Живорождение у беременных рыб-ящериц

На протяжении сотен миллионов лет рыбы были единственными позвоночными в море. Но спустя долгое время после появления панцирных рыб и задолго до появления больших белых акул или косаток, в водные просторы впервые вошла группа наземных рептилий, которые со временем заменили рыб в качестве главных хищников океана. Они доминировали на протяжении более 180 миллионов лет, с начала триасового периода до конца мелового периода. Морским рептилиям приходилось преодолевать в воде множество препятствий, но ни одно из них не было более важным, чем рождение потомства и обеспечение выживания вида. Ихтиозавры (по-гречески "рыбы-ящерицы") являются одними из самых известных представителей своего отряда и были первыми ископаемыми морскими рептилиями, которые пролили свет на их способ размножения.

Ихтиозавры ни в коем случае не являются плавающими динозаврами, хотя средства массовой информации прославили их как таковых. В отличие от динозавров, помимо многих других особенностей, ихтиозавры имели конечности, похожие на плавники, и жили исключительно в воде. Это поистине удивительная группа рептилий, которая появилась в летописи окаменелостей почти за 20 миллионов лет до динозавров. Они были одними из первых крупных вымерших рептилий, на которых обратила внимание наука, главным образом благодаря усилиям Мэри Эннинг из Лайм-Реджис, Дорсет, палеонтолога конца георгианской - начала викторианской эпохи, собравшей тысячи образцов. Ихтиозавры были названы по меньшей мере за двадцать лет до того, как было придумано слово "динозавр". Основываясь на анатомии их скелета, мы знаем, что они произошли от раннего сухопутного предка, хотя каким было это животное, еще предстоит определить. При жизни типичный ихтиозавр с его длинной мордой и обтекаемым телом выглядел как нечто среднее между акулой и дельфином. Некоторые из ранних форм были маленькими и примитивными, похожими на ящериц с ластами, в то время как другие приближались по размеру и форме к голубым китам.

Поскольку ихтиозавры являются рептилиями и имели плавники, внешне напоминающие плавники морских черепах, предполагалось, что они тоже должны были выходить на берег, чтобы отложить яйца. Проблема с этой гипотезой заключается в том, что они развили высокоспециализированные формы тела, настолько хорошо приспособленные к морской среде, что для них казалось невозможным покинуть море. Итак, откладывали ли они яйца в воду, как земноводные, или рожали живых детенышей? Учитывая, что ихтиозавры были первыми крупнотелыми рептилиями в океане и успешно размножались, поскольку по всему миру найдены десятки тысяч окаменелостей, разгадка тайны их репродуктивной стратегий может дать важную информацию о том, как ранние рептилии адаптировались к жизни в воде.

Самый первый ключ к разгадке этой тайны был обнаружен более двухсот лет назад, когда был найден первый из многих ихтиозавров с маленькими скелетами, заключенными между грудной клеткой. Большинство этих находок было найдено в нескольких карьерах юрского периода близ города Хольцмаден, Германия. Это скопление, казалось, демонстрировало довольно убедительные доказательства того, что эти животные питались представителями своего собственного вида — они были каннибалами. Данная точка зрения была в целом общепринятой, хотя по мере того, как обнаруживалось все больше ихтиозавров с несколькими маленькими скелетами внутри грудной клетки, некоторые даже содержали более десяти особей, стали появляться доказательства, опровергающие эту идею.

Крупное открытие было сделано в 1846 году, когда Джозеф Чанинг Пирс, известный коллекционер, собравший одну из крупнейших коллекций ископаемых в Соединенном Королевстве, изучил скелет ихтиозавра, который он нашел в маленькой деревне в Сомерсете. В рамках своего исследования я имел честь изучать этот же образец, который сегодня выставлен в Музее естественной истории в Лондоне. Он обнаружил крошечный, почти полный скелет, сохранившийся в конце грудной клетки, расположенный в области таза. Расположение этого крошечного скелета было слишком далеко от области желудка и, следовательно, не могло быть последним приемом пищи животного — важнейшее доказательство живорождения у ихтиозавров. Если это так, то это будет первая запись о беременной ископаемой рептилии.

Споры разгорались один за другим вплоть до 1990-х годов, когда два крупных исследования пришли к выводу, что эти ихтиозавры были ложно обвинены в каннибализме. На самом деле, фактически все они были беременны. В пользу этого свидетельствуют данные о том, что кости маленьких скелетов не повреждены желудочными кислотами и на них нет никаких следов укусов, и крайне маловероятно, что более крупная особь съела бы нескольких детенышей одновременно. Это данные означали, что интерпретация беременности начинает обретать смысл.

На сегодняшний день в районе Хольцмадена обнаружено более ста беременных ихтиозавров, относящихся к одному определенному виду под названием Stenopterygius. Головы большинства нерожденных отпрысков направлены в сторону головы матери. Исходя из этого положения, было предположено, что, подобно дельфинам и китам, детеныши обычно рождаются хвостом вперед, а их ноздри появляются последними, чтобы предотвратить их утопление во время родов. Доказательством правильности этой теории и развенчанием всех оставшихся сомнений в том, что эти животные не рожали живых детенышей, были подтверждены невероятным открытием рожающих особей.

Один уникальный ихтиозавр из Хольцмадена, беременный четверней, запечатлел печальный момент, когда один из детенышей застрял в родовом канале, и внутри матери осталась только его голова. К сожалению, мать, скорее всего, умерла во время родов, в результате чего погибло не одно, а пять животных. В дополнение к этому трагическому сценарию недавно в восточном Китае был обнаружен экземпляр Chaohusaurus с тройняшками. Эта находка особенно интересна, поскольку относится к раннему триасовому периоду, около 248 миллионов лет назад, близко к тому времени, когда впервые появились ихтиозавры. В этом образце, однако, один детеныш выходит из таза матери в положении при рождении головой вперед с новорожденным, сохраненным вне матери, показывая, что она уже родила по крайней мере одного отпрыска. Это позволяет предположить, что наземные предки ихтиозавров, вероятно, рожали детенышей головой вперед, и что ранние ихтиозавры также все еще рожали головой вперед, который позже сменился на способ родов хвостом вперед. Этот исключительный образец представляет собой древнейшее ископаемое позвоночное в мире, запечатлевшее фактический момент живорождения.

Несмотря на то, что эти события произошли очень давно, этот момент времени дал нам прямые доказательства репродуктивной биологии этих давно вымерших рептилий, то, что не могло бы быть выяснено, если бы не такие потрясающие открытия.

Их способность рожать живых детенышей, вероятно, была одной из основных причин успеха ихтиозавров. В таких условиях живорождение имеет ряд преимуществ, наиболее примечательным из которых является то, что молодняк (по большому счету) рождается достаточно развитым и способным почти сразу же добывать себе пропитание и заботиться о себе. Например, детеныши ихтиозавров, или те, кого я люблю называть “иклеты” (icklets, *видимо, сленговое ихтиозаврики), рождались полностью подготовленными, с конусообразными игольчатыми зубами, готовыми полакомиться рыбой.

Однако у живорождения есть свои недостатки, особенно в отношении того, как оно сказывается на матери, которая должна поймать и съедать достаточное количество пищи, чтобы ее эмбрионы хорошо питались и, следовательно, были хорошо развитыми к моменту рождения. Одна из самых больших проблем, длительные роды под водой. Подобно китам и дельфинам, эти животные должны были дышать воздухом, а это означало, что если роды были особенно длительными, или если бы возникли дополнительные осложнения, матери пришлось бы вернуться на поверхность, чтобы дышать. В этом случае она подвергалась бы риску нападения хищника или, что еще хуже, смерти от утопления, если бы оставалась под водой слишком долго. Сразу после рождения новорожденным иклетам также потребовалось бы выплыть на поверхность, чтобы сделать свой первый вдох, и подвергнуться тому же риску.

Учитывая эти потенциальные проблемы, живорождение в море сопряжено с риском, но оно было успешным для вымерших морских рептилий и продолжает оставаться таковым для морских млекопитающих. Что касается ихтиозавров, то они были одними из первых крупных и вторично водных животных, совершивших этот замечательный подвиг эволюционной адаптации, что позволило им полностью посвятить себя жизни в море.