Длинные шеи независимо развивались в ходе эволюции во многих группах четвероногих. На суше длинношеие представители были или есть среди млекопитающих и динозавров-зауроподов, в небе — среди птиц и птерозавров, в воде — среди завроптеригий (плезиозавров и их многочисленных родственников). Ученые уже знали, что предки плезиозавров «обзавелись» длинными шеями вскоре после пермо-триасового вымирания, однако подробности этого стремительного эволюционного процесса были неизвестны. Теперь группа палеонтологов из Китая и Великобритании смогла уточнить некоторые подробности «вытягивания» шей предков плезиозавров, описав новый вид Chusaurus xiangensis, у которого шея была уже в полтора раза длиннее (относительно длины тела), чем у живших на два миллиона лет раньше родственников. Вероятно, столь резкий эволюционный скачок от сравнительно короткошеих к длинношеим животным произошел из-за глобальной перестройки морских экосистем в начале триаса и появления множества свободных экологических ниш, которые требовалось как можно быстрее захватить.
Плезиозавры (Plesiosauria) были крайне успешной группой морских рептилий мезозойской эры: возникнув в раннем триасе, они благополучно дожили до позднего мелового периода, распространившись по всему Мировому океану (а кое-где — даже по пресноводным водоемам, см. G. Bunker et al., 2022. Plesiosaurs from the fluvial Kem Kem Group (mid-Cretaceous) of eastern Morocco and a review of non-marine plesiosaurs) и заняв множество экологических ниш. Часть из них сохранила верность «заветам предков» — у них были относительно небольшие головы, удлиненные шеи и рацион, состоящий преимущественно из головоногих и рыбы, тогда как другая группа — плиозавры — утратила длинные шеи, отрастила громадные головы и стала хищниками-макрофагами, добывающими себе на обед акул, гигантских кальмаров и других морских рептилий .
Эволюция плезиозавров протекала стремительно: уже в среднем триасе, около 240 миллионов лет назад, в морях Земли плавали их ближайшие родственники наподобие августазавра (Augustasaurus), у которых была небольшая голова с колышкоподобными зубами, длинная шея и короткий хвост. Поскольку предполагается, что морские рептилии вернулись в океан только после пермо-триасового вымирания 251 миллион лет назад, завроптеригиям — группе, включающей плезиозавров и их ближайших родственников, — потребовалось всего около 10 миллионов лет, чтобы окончательно сформировать экотип длинношеей морской рептилии, который успешно выживал в Мировом океане еще на протяжении более 150 миллионов лет.
Но как же завроптеригиям удалось так быстро обзавестись столь длинной, а главное — гибкой шеей, позволяющей им совершать довольно сложные движения в воде? У других триасовых рептилий, таких как танистрофеи, увеличение длины шеи происходило за счет увеличения длины каждого позвонка, а вот у завроптеригий, напротив, произошло резкое увеличение числа позвонков (L. Soul, R. Benson, 2017. Developmental mechanisms of macroevolutionary change in the tetrapod axis: A case study of Sauropterygia). Этот «тренд» достиг апогея в позднем мелу, когда в морях плавали громадные эласмозавры, в скелете которых насчитывалось до 76 шейных позвонков — больше, чем у любого другого известного позвоночного (S. Sachs et al., 2013. Revised Vertebral Count in the «Longest-Necked Vertebrate» Elasmosaurus platyurus Cope 1868, and Clarification of the Cervical-Dorsal Transition in Plesiosauria)! К сожалению, до сих пор ученые мало что знали о самых первых стадиях этого эволюционного процесса: известно не так много хорошо сохранившихся скелетов ранних завроптеригий, у которых можно было бы измерить шею, так что новая китайская находка позволила палеонтологам заглянуть в эту слабоизученную область эволюции плезиозавров.
Два экземпляра нового вида древнейших завроптеригий были найдены в провинции Хубэй в Центральном Китае, который в течение оленекского века (древнейший век триасового периода, 251–247 млн лет назад) был затоплен мелководным морем и служил домом для разнообразных морских рептилий. Сам ящер, которого назвали Chusaurus xiangensis (это можно перевести как «рептилия из царства Чу, найденная в городе Сянъян») жил около 248 миллионов лет назад и был сравнительно невелик, всего около 25 сантиметров в длину, — но уже обладал сравнительно длинной шеей с 17 позвонками. У его близкого родственника, неустикозавра (Neusticosaurus), жившего в среднем триасе, позвонков было уже 25, тогда как у «классического» плезиозавра криптоклида (Cryptoclidus) из юрской Великобритании шея состояла из 32 позвонков (T. Wintrich et al., 2019. Neck mobility in the Jurassic plesiosaur Cryptoclidus eurymerus: finite element analysis as a new approach to understanding the cervical skeleton in fossil vertebrates). К сожалению, ученым неизвестны сухопутные предки плезиозавров, но исходя из анатомии крайне примитивного ханозавра (Hanosaurus), у которого было 25 спинных и 15 шейных позвонков, особо длинношеими эти наземные рептилии не были.
Зачем же чузавру, а также многим другим морским рептилиям раннего триаса, потребовалось спешно удлинять шею? Ученые предполагают, что дело тут — в большом количестве освободившихся экологических ниш и глобальной перестройке морских экосистем (J. Reeves et al., 2020. Evolution of ecospace occupancy by Mesozoic marine tetrapods). После Великого вымирания в океане возникло множество новых донных животных (например, двустворчатых моллюсков наподобие мидий и гребешков), которые служили пищей морским ежам, хищным брюхоногим моллюскам, рыбам и рептилиям, а те в свою очередь кормили собой более крупных хищников. Предполагается, что длинные шеи развились у завроптеригий как для поиска пищи на илистом дне (проплывающий ящер как бы зондировал мягкое дно, выхватывая вспугнутую добычу), так и для хватания мелкой рыбешки из проплывающих мимо косяков, — ведь повернуть длинную шею, чтобы собрать корм, сравнительно проще, чем повернуть все туловище целиком ( T. Wintrich et al., 2017. A Triassic plesiosaurian skeleton and bone histology inform on evolution of a unique body plan).
В результате всего за пять миллионов лет среди завроптеригий произошло резкое увеличение длины шеи: у появившегося около 250 миллионов лет назад ханозавра соотношение длины тела к длине туловища составляло 0,36, у чузавра оно уже достигло 0,48, а у кейчоузавра (Keichousaurus), жившего около 245 миллионов лет назад, — 0,98! В дальнейшем скорость роста плезиозавровых шей заметно снизилась: поскольку они оставались сравнительно некрупными животными, маловероятно, что более длинная шея была им выгодна с энергетической точки зрения (грубо говоря, небольшое туловище слишком сильно мотало бы из стороны в сторону при повороте шеи), так что вплоть до появления первых плезиозавров-великанов их шеи оставались не длиннее тела.
Сегодня ученые сомневаются, что плезиозавры могли вылезать на сушу — эти живородящие морские рептилии были теплокровными и не нуждались в «солнечных ваннах», — но все еще разделяют мнение, что их длинные шеи служили великолепными «удочками» для ловли рыбы из косяков. Отрывок из документального сериала «Прогулки с динозаврами»
К сожалению, несмотря на блестящий успех в мезозойских морях, экотип плезиозавров не сохранился до наших дней, и все современные длинношеие животные — сухопутные или, в лучшем случае, полуводные, такие как лебеди, фламинго и цапли. Учитывая, что юрские плезиозавры вполне комфортно чувствовали себя в прохладных водах Арктики, маловероятно, что животные с таким планом строения не смогли бы выжить в более холодных морях кайнозойской эры. Скорее всего, появлению их аналогов после вымирания динозавров помешали какие-то другие, пока еще неизвестные факторы.
Анна Новиковская, Элементы
