Павел СКУЧАС: Открытия в нашей науке совершаются постоянно

Палеонтология, хоть и исследует прошлое, одна из самых прогрессивных и активно развивающихся наук. Открытия следуют друг за другом, порой переворачивая наши представления о мире. О важных находках последних лет, а также о поисках в России в эксклюзивном интервью «Учительской газете» рассказал известный палеонтолог, доктор биологических наук Павел Скучас.

– Павел Петрович, какие открытия в палеонтологии последних лет вы считаете наиболее значимыми?
– Все открытия нужно разграничивать. Есть открытия мирового уровня, есть национального. Приятно, когда на территории России находят нового динозавра, но такие открытия редко меняют картину мира. Как специалист по позвоночным животным отдельно хочу выделить обнаружение перьев у динозавров (перья – это преобразованная чешуя). Это открытие послужило фундаментом для понимания того, что птицы – хищные динозавры, которые дожили до современности. Тут я хочу упомянуть открытие мирового уровня, сделанное в России. У нас, в селе Кулинда Читинской области, обнаружили динозавра, покрытого протоперьями. Этот факт дал ученым много пищи к размышлению.
Семимильными шагами движется изучение органических молекул, которые сохраняются в ископаемых костях. Двадцать лет назад казалось, что ничего органического в древних костях не остается. Однако в них были найдены белки коллагена. Теперь эти белки можно не только выделять из костей динозавров, но и применять по отношению к ним молекулярные методы, как к настоящим «живым» белкам. Коллаген динозавров очень близок по строению с коллагеном современных птиц, что также подтвердило гипотезу происхождения птиц от хищных динозавров. Такое слияние палеонтологии с прогрессивными биологическими дисциплинами я считаю прорывом.
Ученые также исследовали скорлупу яйца динозавров и нашли в ней сложные органические молекулы, ответственные за цвет; удалось выяснить, что у некоторых динозавров яйца были голубого цвета. И вот такие открытия совершаются постоянно. Все чаще всплывают детали, которые раньше казались фантастическими. Но каждый день совершать открытия невозможно, в работе палеонтолога много рутины: мы постоянно ездим, пытаемся что-то найти, занимаемся описанием фаун…
– …открываете новых динозавров и древних млекопитающих…
– Эти события регулярно происходят в нашей жизни благодаря экспедициям. Наша палеонтологическая группа под руководством Александра Олеговича Аверьянова, профессора, доктора биологических наук Зоологического института РАН, за последние два года описала трех новых динозавров группы зауроподов, а также яйцо динозавра из Западной Сибири. Кроме самого открытия, ученому нужно посмотреть на этот факт сквозь призму эволюции. Исследование наших зауроподов, например, показало, что все они родственны или относятся к самой продвинутой группе зауроподов – титанозаврам. Это позволило высказать гипотезу о том, что самые продвинутые, сложно устроенные гигантские динозавры – зауроподы – появились в Азии, в раннем мелу, около 120 млн лет назад. Этот вывод представляет собой следующую ступень – реконструкцию эволюционных преобразований истории.
– Где в этом случае можно провести черту между палеонтологией и биологией?
– Для меня этой границы нет. Палеонтологи часто выпускают статьи, касающиеся строения, морфологии современных животных, данные которых важны как для биологии в целом, так и для палеонтологии.
На днях вышла статья, в которой палеонтолог поделилась результатами исследования костей современных птиц. Все мы знаем, что птицы откладывают яйца. Но откуда им брать кальций для построения скорлупы? Перед сезоном размножения, когда еды хватает, у них в полостях костей начинает накапливаться рыхлая костная ткань – медуллярная кость, это будущий запас кальция, который впоследствии расходуется на образование скорлупы. Исследователи начали находить медуллярную кость у динозавров, сделали вывод, что у них была такая же стратегия размножения, как и у птиц. Во время изучения страусоподобных хищных динозавров (орнитомимидов) из позднего мела в Узбекистане мы также обнаружили медуллярную кость в одной из найденных нами костей. Эта находка позволила сделать вывод, что кость принадлежала самке, поскольку самцы не откладывают яиц.
Автор статьи прокрутила на компьютерных томографах десятки скелетов современных птиц и показала, что эта рыхлая медуллярная кость у самок откладывается в самых разных частях скелета. Поэтому в будущем, даже если мы найдем изолированные кости, мы сможем обнаружить медуллярную кость и понять, самка перед нами или самец.
Связь палеонтологии и биологии особенно сильна в исследованиях переходных форм организмов. Яркий пример – найденная в 2004 году рыба тиктаалик, которая жила в позднем девоне и сочетала в себе признаки рыб и первых амфибий. Она идеально легла в эволюционные ряды. Многие слышали про археоптерикса, который представлял собой «идеальную» переходную форму от пресмыкающегося к птице. Совершенно фантастические результаты у недавних молекулярных исследований: ближайшими родственниками современных китов были бегемоты, последовательности ДНК этих животных похожи. Оказалось, что бегемотов и других парнокопытных можно объединить в одну группу с современными и ископаемыми китами.
Мы пытались обнаружить переходные формы между древними и современными амфибиями во время экспедиции на Нижнюю Тунгуску, некоторые материалы, полезные для дальнейшего анализа, были найдены.
– В России поиски идут в основном в Сибири?
– Это зависит от предмета исследования. Для изучения динозавровых фаун подходят Сибирь и Дальний Восток. Если мы ищем звероящеров (это группа, от которой произошли млекопитающие, то есть мы с вами), можно вести раскопки в европейской части России. В этом же регионе находят останки древних морских рептилий. Исследования древних рыб проводятся и в Ленинградской области. Если вы ищете замороженных мамонтов, то вам должна быть интересна зона вечной мерзлоты: Таймыр, Якутия, Чукотка, Арктические острова. Ваш поиск определяется объектом. Мы искали на Нижней Тунгуске, потому что там породы подходящего возраста. Переходные формы между древними и современными амфибиями жили в конце пермского периода и в начале триасового.
– Сколько длится экспедиция и какие инструменты используют современные палеонтологи?
– Длительность экспедиции зависит от материала, задач, доступности района. Нормальный результат можно получить от экспедиции продолжительностью 10‑30 дней. Порой я участвую в нескольких экспедициях подряд и по два месяца не бываю дома. Выбор инструментов определяется породой, состоянием костей, потому что кости могут быть очень твердые, а могут быть рыхлые. Если порода плотная, ее бесполезно расчищать кисточкой, пытаться промыть на ситах, ее надо колотить, тогда используются специальные молотки. Впоследствии могут понадобиться бормашинка, пневмомолоток, специальное приспособление для препаровки – очистки породы в лабораторных условиях.
Если кости изолированы друг от друга и находятся в глине или в песке, их можно промывать на сите. Целый скелет мы берем вместе с породой. Тут могут быть разные подходы: классический (для него существует палеонтологический термин – «брать пирогом») – это замазывание гипсом куска породы вместе со скелетом. Для больших скелетов до 2 м колотим деревянный ящик, то есть «берем монолитом». Огромные скелеты в несколько десятков метров перевозим несколькими монолитами. Размер находки влияет и на выбор транспортного средства – например, для перевозки монолита необходима грузовая машина.
Во многих ситуациях хорошо помогают технологии. Механическое очищение может разрушить особенно хрупкие кости, компьютерный томограф позволяет сквозь породу получить трехмерное изображение находки и увидеть ее внутреннее строение. Так мы изучили виртуальную конструкцию черепов панцирных динозавров Узбекистана и узнали, что у них была очень сложная система сосудов, которая работала на то, чтобы мозг не перегревался. Очень похожий механизм действует у некоторых современных ящериц. Мы по костям пытаемся понять, как животное существовало.
Другое направление палеонтологии, которое сейчас активно развивается в России и особенно в Санкт-Петербурге, – палеогистология. Чтобы узнать биологические особенности древних существ, тех же динозавров, можно сделать срез их костей. Многие видели срезы современных деревьев. То же самое было у большинства рептилий. Можно посчитать количество колец и узнать, сколько лет было животному, или, к примеру, определить характер его костной ткани. У быстрорастущих деревьев, тех же тополей, рыхлая древесина. У небольших медленнорастущих сосен древесина плотная. Динозавры, оказывается, имели достаточно рыхлое строение костной ткани, они росли быстро, и сосудов там было много. Делая срезы, мы пытаемся выявить, как животные росли, как они достигали крупных размеров, половозрелости.
– Какие центры палеонтологии можно выделить в России?
– Палеонтологический институт имени А.А.Борисяка РАН в Москве, Зоологический институт РАН, СПбГУ, Казанский университет. Есть центры на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Саратове… Есть совершенно замечательные коллективы при музеях, например Кировский палеонтологический музей, которому сейчас, к сожалению, грозит слияние и уничтожение, но то, что они делают, – это абсолютная фантастика. Они выкапывают целые скелеты очень древних существ, которые жили до динозавров, к ним приезжают ученые со всего мира, работают над этими материалами, описывают новые виды и роды. Центров много, палеонтология сейчас на подъеме. В Китае палеонтология имеет статус национального проекта…
– Там и открытий много в последнее время…
– Это не случайно: палеонтология в Китае хорошо финансируется, на место аспиранта-палеоботаника претендуют почти 30 человек. Палеонтология популярна и на Западе, там сейчас формируются стандарты лабораторий нового типа, в которых палеонтологи тесно сотрудничают с микробиологами.
– Чем вас привлекла палеонтология?
– В детстве отец сказал мне, что если в нашу квартиру воткнуть летающего ящера, то его крылья, размах которых достигает 12 м, будут торчать из окон. Я представил себе этот маленький самолет и был настолько впечатлен, что начал изучать рисунки динозавров в старых книжках. В те времена найти что-то энциклопедическое на тему динозавров было сложно. Сегодня другая проблема: как из многообразия литературы выбрать наиболее адекватную. Тем не менее у детей сегодня больше возможностей для изучения палеонтологии. Зачастую интерес к науке подогревают любители палеонтологии. Замечательная книжка – «Звероящеры и другие пермские монстры» – была написана врачом-кардиологом Дмитрием Богдановым на таком высоком уровне, что я всем детям ее рекомендую.
– Почему палеонтология сегодня актуальна?
– Без палеонтологии мы бы не знали времени появления важных явлений, не поняли, когда появился человек, на какие группы и почему разделились организмы. Благодаря палеонтологии мы можем реконструировать климаты, катастрофы, рассказать о необычных естественных экспериментах, лучше узнать современный мир.
Наша группа сейчас активно занимается якутскими материалами начала мелового периода. Оказалось, что в Якутии была очень разнообразная фауна, которая включает и динозавров, и мелких рептилий, и млекопитающих. Все они были очень примитивны. В других местах такие животные жили почти на 40 млн лет раньше, в юрское время. Получается, что на территории Якутии за 40 млн лет мало что менялось. А если мы посмотрим на местонахождения того же возраста в Китае, где не было стабильных условий, увидим, что там часто появлялись новые и эволюционно более продвинутые формы. Направлений в палеонтологии сейчас очень много. Я с оптимизмом смотрю в будущее, потому что палеонтология – это современная наука, которая позволяет реконструировать что-то абсолютно новое, увидеть другой мир. Чем больше будет у нас студентов-палеонтологов, тем больше будет экспериментов, экспедиций, открытий. Если будет встречное движение со стороны министерства, Академии наук, наука будет развиваться. У нас страна недоизучена в плане палеонтологии. С одной стороны, это проблема, с другой – перспектива для будущего поиска.
– Куда вы отправитесь этим летом?
– В Забайкалье, чтобы вновь посетить месторождения зауроподов и поискать там новых динозавров, а также в Якутию, чтобы продолжить изучение реликтов юрской фауны. Когда в зоне вечной мерзлоты находишь какого-нибудь крокодила, думаешь: как же мне тепло и хорошо.