приборов были обнаружены структуры, которые мы не ожидали найти, например, остатки мышц, нервов, мягких органов, таких как сердце и печень, эмбрионы и даже трехмерный мозг у одной древней акулы из Канзаса. Обо всех этих невероятных открытиях мы поговорим позже.

Фото Джозефа Левитта. Автор рядом с установкой нейтронно-лучевой визуализации Dingo в АНСТО в Сиднее, Австралия.

Другие инструменты и методы позволяют изучить биологические аспекты ископаемых акул. Например, анализируя изотопы определенных элементов, таких как азот, углерод и кислород, в их зубах и твердых тканях, мы можем определить пищевые цепочки исчезнувших морских экосистем, детализируя информацию о том, чем питались эти рыбы в прошлом. Еще более поразительная новая методика позволила ученым в конце 2023 года рассчитать температуру тела гигантских вымерших акул, что помогает нам оценить их ежедневные потребности в пище, способность к трансокеанской миграции и то, как колебания температуры моря могли привести к сокращению численности этих животных. Кроме того, современные компьютерные программы позволяют нам с высокой степенью достоверности анализировать их эволюционные взаимоотношения. Использование филогенетических программ добавляет уверенности в определении роли каждого вида в общей истории, показывая нам, на какой ветви эволюционного древа они находятся. Я расскажу о том, как и когда развивались основные группы акул, о ключевых анатомических новшествах, которые позволили им достичь нынешнего разнообразия, представлю научные доказательства. Кроме того, наша важнейшая задача- приблизиться к пониманию вопроса о том, как акулы пережили великое массовое вымирание. Могут ли они преподать нам урок, который поможет спасти наш собственный вид? Думайте об этой книге как об акульей Ancestry.com, показывающей, как на протяжении 465 миллионов лет они формировались и совершенствовались в постоянно меняющемся мире — дотоле неведанная, а ныне раскрытая тайная история. Готовы ли мы вернуться в прошлое, чтобы начать наше повествование? Давайте для начала посетим пустыню в сердце Австралии, поскольку именно там были обнаружены самые древние свидетельства присутствия акул.