Изучение древних мошек показало, что птицы освоили Арктику уже в мезозое

Ископаемые кровососущие насекомые — важный источник информации об экосистемах прошлого. Подчас от древних позвоночных почти ничего не остается, тогда как досаждавшие им кровососы отлично сохраняются в ископаемом виде. Это и произошло с обитателями полярных широт Евразии, жившими на излете эры динозавров. Ученым не удалось обнаружить в этом регионе ни единой косточки, которая бы датировалась меловым периодом, но зато в верхнемеловом янтаре с полуострова Таймыр нашлись целые полчища кровососущих мошек, нападавших на птиц. Это значит, что уже 85 млн лет назад в Арктике, как и сейчас, раздавался веселый птичий гомон. Новая находка является косвенным свидетельством в пользу арктической гипотезы происхождения современных птиц, согласно которой первые этапы их эволюции разворачивались в верхних широтах.

В наши дни тот редкий счастливчик, которому довелось проехаться по Таймыру на вездеходе, вспугнет с берегов тундровых озер огромные стаи гусей, полярных крачек, казарок и других пернатых. Правда, если вспомнить о назойливом гнусе, который, стоит только снять антимоскитную сетку, сразу же облепляет лицо, то созерцание красот северной природы покажется куда менее привлекательным занятием. А кого встретил бы в этих местах наблюдатель, перенесись он на 80–90 млн лет в прошлое? Оказывается, базовый набор действующих лиц остался бы тем же самым — путешественник во времени увидел бы на Таймыре в конце мелового периода стаи птиц и тучи мошки. Во всяком случае, именно такой вывод сделали российские и украинские ученые, изучив под руководством палеоэнтомолога Евгения Перковского кровососущих мошек (Simulidae) из таймырского верхнемелового янтаря.

Несколько мешков таймырского янтаря (он мелкий и хрупкий и для ювелирных целей не годится) были намыты в холодной воде северных рек сотрудниками Лаборатории артропод Палеонтологического института РАН в 1970-е годы (еще одна небольшая экспедиция по сбору янтаря была проведена на Таймыре в 2012 году). Таймырский янтарь — это окно, через которое можно заглянуть в полярные экосистемы позднего мезозоя (в это время Таймыр располагался примерно на тех же широтах, что и сейчас). Больше всего таймырского янтаря было собрано в местечке Янтардах на берегу реки Маймеча, другая его порция происходит из еще более северной точки на реке Уголяк. Именно в уголякских сборах была обнаружена мошка Ugolyakia kaluginae, о которой и пойдет речь (рис. 1 и 2).

Рис. 2. Мошка Ugolyakia kaluginae из верхнемелового таймырского янтаря. Рисунок из обсуждаемой статьи в Cretaceous Research

С мошками наверняка сталкивался почти каждый читатель. Эти маленькие кровососы с коренастым тельцем обладают весьма неприятной особенностью — в отличие от обычных комаров, они легко забираются за шиворот и в рукава и кусаются даже под рубашкой. Мошки, жертвами которых становятся люди и другие млекопитающие, несут на лапках обычные, одинарные коготки. А вот мошки, которые специализируются на питании птичьей кровью, как правило, экипированы раздвоенными коготками. Такие коготки действуют подобно зажимам, позволяя мошкам схватываться за бородки пера — в противном случае на гладкой перьевой поверхности им было бы просто не удержаться. Интересно, что размер щели между двумя частями коготка мошек обычно соответствует толщине перьевых бородок того вида птиц, на котором они чаще всего питаются.

Так вот, Ugolyakia kaluginae из таймырского янтаря экипирована как раз двойными коготками, то есть эта мошка была орнитофильной. Более того, мошки составляют примерно 3% среди всех насекомых в янтаре из Уголяка. Это довольно много, поскольку в других меловых и эоценовых янтарях мошки крайне редки, так что их доля в среднем не превышает 0,1% от всех насекомых. Получается, орнитофильные мошки процветали в верхнем мелу Таймыра, и, следовательно, птицы, их кормовая база, в полярных широтах также имелись в изобилии. Получается, уже на первых этапах своей эволюции птицы смогли освоить Арктику, несмотря на неблагоприятные условия этого региона.

Конечно, в меловом периоде, когда на Земле стоял парниковый климат и на полюсах не было постоянных ледовых шапок, в арктических широтах было гораздо теплее, чем в наши дни. Однако обитатели этих мест, как и сейчас, сталкивались с длительной полярной ночью и резкой сезонностью климата. Кроме того, иногда даже в то время здесь случались кратковременные оледенения: например, в отложениях середины мела на Канадском Арктическом архипелаге (112–118 млн лет назад) были обнаружены прослойки глендонитов — так называются псефдоморфозы кальцита, образующиеся под действием низких температур (J. O. Herrle et al., 2015. Mid-Cretaceous High Arctic stratigraphy, climate, and Oceanic Anoxic Events). Таким образом, даже в мезозое от обитателей Арктики требовались особые адаптации. К ним, в частности, относилась высокая скорость роста, без которой потомство не успеет развиться до взрослого состояния за короткое арктическое лето.

Но именно способность к быстрому росту является одной из отличительных особенности птиц Ornithuromorpha — к этой группе относятся все современные птицы, а также некоторые вымершие формы, такие как зубастые ихтиорнисы. Наряду с орнитуроморфными птицами в меловом периоде существовала еще одна группа птиц, энанциорнисы (Enantiornithes), в целом более примитивная по своей анатомии — в частности, хвостовые позвонки у них еще не успели срастись в пигостиль (копчиковую кость). Все находки энанциорнисовых птиц происходят исключительно из тропических широт, однако орнитуроморфных птиц находят также в верхнемеловых отложениях Канадского Арктического архипелага (R. K. Bono et al., 2016. A Large Ornithurine Bird (Tingmiatornis arctica) from the Turonian High Arctic: Climatic and Evolutionary Implications). Вероятно, что Ornithuromorpha смогли заселить Арктику как раз благодаря быстрым темпам индивидуального развития.

Рис. 3. Художественная реконструкция орнитуроморфной птицы Tingmiatornis arctica, найденной на канадском арктическом острове Аксель-Хейберг. Примерно также могли выглядеть и жертвы таймырских мошек. Рисунок с сайта sci-news.com

Впрочем, не исключено, что высокая скорость роста является не причиной, а следствием жизни в высоких широтах. Согласно этой гипотезе, первые Ornithuromorpha возникли в Арктике, что наложило неизгладимый отпечаток на их физиологию. Закалившись в борьбе с трудностями и научившись быстро расти и достигать половой зрелости, орнитуроморфные птицы спустились из своей «Гипербореи» в более низкие широты и постепенно стали вытеснять менее расторопных энанциорнисовых птиц. Арктические «привычки» также помогли Ornithuromorpha пережить мел-палеогеновое вымирание, в ходе которого исчезли ближайшие родичи птиц — динозавры. Впрочем, справедливости ради надо отметить, что некоторые динозавры в верхнем мелу также освоили Арктику — на Аляске были найдены следы стада гадрозавров (A. R. Fiorillo et al., 2014. Herd structure in Late Cretaceous polar dinosaurs: A remarkable new dinosaur tracksite, Denali National Park, Alaska, USA), а также челюсть карликового тираннозавра (A. R. Fiorillo, R. S. Tykoski, 2014. A Diminutive New Tyrannosaur from the Top of the World).

Рис. 4. Птичьи перья, найденные в меловых отложениях Бурятии (A) и Монголии (B). Рисунок из обсуждаемой статьи в Cretaceous Research

Однако все эти находки меловых арктических позвоночных ограничиваются Северной Америкой. Как отмечают авторы обсуждаемой работы, в Евразии самые северные меловые позвоночные (костные останки) найдены на территории Якутии, в 1300 км к югу от местонахождения Уголяк. Остатки же меловых птиц и вовсе происходят лишь из Кемеровской области и Монголии — это на 2000 км южнее Уголяка. Получается, на сегодняшний день кровососущие насекомые из таймырского янтаря — один из основных источников информации о древних пернатых нашего континента, обитавших за полярным кругом в конце мезозоя. Другой источник — это птичьи перья, которые изредка попадаются в таймырском янтаре (правда, в сборах из Янтардаха, а не из Уголяка). Кстати, птичьи перья присутствуют и в верхнемеловом янтаре из Нью-Джерси — там тоже были найдены орнитофильные мошки.

Источник: E. E. Perkovsky, E. B. Sukhomlina, N. V. Zelenkov. An unexpectedly abundant new genus of black flies (Diptera, Simuliidae) from Upper Cretaceous Taimyr amber of Ugolyak, with discussion of the early evolution of birds at high latitudes // Cretaceous Research. 2018. V. 90. P. 80–89. DOI: 10.1016/j.cretres.2018.04.002.

Александр Храмов