Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга

самой распространенной и анатомически наиболее крупной группой наземных позвоночных животных. Роль этих пеликозавровых очень важна, поскольку из них в среднем пермском периоде развились терапсиды, которые, в свою очередь, дали начало цинодонтовым, предкам млекопитающих животных.

Развитие истинных млекопитающих эволюционно происходило во множество этапов; при этом среди прочего произошли изменения черепа, приведшие к облегчению его конструкции, улучшилось обоняние, некоторые части челюстей преобразовались в слуховые косточки, а коренные зубы претерпели сложные изменения коронки, что позволило улучшить обработку и усвоение пищи. Последнее привело к усилению обмена веществ, к повышению температуры тела и к расширению возможностей жизнедеятельности, включая способность к ночной активности; с эволюционной точки зрения это большое преимущество, которое было подкреплено тем, что уже у ранних млекопитающих развился меховой покров, защищавший организм от потерь тепла.

Эти изменения в плане строения млекопитающих следует понимать как постепенный процесс, который начался около 270 млн лет назад в среднем пермском периоде и длился около 70 млн лет. В среднем триасе, то есть 240 млн лет назад, мы видим уже множество видов, похожих на млекопитающих. Первые истинные млекопитающие обнаруживаются в отложениях нижнего юрского периода. От рептилий отделились в мезозое еще и птицы. Нет ничего удивительного, что все пресмыкающиеся ближе к птицам, чем к млекопитающим. К настоящему времени те рептилии, линия развития которых, как было сказано выше, привела к появлению млекопитающих, вымерли. Однако бесспорно, что в мезозое рептилии и среди них археозавры были позвоночными животными, господствовавшими на суше и в воздухе. К самым выдающимся представителям этой группы животных, без сомнения, относятся динозавры, которые в течение 200 млн лет определяли вид животного царства наземных позвоночных; и только 65 млн лет назад они сравнительно внезапно исчезли с лица Земли.

По своему строению динозавры значительно отличались от рептилий тем, что их конечности располагались непосредственно под телом, что в некоторых случаях позволяло им очень быстро передвигаться по суше, особенно таким двуногим бегунам, как тираннозавр (Tyrannosaurus rex). Но особо выделялись некоторые представители динозавров, зауроподы – огромными размерами. Они представляют самых крупных наземных животных, когда-либо обитавших на Земле. Выставленный в берлинском музее естествознания Brachiosaurus brancai – представитель этих зауропод; на сегодня это самый большой из полностью сохранившихся экземпляров. Этот скелет был обнаружен в 1910 году в Восточной Африке, в ходе легендарных экспедиций в Тендугуру (1909–1913 годы). И сегодня большая часть тех находок хранится в подвалах музея естествознания в Берлине. Для научного исследования доступны кости, и у физиологов существует великое множество вопросов. Как могли зауроподы достичь таких огромных размеров? Как быстро должны были они расти и какой обмен веществ мог поддерживать такой рост? Каким был рацион питания зауропод, сколько еды должны были они поглощать ежедневно и как они ее переваривали? Как функционировали их легкие? И как вообще было возможно поддерживать кровообращение в голове на высоте 12 м над землей? Какое давление для этого должно было развивать сердце? Если есть в мире что-либо «экстремальное», так это организм зауропод.

Мне выпала честь и удача принять участие в разгадке этой тайны. Дело было в один из серых, промозглых ноябрьских дней в Берлине. Падение стены состоялось за год до этого, и от физиологического института Свободного университета в Далеме я поехал в центр воссоединенного города, мимо главного здания Шарите на Луизенштрассе к музею естествознания на Инвалиденштрассе. В правом крыле здания находился вход для сотрудников палеонтологического собрания. В последние дни Второй мировой войны в это крыло попала авиационная бомба; некоторые невосполнимые образцы были повреждены. На руинах этого крыла в 1990 году уже росли высокие деревья. Здесь я познакомился с высоким человеком с редкими светлыми волосами. На вид ему можно было дать лет пятьдесят пять. Это был доктор Гейнрих, хранитель, отвечавший за палеонтологическое собрание; к нему у меня было дело.

За полгода до этой встречи нам с Карлом Киршем, во время дружеского чаепития, пришла в голову довольно причудливая идея. Мы решили, что можно найти способ рассчитать размеры сердца, легких и желудочно-кишечного тракта Brachiosaurus brancai или вычислить, какое давление крови было необходимо для того, чтобы обеспечить кислородом головной мозг этого животного. Фактически, для того чтобы это сделать, существуют так называемые аллометрические функции, которые в последние десятилетия усиленно вычисляются биологами во множестве кропотливых работ с различными организмами, млекопитающими, рептилиями, птицами и другими. При этом оценить биологические или физиологические величины организма можно, если знать – да-да! – если знать массу тела. Но как измерить массу тела вымершего зауропода? На весы его не поставишь. И вот тут-то мне и пришла в голову идея воспользоваться для этого фотограмметрией и дистанционным зондированием, методами, с которыми я близко познакомился, делая дипломную работу в Испании, а потом изучая обратную сторону Луны. Так методы космических исследований стали интересны и для музея естествознания. Именно этот план я и хотел обсудить с хранителем музея.

Однако в тот ноябрьский день 1990 года мы пошли не в зал динозавров; вместо этого доктор Гейнрих повел меня на третий этаж музея, мимо великолепных находок, немного, надо сказать, запыленных. Но каждая окаменелость была вручную аккуратно занесена в каталог и снабжена рукописной табличкой. Мы остановились перед каталожным шкафом, стоявшим в середине помещения между витринами с ископаемыми остатками неподалеку от окна с решетчатым переплетом. Интересно, что он собирается мне показать? Гейнрих открыл шкаф и осторожно выдвинул один из ящиков. Я сразу узнал покрытую корабельным лаком ручной работы раму медового цвета. Все вместе напоминало картину размерами 40×50 см. Передо мной была палеонтологическая Мона Лиза, литографический археоптерикс, берлинский экземпляр, самая известная в мире окаменелость – в обычном ящике каталожного шкафа! Ее обнаружили около 1875 года на Блюменберге неподалеку от Айхштетта. Нашедший этот артефакт Якоб Нимейер обменял его на корову ценой 150–180 марок. Находка была едва не переправлена в Лондон, но ее в 1879 году за 20 000 марок купил Вернер фон Сименс и передал на хранение в Минералогический музей Университета Гумбольдта в Берлине. На рубеже XIX и XX веков этот археоптерикс (древняя первоптица) воплотил собой победную поступь эволюционного учения Дарвина. Доктор Гейнрих внимательно посмотрел на меня и понял, какой подарок он мне сделал, показав этот предмет хранения.

Нам предстояло много работы, чтобы с помощью новых подходов и методов ближе познакомиться с брахиозавром. Конкретная работа с Brachiosaurus blancai напомнила мне и о многом другом. Двадцатью годами раньше, в июле 1969 года, сразу после того как «Аполлон-11» совершил посадку на Луне, один близкий друг нашей семьи подарил мне деревянный ящик, в котором лежали различные минералы, окаменелости и даже угольно-черный метеорит, а также три тома «Космоса», сочинения, изданного в 1909, 1910 и 1912 годах. В первом томе 1909 года содержалась история об археологических находках, относящихся к юрскому периоду; в ней шла речь о профессоре Фраасе, хранителе