Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты - Дональд Протеро

Вслед за черепом у змеи идут от 200 до почти 400 позвонков. Для сравнения: у человека всего 33 позвонка, а у большинства хвостатых животных — до 50. Практически всё тело змеи состоит из многочисленных рёбер, покрытых перекрещивающимися мышечными связками, с помощью которых змея двигается и извивается при ползании. Большая часть змеиного тела — очень длинный туловищный отдел («грудная клетка») и короткий хвост. Обычно у змеи два лёгких, но левое может быть сильно редуцировано или отсутствовать, так как объём тела ограничен. Самые примитивные змеи (особенно удавы и близкие им виды) имеют рудименты бедренных и тазовых костей. Они утратили функцию конечностей, но используются во время брачных игр и поединков. Эти рудименты свидетельствуют о том, что предки змей были четвероногими животными.

При столь специфическом строении тела змеи могут иметь очень разные размеры. Самая маленькая — барбадосская узкоротая змея, всего 10 см в длину, вполне может обвиться вокруг небольшой монетки. Большинство змей вырастают до метра и более — они достаточно велики, чтобы одолеть свою типичную добычу: грызунов, других мелких млекопитающих и птиц (иногда и других змей). Настоящие гиганты — сетчатый питон и анаконда, два огромных удава. Анаконда — змея-пловец, уволакивающая добычу под воду и выдавливающая из неё воздух. Она может достигать 6,6 м в длину и весить до 70 кг. Сетчатый питон не такой массивный, но бывает ещё длиннее — до 7,4 м. Обе змеи так велики, что могут заглатывать и крупную добычу: коз, овец, телят, капибар. Однако они несравнимы с гигантами прошлого.

Титанобоа, недавно открытая в палеоценовых отложениях на территории Колумбии (возраст — 60–58 млн лет) обнуляет рекорды современных змей, той же анаконды (рис. 13.2). Хотя она известна по сотням позвонков и фрагментам черепа, размеры костей настолько велики, что, по оценкам учёных, змея могла достигать длины в 15 м (примерно со школьный автобус) и весить около 1135 кг. Титанобоа жила примерно через 5 млн лет после вымирания динозавров. В тропических болотах Колумбии рядом с ней обитали огромные крокодилы, черепахи и иные колоссальные рептилии. Вероятно, она вырастала до таких размеров благодаря отсутствию крупных хищных млекопитающих, которые ещё не развились, а также гигантских динозавров. Соответственно, ниша суперхищников была занята огромными рептилиями: змеями, крокодилами, черепахами.

Рис. 13.2. (А) Джонатан Блоч сравнивает большой позвонок титанобоа с более мелким позвонком анаконды; (Б) реконструкция титанобоа в натуральную величину ((А) фотография Jeff Gage, Флоридский музей естественной истории; (Б) фотография предоставлена Смитсоновским институтом)

Титанобоа побила прежний рекорд, принадлежавший гигантофису — огромной змее из вымершего гондванского семейства матсоид, известной по эоценовым отложениям в Египте и Марокко (жила 40 млн лет назад). Гигантофис достигал 10,7 м в длину, то есть был намного больше крупнейшей анаконды или сетчатого питона. Ещё одна змея из семейства матсоид называется вонамби и жила в Австралии в эпоху последнего ледникового периода. Она имела 6 м в длину и была одной из огромнейших рептилий и крупнейших хищников материка. Однако голова у неё была маленькая, и она не могла есть дипродонтов — родственников вомбата, сравнимых по размеру с носорогом, либо гигантских кенгуру, населявших Австралию во времена ледникового периода. Хотя с почти любой другой дичью гигантофис справлялся. Эта змея вымерла около 50 тыс. лет назад, вместе с многими представителями сумчатой австралийской мегафауны.

Змеи демонстрируют чудеса адаптации и эволюционного успеха, причём с тех времён, когда с лица Земли исчезли динозавры. Но откуда они взялись? Как четвероногая рептилия превратилась в змею? Где переходные формы, подтверждающие такую эволюцию?

На самом деле потеря ног — простейшая часть трансформации. Это произошло со многими группами четвероногих животных, и все они развивались независимо. К безногим рептилиям относятся не только змеи, но и группа существующих ныне амфисбен, а также некоторые ящерицы, в том числе отдельные сцинки, австралийские чешуеноги, веретеницы и желтопузики. Среди амфибий выделяются безногие (Apoda), у которых развились червеобразные тела, а также сирены, сохранившие укороченные передние конечности и утратившие задние. Кроме того, минимум две вымершие группы амфибий, аистоподы и лисорофиды, тоже стали безногими. Практически все эти животные зарывались в землю, поэтому без конечностей им было, очевидно, проще пробираться через грунт или мягкий ил. Есть простая причина, по которой легко утратить конечности. Развитием зачатков конечностей и самих лапок управляет определённый набор Hox-генов и Tbx-генов: стоит им перестать отдавать команду отращивать конечности — и те исчезают.

Тем не менее представляется маловероятным обнаружить ископаемую змею, которая находилась бы на этапе потери конечностей. Как правило, змеи плохо фоссилизируются, поскольку их тело состоит из сотен тонких позвонков и рёбер, а они ломаются и расчленяются. Известны единичные экземпляры по частично сохранившимся или полным скелетам. Большинство ископаемых змей обнаружены по нескольким позвонкам, и внешний облик животного выстраивается по скудным данным о форме позвоночника.

Несмотря на эти препятствия, палеонтологическая летопись содержит много замечательных окаменелостей, позволяющих отследить переход от четвероногих ящериц к безногим змеям. На первом этапе находим множество фрагментарных окаменелостей из юрского периода. Далее следует Adriosaurus microbrachis — ископаемое животное, найденное в 2007 году в среднемеловых породах (возраст — около 95 млн лет) на территории Словении (рис. 13.3, А). Это название переводится как «адриатическая ящерица с маленькими передними лапками». Адриозавр был очень тонкотелой длинной морской ящерицей с полностью функциональными передними лапками, но неработающими рудиментарными задними конечностями.

Рис. 13.3. Промежуточное ископаемое звено адриозавр: у этого животного были крошечные передние лапки, но полноценные задние конечности: (А) скелет; (Б) реконструкция внешнего облика (иллюстрации предоставлены M. W. Caldwell)

Далее встречаем разнообразных змей, у которых уже нет передних конечностей, но по-прежнему сохраняются крошечные нефункциональные задние. Например, Najash rionegrina была земляной сухопутной змеёй; она описана в 2006 году по окаменелостям в возрасте около 90 млн лет, найденным в формации Канделерос на территории Аргентины (Нахаш — древнее библейское наименование змея, жившего в Эдемском саду). У Najash сохранялся тазовый пояс — позвонки, сочленяющиеся с крестцом, а также рудиментарные задние конечности, в которых имелись бедренные и берцовые кости.