Первыми “китами” среди позвоночных стали костные рыбы, особой группы — пахикормные. А самый большой костной рыбой за всю историю этой группы была так называемая лидсихта загадочная (Leedsichthys problematicus). Впервые окаменелости лидсихта обнаружил британский палеонтолог-любитель Альфред Николсон Лидс. Позже этот и другие экспонаты палеонтологической коллекции Лидсов (все ее экспонаты весели 5 тыс. кг) оптом приобрел Британский музей естественной истории. Там останки рыбы увидел палеоихтиолог Артур Смит Вудворд, который и решил назвать окаменелость в честь ее первооткрывателя. Выдающийся знаток ископаемых рыб и бесчелюстных классифицировал заинтересовавшую его окаменелость, положив начало изучению удивительных существ.
ТАСС публикует фрагмент книги “Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные”, в котором описывается строение лидсихтов, а также предположения палеонтологов об особенностях их питания и жизни.
Лидсихта он (Смит Вудворд - прим. ТАСС) отнес к костным ганоидам и прикинул длину рыбы: примерно 9 м. Другие исследователи того времени не исключали, что это вообще стегозавр. (Отдельные фрагменты принимали за остатки ихтиозавров, птеродактилей, змей, гигантских водорослей или древесных стволов, поскольку на срезе огромные кости с гаверсовыми каналами напоминали спил древесины с сосудистой системой.) Динозавровую природу остатков опроверг “ветеран костяных войн” Отниел Чарльз Марш, но прихватил часть имевшегося материала за океан — в Йельский университет. Хотя костей рыбы в последующие годы прибавилось, в основном стараниями Лидса, почти все они уходили в частные руки и расплывались по всему свету. Лишь в начале этого века палеонтологи решили наконец добыть ископаемые остатки лидсихта, чтобы понять, как он устроен. Для этого они при поддержке десятков добровольцев (и одного экскаватора) снесли 20-метровый борт глиняной ямы недалеко от города Питерборо — в тех же местах, где задолго до них разыскивал окаменелости Лидс. На столь титаническое усилие и последующую расчистку найденных остатков на участке площадью 72 м2 ушло 443 дня. В итоге удалось извлечь 2300 костей от 8-метрового скелета, в том числе оба практически целых грудных плавника неимоверной длины — 1,36 м каждый.
Грандиозная во всех смыслах находка позволила установить, что лидсихт и вправду был первым “усатым китом” среди позвоночных, т. е. плавающим гигантом-фильтратором. Понятно, что для передвижения ему требовался мощный и широкий серповидный хвостовой плавник. Лопасти состояли из множества длинных, плотно уложенных плавниковых лучей, усиленных по передней кромке фулькрами, и в препарированном виде напоминали фигурную бамбуковую занавеску. А вот серповидные грудные плавники такой же конструкции из-за их размеров животному повернуть было сложно, и они служили единым несущим крылом. Уцелела у экземпляра из Питерборо и часть спинного плавника — подобного тому, что имелся у всех более мелких и потому лучше сохранившихся пахикормных родственников. Двигалась рыба медленно и плавно.
Процеживание больших объемов воды при отсутствии китового уса — роговых (кератиновых) выростов нёба — осуществлялось жабрами. Поэтому жаберные дуги и были по переднему краю покрыты, словно частоколом, жаберными тычинками — длинными костяными выростами, на которые обратил внимание Смит Вудворд. Изначальное предназначение этих подвижных элементов — предохранять нежные жаберные лепестки от повреждений. Но, как мы видим, у некоторых рыб жаберные тычинки стали важной частью цедильного аппарата. У лидсихта они превышали в длину 10 см, и каждая несла продольный желобок, вдоль которого протягивалась пара зубчатых гребней. Вся эта конструкция служила мелкоячеистым ситом, очень похожим на то, которым пользуется гигантская акула. Судя по длине поджаберных и рожковидножаберных (спинных и брюшных) костяных члеников жаберной дуги, ширина глотки с цедильным аппаратом достигала 1,1 м, а высота — 1,5 м.
Зубов в пасти за ненадобностью не было. Округлая голова немного походила на черепашью. Широко разевать рот помогала укрупненная лопатовидная гиомандибула, сочлененная со слуховой областью черепа. Выдвижение этого широкого и длинного рычага вперед заставляло нижнюю челюсть уходить далеко вниз, а рот и глотка при этом широко распахивались. Обильная пища переваривалась в кишечнике со спиральным клапаном (он, правда, тоже виден лишь у некоторых мелких пахикормных). Глотать мелкую пищу было, кроме того, безопаснее. Случалось, что у хищных предшественников лидсихта — почти метровых пахикормов (Pachycormus) — добыча буквально вставала поперек пищевода, что приводило к смертельному исходу. Так произошло с одной из рыбин, схватившей аммонита с 10-сантиметровой ребристой известковой раковиной: пищеварительный сок лишь чуть-чуть растворил ее внешний слой.
По своему положению пахикормные, наряду с аспидоринховыми, были еще одной ранней группой рыб, близкой к костистым. Однако они избрали путь развития, в ходе которого сначала получились крупные хищники. Уже в начале своей эволюции пахикормные, подобно многим другим рыбам, приобрели облегченный скелет, в чем уподобились акулам и скатам (у которых скелет хрящевой), но не костистым рыбам.
У большинства костистых минерализованная костная ткань, конечно, имеется, но она бесклеточная. Хотя такая кость лишена остеоцитов, она не потеряла возможности перестраиваться по мере необходимости, но при этом, сократившись в объеме, обрела большую прочность (рис. 7.3). Поскольку в ней есть множество коллагеновых волокон, кость не теряет упругости. В итоге тонкие, но по-прежнему прочные кости облегчили вес скелета, чем настоящие костистые рыбы (Euteleostei) и воспользовались. Появившись в позднемеловую эпоху, они быстро обогнали всех прочих рыб и в разнообразии, и в количестве (ныне их насчитывается более 18 000 видов). Единственное, чего лишились эти рыбы, — возможности мобилизовать из костей дополнительные кальций или фосфат. Впрочем, как только минеральная добавка понадобилась в повышенном объеме, остеоциты вернулись у рыб, обладающих активным обменом веществ. И клеточная кость возникла заново у таких “теплокровных”, как тунцы и солнечные рыбы, или опахи, а также у проходных форм, например лососевых.
Исчезновение костного скелета для больших рыб, в отличие от крупноразмерных наземных позвоночных, нуждающихся в прочной опоре, не проблема: водная толща поддерживает тело на плаву. А что рыбам и другим водным позвоночным еще нужно? Однако чем меньше масса тела, особо весомую часть которого составляет именно тяжелый скелет, тем ниже энергетические затраты на ускорение и торможение в водной среде.
От этого зависит маневренность — исключительно важная физическая характеристика больших подвижных фильтраторов и хищников. Кроме того, отпадает необходимость направлять на формирование минерального скелета существенную долю энергозатрат, которые тоже росту не способствуют.
Преодолеть размерный барьер в 10 м костным рыбам даже такой облегченный скелет мешал. Максимальные размеры костистых рыб не превышают 4,5–6 м (гигантская арапайма, черный марлин, тихоокеанский голубой тунец и меч-рыба), хрящевые ганоиды бывали и покрупнее — до 9 м (белуга). А вот среди акул и скатов, даже современных, несколько видов вышли за 10-метровый рубеж. Если взять в расчет массу, то разница еще заметнее: 2300 кг обыкновенной луны-рыбы против 34 000 кг китовой акулы, причем луна-рыба — это лежачий, без всяких оговорок, планктон. Поэтому считалось, что слишком больших костных рыб никогда и не существовало. (Рыбацкие байки оставляем за скобками.)
Значительная часть элементов осевого скелета лидсихта и его собратьев всю жизнь оставалась хрящевой — они сумели найти эволюционную лазейку, чтобы обойти, казалось бы, незыблемый физиологический запрет. На это понадобилось примерно 15 млн лет — столько прошло со времени появления пахикормных в ископаемой летописи до того момента, когда в истории отметился лидсихт. Редукция костной ткани у этих рыб особенно хорошо прослеживается на позвонках. Они были целиком костными у мелких (0,27 м длиной) и, видимо, ювенильных хаасихтов (Haasichthys), у более крупных (до 0,75 м) пахикормов окостеневали только невральные дуги, а у преодолевших метровый рубеж (1,3 м) завростомов (Saurostomus) эта часть скелета не сохранялась, поскольку, видимо, целиком стала хрящевой (см. рис. 7.2). Пахикормные, длиной 2 м и более, уже лишились окостенений грудных ребер и отдельных элементов черепа. Исчезли и зубы — острые и крепкие, покрытые энамелоидом, которые использовали рыбоядные пахикормные, внешне напоминавшие тунцов и марлинов. Ромбические костные чешуи, и так очень мелкие (до 4 мм длиной) и без ганоина, были полностью утрачены крупными фильтраторами. Учитывая отсутствие плавательного пузыря, облегчение веса скелета играло для этих рыб особо важную роль.
У лидсихта подобная тенденция достигла своего апогея, и даже на костях плавников и жаберного аппарата компактная ткань почти не формировалась. (Кстати, как у китов.) Зато губчатая ткань благодаря обильным гаверсовым каналам очень быстро могла рассасываться и отлагаться вновь, что необходимо для быстрого роста в начальный период развития. (Вот почему в породе большие кости того же лидсихта обычно уплощались и распадались на мелкие кусочки.) Благодаря такому строению эти рыбы непрерывно, хотя с возрастом все медленнее, росли, достигая внушительных размеров — 8–16,5 м — за 19–40 лет. На первом году жизни длина не превышала 1,6 м. Жили они, как видим, достаточно долго. Возраст рыб вычислили по количеству годичных колец на поперечных срезах жаберных тычинок и лепидотрихий (от греч. λεπιζ — “чешуя” и τριχινοζ — “волосяной”), или плавниковых лучей, — тонких и легких, но прочных кожных костей, сформировавшихся из чешуи. Максимальную вероятную длину тела рассчитывали методом масштабирования — исходя из размеров полностью сохранившихся костей и сравнивая эти параметры с размером этих же элементов у экземпляров, длина которых известна. (В данном случае использовались предкрышечная кость — она располагается на черепе в начале жаберной крышки — и гиомандибула с рогоподъязычной костью — элементы челюстной подвески.) Масса 16,5-метровой рыбы могла превышать 40 т.
