Кит, опередивший свое время. Как украинские ученые нашли «пророческие» черты у ископаемого кита из Пирогова
Найденные на окраине Киева остатки ископаемого кита возрастом 37 миллионов лет позволили ученым по-новому взглянуть на эволюцию китообразных. Он был не только слишком большим для своего времени, но также имел особенно легкие кости. Этот признак характерен для всех современных китов, но, как считалось до недавнего времени, совсем не свойственен его современникам. Ученые называют это примером «пророческих адаптаций».
Кит из Пирогова
Местность Пирогово на юге Киева известна своим музеем народной архитектуры и быта под открытым небом, а также свалкой, часто упоминающейся в негативном контексте.
А еще там есть глиняный карьер, который в конце 1990-х годов уже не использовался по назначению, но был учебной базой для студентов и аспирантов геологического факультета КНУ имени Тараса Шевченко. Здесь можно было найти, например, зубы ископаемых акул и фрагментированные отпечатки моллюсков. Но в 1998 году двое аспирантов геологического факультета, Александр Митрохин и Олег Огиенко, нашли здесь кое-что поинтереснее — окаменелые останки кита.
30 миллионов лет назад — именно так тогда определили его возраст — территория современной Украины была покрыта водами древнего океана Паратетис. Поэтому в целом нет ничего сенсационного в том, что здесь нашли останки морского обитателя.
Павел Гольдин из Института зоологии им. И.И. Шмальгаузена НАН Украины, специализирующийся по исследованиям китообразных, говорит, что Украина сегодня занимает третье место в мире после Египта и США по числу находок ископаемых китов эоцена (геологическая эпоха, длившаяся 56-33,9 миллиона лет назад). Правда, у нас их скелеты в основном попадаются фрагментированными.
По ископаемым останкам, в разное время найденным на территории Украины, описаны новые для науки виды и рода китообразных. Например, хорошо сохранившийся скелет цетотерия Рябинина (Cetotherium riabinini), найденный в Николаевской области еще в 1930 году, можно увидеть в экспозиции Национального научно-природоведческого музея НАН Украины прямо в центре Киева. А по находкам на территории соседней Молдовы несколько лет назад Павел Гольдин описал родственный им вид китов — чучулию Давида (Ciuciulea davidi).
Еще в XIX веке в Чигирине нашли несколько позвонков ископаемого кита, по которым впоследствии был описан новый род — Platyosphys. Принадлежащим именно к этому роду в 2001 году был признан кит из Пироговского карьера. Восемь позвонков Platyosphys einori — так его назвал первый описатель, профессор Владимир Гриценко — сегодня можно увидеть в экспозиции Геологического музея КНУ им. Т. Шевченко. Кроме них в музее хранятся лопатка, фрагмент таза и части нижней и верхней челюстей — все, что удалось найти спустя десятки миллионов лет после гибели животного.
Новый взгляд на старую находку
В начале этого года — почти через два десятилетия после того, как кит был описан, — в научном журнале Evolutionary Biology вышла статья украинских исследователей, в которой они переописали находку.
«За двадцать лет изменилась общая картина палеонтологии. Было описано более ста новых форм ископаемых китов, и благодаря этому изменилось наше представление об их эволюции, о том, какими они были и кто из них кому родственен. Изменилось также наше представление о датировке геологических слоев на территории Украины. В конце концов, появились новые методы исследования, которые не применялись двадцать лет назад. Иными словами, столько всего произошло, что его необходимо было переописать», — объясняет Павел Гольдин, один из авторов публикации.
Кости, как у далеких потомков
Исследователям-микропалеонтологам Татьяне Шевченко и Тамаре Рябоконь из Института геологических наук НАН Украины удалось установить, что кит из Пирогова жил в промежутке примерно 37,8-35,8 миллиона лет назад. То есть, он как минимум на 6 миллионов лет старше, чем ранее считалось.
Один из главных вопросов, интересовавших исследователей, — какую микроструктуру имеют его кости. Дело в том, что у современных китообразных одинаковая во всем теле пористая структура костей. Это делает их скелет легче, а значит, лучше приспособленным к жизни в водной среде. Такого приспособления нет ни у какой другой группы водных млекопитающих — ни у сирен (например, ламантинов), ни у ластоногих (то есть тюленей).
Но такой сверхлегкий скелет у китообразных возник в процессе эволюции по крайней мере на 10, а то и на 15 миллионов лет позже, чем жил Пироговский кит. До того времени киты имели «неусовершенствованные», тяжелые кости, иногда покрытые снаружи чрезвычайно плотным слоем костной ткани. По крайней мере, так считалось до недавнего времени.
Чтобы исследовать структуру костей, зоологи обратились к Роману Третьякову из Института ортопедии и травматологии АМН Украины и вместе провели их компьютерную томографию.
«Оказалось, что нет разницы между поверхностными и внутренними слоями костей Пироговского кита. Они пористые и не имеют плотного поверхностного слоя, характерного для представителей рода Platyosphys и других их современников», — рассказывает Светозар Давыденко из Института зоологии им. И.И. Шмальгаузена НАНУ, первый автор публикации.
Насколько известно, это первая находка кита с такими легкими костями, жившего в тот период. В то же время, несмотря на свое «современное» строение костей, кит из Пирогова не является прямым предком современных китов. Он представляет параллельную эволюционную линию, которая в определенный момент прервалась. А современные китообразные унаследовали свои легкие кости от кого-то другого, кто, возможно, жил позже.
В этом случае речь идет о так называемых «пророческих адаптациях», как их называют исследователи. То есть они не сохранились до сих пор, но как бы предугадали дальнейшее эволюционное развитие китов. И такое прогрессивное строение костей также означает, что кит из Пирогова не является близким родственником кита из Чигирина.
Великан своего времени
Кроме того, исследователи по размеру отдельных позвонков смогли рассчитать длину тела кита — она составляет 10,3 метра. Хотя для современных китов это далеко не самый большой размер (длина взрослой самки синего кита может достигать 33 метров), но в то время он был настоящим великаном среди своих родственников. По словам Павла Гольдина, тогда их средний размер составлял 5-7 метров. Заметим, что Пироговский кит на момент гибели был молодой особью, что видно по строению его костей. Вполне вероятно, что он мог вырасти еще как минимум на три метра.
Исследователи считают, что по форме тела он был довольно похож на своих современных родственников. Однако, поскольку скелет сохранился лишь частично, некоторые важные особенности анатомии остаются непонятными.
Например, невозможно наверняка сказать, какой была форма головы, а также были ли у него хвостовые лопасти. Зато точно известно, что он имел четыре лапы, которые использовал для плавания. А строение нижней челюсти свидетельствует о том, что он, как и современные усатые киты, был способен слышать низкие частоты.