Загадочный гасторнис

На этой реконструкции изображен гасторнис (Gastornis) — удивительная птица, бродившая по европейским лесам около 50 миллионов лет назад. Размерами она не превосходила современного африканского страуса (высота — до 2 м, масса — до 150 кг), но отличалась массивным телосложением и внушительной головой с крепким клювом. Из-за этого образ жизни гасторниса долгое время был предметом споров.

Первые фрагментарные остатки гасторниса были найдены в 1855 году в пригороде Парижа, в пласте суглинка формации Мёдон (см. Meudon Formation). «Прилежный и трудолюбивый молодой человек» Гастон Планте нашел часть большеберцовой кости длиной 45 см во время экскурсии геолога Луи Констана Прево, которому ее и передал. Физик Планте тогда только начинал свою научную карьеру, впоследствии он станет известен как изобретатель свинцово-кислотного аккумулятора, сыгравшего огромную роль в автомобилестроении. В честь него птицу и назвали.

Находка привлекла огромное внимание — на тот момент это была одна из древнейших известных птиц. Однако крайняя неполнота ископаемого материала затруднила определение родственных связей животного. В течение следующей пары десятилетий в руки ученых попало лишь еще несколько фрагментов скелета, которые одни исследователи приписывали гигантскому кулику, другие — не менее гигантскому альбатросу или утке, а врач и палеонтолог Виктор Лемуан (Victor Lemoine), выполнивший первую реконструкцию скелета гасторниса в 1881 году, явно вдохновлялся обликом современных журавлей, так что «наградил» скелет длинной гибкой шеей и тонкими изящными ногами.

Слева — большая берцовая кость гасторниса в сравнении с аналогичной костью лебедя в одном масштабе (1:3 от натурального размера). Справа — первая реконструкция гасторниса, выполненная Виктором Лемуаном: на тот момент настоящий череп птицы был неизвестен, как и большая часть скелета, что повлекло за собой создание «журавля». Изображение из статьи S. Meunier, 1882. A gigantic fossil bird

В 1874 году похожие остатки были обнаружены в Северной Америке, и известный американский палеонтолог Эдвард Дринкер Коп назвал птицу диатримой (Diatryma), что с древнегреческого можно перевести как «отверстие». Это отсылка к паре отверстий в цевке, сквозь которые при жизни проходили крупные сосуды. В последующие годы американские ученые описали еще несколько видов диатрим. В 1917 году коллекция остатков наконец-то пополнилась почти полным скелетом с черепом. Его облик настолько отличался от «журавлеобразной» реконструкции гасторниса того времени, что о близком родстве гигантских птиц не приходилось и думать! Так что, хотя предположения, что на самом деле европейские гасторнисы и североамериканские диатримы могут быть близкими родственниками, высказывались еще в 1880-х годах, потребовалось больше века, чтобы вскрывшаяся неаккуратность ранней реконструкции позволила изменить научный взгляд на внешний вид гасторниса.

Реконструкция диатримы начала XX века: обратите внимание на волосовидное оперение птицы, которое сейчас считается ошибочным: на самом деле у диатрим были хорошо оформленные перья. Рисунок из статьи W. D. Matthew, W. Granger, 1917. A Gigantic Eocene Bird — The Skeleton of Diatryma, a Gigantic Bird from the Lower Eocene of Wyoming

Обнаружение новых фрагментов скелета и, что важнее, пересмотр ископаемого материала, который был в распоряжении палеонтологов XIX века, позволили выяснить, что реконструкция гасторниса 1881 года была основана на костях разных животных! Лемуан изобразил своего гасторниса с явными рептильными чертами, приписав ему зубастый клюв и примитивный череп с несросшимися костями. Однако на деле большая часть скелета оказалась фрагментами скелетов рептилий и рыб! Гигантской птице в этом «винегрете» принадлежали лишь позвонок и фрагменты ног. Более того, хотя от цевки и голени гасторниса сохранились лишь отдельные части, ее ноги были реконструированы по-журавлиному тонкими — и заметно более длинными, чем в реальности. Также был обнаружен фрагмент тибиотарзуса, ранее не описанный у гасторниса, но хорошо известный у диатримы, и сравнение этих крайне схожих костей позволило в 1990-х годах вновь поднять вопрос о близком родстве, если не синонимии гасторнисов и диатрим. В настоящее время одни исследователи причисляют диатрим к гасторнисам, другие выступают за разделение европейских и североамериканских птиц, но поддерживают их отнесение к одному семейству.

Помимо строения скелета, пересмотрено было и оперение гасторниса. В 1923 году Теодор Коккерелл, американский энтомолог и палеонтолог, описал длинные волосовидные структуры как предполагаемые перья диатримы. В 1930 году другой американский ученый, орнитолог Александр Ветмор, изучил «перья» под микроскопом и указал, что они имеют структуру, нетипичную для птичьих перьев, и, скорее всего, не принадлежали птице. Этот вывод подтвердился в 1962 году: «перья» Коккерелла на деле оказались корнями растений! Тела диатрим могли покрывать крупные мягкие перья с хорошо оформленным стержнем — по крайней мере, именно такое перо, длиной 24 сантиметра, было обнаружено в эоценовых отложениях в США.

Предполагаемые перья диатримы: до 1930 года считалось, что тело гигантской птицы покрывали волосовидные перья (фото из статьи T. Cockerell, 1923. The supposed plumage of the Eocene bird Diatryma), но теперь ученые полагают, что у диатрим были вполне оформленные перья с четко выраженными стержнями и опахалами, как это гигантское перо, найденное в штате Вайоминг (фото с сайта birds.fieldmuseum.org)

Гасторнисы и диатримы были чрезвычайно мощными птицами, с высоким, сжатым с боков клювом, относительно недлинной и массивной шеей, небольшими крыльями и крепкими, сравнительно короткими ногами. Их ближайшими современными родственниками являются куры и утки, но эволюционная ветвь гигантских нелетающих птиц отделилась очень рано, что объясняет их своеобразный внешний вид.

Исходя из формы клюва, несколько напоминающего орлиный, и внешнего сходства гасторнисов с южноамериканскими фороракосами (см. картинку дня Ужасные птицы фороракосы), первое время этих нелетающих птиц представляли как свирепых хищников, терроризировавших эоценовые леса и населяющих их примитивных млекопитающих. Поскольку сила сжатия клюва гасторниса позволила бы легко расколоть даже самый крепкий орех, некоторые авторы считали, что с эволюционной точки зрения такой совершенный инструмент невыгодно применять лишь для питания растительным кормом и что такой клюв служил для дробления костей и раскалывания панцирей. С учетом размеров тела, это автоматически делало гигантскую птицу доминирующим наземным хищником своего времени, соперничать с которым могли разве что сухопутные крокодилы (см. картинку дня Копытный крокодил).

С другой стороны, анатомически гасторнис заметно отличался от явно хищных фороракосовых. Во-первых, у него не было загнутого кончика клюва, который всем современным хищным птицам служит для разделки добычи.

Кости черепов диатримы (A–С) и гасторниса (D–E), на которых явно заметно отсутствие у этих птиц загнутого кончика клюва, характерного для хищников. Длина масштабного отрезка — 50 мм. Изображение с сайта palaeo-electronica.org

Во-вторых, когти на лапах гасторниса были небольшими и прямыми, как у страуса, тогда как на ископаемых следах фороракосовых можно хорошо разглядеть отпечатки кривых когтей, которые более полезны для охоты (см. Судя по следам, гигантские нелетающие фороракосы были отличными бегунами, «Элементы», 10.10.2023). В-третьих, у гасторниса были очень массивные и компактные кости ног, так что передвигался он не слишком шустро. Наконец, изотопный анализ костей гасторниса показал, что его рацион был схож с рационом крупных травоядных динозавров и млекопитающих, и мясо он ел не чаще, чем современные олени или слоны.

Так что, скорее всего, 55 миллионов лет назад гасторнис не гонялся за мелкими млекопитающими в лесах, а неспешно прогуливался среди деревьев, собирая плоды с твердой скорлупой и ловко разламывая их своим мощным клювом.

Слева — реконструкция гасторниса 2014 года. Обратите внимание на ошибочно реконструируемый крючковатый клюв, которого у птицы на самом деле не было. Справа — современная реконструкция с клювом без крючка. Рисунки Сергея Красовского

Вероятно, эти гигантские «сухопутные гуси» возникли еще в позднем палеоцене в Европе, которая на тот момент представляла собой группу островов. И именно изолированность от материка позволила развиться птицам-великанам (см. Островные карлики и гиганты — результат действия комплекса экологических и эволюционных факторов, «Элементы», 19.04.2021). Также не исключено, что именно островные условия позволили европейским гасторнисам дотянуть до позднего эоцена, тогда как в Северной Америке и Азии родственные им гигантские птицы вымерли несколько раньше. Однако ученые всё еще спорят, погубила ли гасторнисов конкуренция с крупными млекопитающими, климатические изменения или что-то еще.

Рисунок Романа Евсеева.

Анна Новиковская