«Сложилась парадоксальная ситуация»: палеонтолог — о разнообразии динозавров, эволюции и работе с ИИ

— Недавно палеонтологи нашли останки беззубого двуногого родственника современных крокодилов — Labrujasuchus expectatus, который жил во времена динозавров. Какие современные животные ведут происхождение напрямую от динозавров или от их близких родственников?

— Таких животных довольно много, потому что птицы являются прямыми потомками динозавров и в каком-то смысле динозаврами вообще. Они относятся к группе тероподов, которая, помимо прочих, включает небольших хищных динозавров размером примерно с ворону.

Крокодилы имеют общих предков с динозаврами, а в дальнейшем они развивались параллельно.

— Чем динозавры отличались от других рептилий и животных в целом?

— От термина «рептилии» биологи постепенно отказываются. Рептилии оказались сборной группой. Ещё в XVIII веке, когда Карл Линней создавал свою систематику, в группу рептилий попали животные, которые по ряду анатомических признаков противопоставлялись млекопитающим.

Со временем от них отделили амфибий — например, лягушек или саламандр. И в итоге в группе рептилий оказались не очень родственные друг другу организмы — такие как ящерицы, крокодилы и черепахи.

Сейчас, когда появились новые методы исследований, а главное — компьютеры, которые позволяют анализировать большие массивы данных за ограниченное время, выяснилось, что эти организмы не родственны друг другу.

Динозавры изначально тоже считались одной из групп рептилий. Причём совсем типичной, мало отличающейся от современных крокодилов. Однако, когда собрали много материалов и по ископаемым крокодилам, и по ископаемым динозаврам, стало ясно, что динозавры по анатомии и физиологии ближе к птицам, чем к современным крокодилам. Тогда мы стали утверждать, что динозавры — это отдельная группа, весьма отдалённо похожая на современных рептилий.

— Какие особенности динозавров позволяют сделать такие выводы?

— Достаточно сказать, что динозавры были теплокровными — по крайней мере, их значительная часть. Во всяком случае обмен веществ у динозавров в среднем был гораздо быстрее, чем у современных черепах, но всё-таки не такой активный, как у сегодняшних птиц и млекопитающих.

Проблема в том, что современная классификация органического мира во многом привязана к данным, которые можно получить, только работая с мягкими тканями. К сожалению, мягкие ткани динозавров почти неизвестны. Те фрагменты, которые сохранились, прошли стадию минерализации и очень сильно изменились на уровне веществ. Степень их сохранности очень часто допускает неоднозначную интерпретацию.

Например, мы до сих пор достоверно не знаем, была ли у динозавров диафрагма — мышечная мембрана, разделяющая грудную клетку и брюшную полость и помогающая дышать современным млекопитающим.

Были сведения, что удалось найти окаменевшее сердце динозавра. При ближайшем рассмотрении оказалось, что это обычная конкреция (каменная масса округлой формы. — RT), которая образуется в горных породах при перераспределении в них вещества под действием химических процессов.

— В Китае были найдены останки динозавра с кусочком кожи. Насколько этот случай уникален и какие научные данные он может предоставить?

— Таких находок известно много. Это останки динозавров разных исторических периодов, от молодых особей до особей очень преклонного возраста. Но это фрагментарные находки. Их трудно сопоставлять друг с другом.

С другой стороны, эти находки очень информативны, потому что они позволяют сравнивать анатомию динозавров с анатомией других групп животных — с теми же млекопитающими или птицами. Так, изучение ископаемых остатков кожи динозавров подтверждает родство динозавров и птиц.

— А есть ли шансы найти ДНК динозавра?

— Пока нет. Ископаемые остатки, тем более мягких тканей, доходят до нас уже в окаменелом виде. Возможно, удастся найти «обломки» ДНК, но собрать полную ДНК пока просто технически невыполнимо.

— Считается, что было всего около 2 тыс. видов динозавров. Почему так мало, ведь сегодня одних только птиц насчитывается около 11 тыс. видов?

— Сейчас известно даже несколько меньше 2 тыс. видов динозавров. Скорее всего, их было намного больше, но мало что дошло до нас. Большинство видов динозавров установлено по находкам отдельных костей. Динозавры обитали в разных условиях, а для того, чтобы сохранились останки, которые можно анализировать, нужны особо благоприятные условия.

Например, мы знаем, что в горах есть горные козлы и есть орлы, которые на них охотятся. Если они погибнут одновременно — скажем, из-за схода лавины, — то первый же селевой поток перемешает их кости, а второй переломает. Если мы обнаружим обломки этих костей, то определить, птице или млекопитающему они принадлежали, будет сложно. А установить конкретный вид по таким фрагментам невозможно.

Большая часть находок динозавров — это случайные, единичные обнаружения костей и их обломков. Значительную часть видов динозавров мы знаем по отдельным костям и только небольшую долю — по более-менее полным скелетам, которые позволяют реконструировать внешний облик. Остальные реконструкции сделаны по аналогии. То есть, если известен скелет и мы находим похожую кость большего размера, то предполагаем, что существовал аналогичный динозавр, который был пропорционально больше.

— Правда ли, что динозавры были в основном очень крупными животными по современным меркам?

— Динозавры были разных размеров. Самых мелких, которых мы знаем, можно сопоставить с курицей. Но с их останками сложилась парадоксальная ситуация.

В любой экосистеме крупных животных должно быть меньше, чем мелких. А у динозавров — наоборот. Скорее всего, причина в том, что большое количество материала пока не попало в руки учёных. Поскольку у больших динозавров, соответственно, крупные кости, у них больше шансов сохраниться в виде ископаемых и привлечь внимание исследователей.

— Считается, что динозавры на заре своей эволюции были небольших размеров, затем выросли. Но в последние эпохи процесс идёт в обратном направлении — мегафауна вымирает, уступая место мелким животным. Могут ли на Земле вновь появиться гиганты?

— Теоретически могут. Увеличение размеров — это попытка организмов спастись от хищников. Такие примеры известны в разных группах животных, не только среди позвоночных.

Эволюция той или иной группы животных обычно начинается со сравнительно небольших существ. Эволюционный рывок происходит после вымирания, когда из-за резкого ухудшения условий предыдущие обитатели освободили экологические ниши.

Мелким животным нужно меньше пищи, и у них короче жизненный цикл. Поэтому тот же запас ресурсов может быть распределён на гораздо большее количество организмов. В более благоприятных условиях начинают действовать другие факторы, и животные увеличиваются в размерах. На данной стадии эволюции им это очень выгодно.

— Как учёные определяют, где следует копать? Есть ли «кладбища» динозавров?

— Да, такие «кладбища» существуют. Динозавры обитали на всей суше, а их ископаемые остатки, тем более в массовом количестве, сохранялись в определённых местах. В первую очередь это болота, озёра, куда приносило трупы во время половодий. Это могут быть и речные дельты.

Если в каком-то месте найдены отложения, относящиеся ко времени динозавров, логично поискать их останки там. Но если породы более древние или более молодые, то, естественно, никаких остатков динозавров там не найти.

— Существует ли чёрный рынок останков динозавров и какой урон науке наносят «чёрные копатели»?

— В палеонтологии больше всего ущерба — от непрофессиональных раскопок. Это острая проблема, и она касается не только динозавров. Поскольку многие находки, включая наиболее интересные, случайны, останки динозавров может обнаружить непрофессионал.

В такой ситуации не все могут правильно оценить свои силы и компетенции. Лучше всего не продолжать раскопки самостоятельно, а сообщить о находке специалистам, которые хотя бы смогут оценить, насколько она интересна и уникальна.

— Какие удивительные открытия о динозаврах были сделаны за последнее время в мире, что нового удалось узнать учёным?

— Прежде всего нужно обратить внимание на находки динозавров, покрытых перьями. Их начали систематически и в большом количестве находить только в 1990-е и 2000-е годы, в основном в Китае.

Первые находки были сделаны случайно, при строительных работах, но они дали много материала. А поскольку Китай быстро развивается, там много строят, то находки добавляются каждый год.

Примерно то же самое сейчас происходит на территории России, особенно в Южной Сибири. Каждый полевой сезон приносит что-то новое и крайне интересное. Например, в прошлом году именно там были найдены остатки динозавра — пситтакозавра сибирского прекрасной сохранности!

— В палеонтологии применяются методы математического моделирования. Помогают ли в этом ИИ, нейросети?

— В первую очередь искусственный интеллект позволяет обрабатывать огромное количество разнообразных данных за ограниченное время. Это, конечно, царский подарок учёным, потому что новые методы, в частности математические, основанные на использовании ИИ, позволяют сравнивать, на первый взгляд, неродственные организмы. И главное, помогают изучать большое количество параметров одновременно.