1. Охарактеризуйте, пожалуйста, состояние области науки, в которой вы работаете, каким оно было примерно 20 лет назад? Какие тогда проводились исследования, какие научные результаты явились самыми значительными? Какие из них не потеряли актуальности на сегодняшний день (что осталось в фундаменте здания современной науки)?
2. Охарактеризуйте сегодняшнее состояние той области науки и техники, в которой вы трудитесь. Какие работы последних лет вы считаете самыми главными, имеющими принципиальное значение?
3. На какие рубежи выйдет ваша область науки через 20 лет? Какие кардинальные проблемы, по-вашему, могут быть решены, какие задачи будут волновать исследователей в конце первой четверти XXI века?
Предмет исследования науки об эволюции млекопитающих далек от современности, тем не менее недавнее интервью с палеонтологом Е. Н. Мащенко на сайте журнала "Наука и жизнь" www.nkj.ru вызвало большой интерес читателей. Мы попросили ученого ответить на вопросы анкеты "Вчера - сегодня - завтра" (см. "Наука и жизнь" №№ 9, 12, 2004 г.; №№ 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 12, 2005 г.; № 1, 2, 2006 г.) и тем самым продолжить на страницах журнала разговор о палеонтологии, начатый в Интернете.
Область моих научных интересов можно обозначить как частные и общие вопросы эволюции, филогения и систематика приматов, хоботных и мезозойских млекопитающих. Я впервые пришел в Палеонтологический институт РАН еще до поступления в МГУ - в 1984 году. За время работы в качестве палеонтолога и антрополога (антрополог - это моя специальность по диплому, полученному в 1988 году на биологическом факультете МГУ) мне невероятно везло на открытия и находки, а главное - на старших коллег. Они советами или рекомендациями помогли мне сформировать системный подход к проблемам, с которыми пришлось столкнуться за время исследовательской работы.
1-2. Восемнадцать лет назад мне довелось руководить раскопками самого крупного естественного местонахождения мамонтов в Европе (г. Севск Брянской области). Результатом полевых исследований стала большая сводка-справочник, в которой приводились данные о ранее неизвестных особенностях биологии мамонта, об индивидуальном развитии этого вымершего вида и особенностях его этологии. При всей "популярности" мамонта оказалось, что о его жизни и биологических особенностях до раскопок в Севске было известно крайне мало. Погибшая здесь в результате катастрофы семейная группа состояла из самок и детенышей, и по их скелетам палеонтологи научились узнавать возраст и рост детенышей, время наступления половой зрелости и многое другое. К сожалению, эта работа осталась незавершенной.
Параллельно с первой специализацией - палеоприматологией высших обезьян - я стал изучать хоботных, к которым постепенно "добавились" древние слоны и мастодонты. Любимых обезьян тоже 1 не забывал. Изучая состав фауны древних млекопитающих миоцена и плиоцена, нам удалось постепенно определить почти всех вымерших обезьян, живших на территории нашей страны и сопредельных государств. Оказалось, что Россия - не только "родина слонов", но и родной дом для многих вымерших родственников современных мартышек и павианов. Прежде (6-4 миллиона лет назад), когда климат Земли значительно отличался от современного, такие теплолюбивые существа, как обезьяны, жили не только на Украине и в Молдавии, но даже в Забайкалье. А самые северные представители отряда приматов (за исключением, конечно, человека) обитали не где-нибудь на Хоккайдо, а в нашей Сибири, правда, на самом ее юге.
Смена одних приматов другими показывает, как в Евразии постепенно менялся климат, формировались те условия окружающей среды, которые существуют сегодня. По мере исчезновения тропических лесов и влажных саванн по берегам древнего предшественника Средиземного моря человекообразных обезьян миоцена здесь сменили сначала листоядные мартышкообразные обезьяны. Затем появились настоящие макаки и павианы. Ну а им пришлось уйти уже под натиском оледенения, которое кардинально изменило весь облик Северной Евразии.
Мамонт - одно из наиболее типичных животных последней геологической эпохи, плейстоцена. Его существование во многом определяло жизнь наших далеких предков - успех их продвижения на новые территории и заселение Северной Евразии и Северной Америки. Поэтому можно смело говорить о том, что, изучая мамонта мы соприкасаемся с большим кругом проблем, включающих и изучение самого человека. В Западной Сибири вместе с археологами мы исследовали стоянки людей позднего палеолита. Здесь нам впервые пришлось столкнуться с сибирскими "кладбищами мамонтов", о природе которых уже велась очень долгая дискуссия.
Неожиданно подтвердилась ранее высказывавшаяся гипотеза о том, что мамонты, как и современные слоны, были очень зависимы от естественных источников минеральных веществ, необходимых для нормальной физиологии крупных и гигантских млекопитающих древности. Мамонты оказались даже более уязвимы для "минерального голода", чем современные слоны, поскольку жили в условиях сезонного холодного климата. Такая привязанность к определенным территориям, по крайней мере на юге Западной Сибири, могла оказать негативное воздействие на жизнеспособность популяции мамонтов и стать причиной их вымирания.
Одно из ярких и показательных подтверждений такой "минеральной" зависимости мамонтов мы нашли в Шестакове Кемеровской области. Здесь мамонты в течение многих сотен, а может быть, и тысяч лет приходили за минеральными "добавками" к участку тектонического раскола. Оползни и обрывы вдоль него создали цепь котловин, в которых имелись выходы природных солонцов - осадочных континентальных пород позднего мезозоя.
Тогда же в окрестностях Шестакова, по берегам реки Кии, размывшей тридцатиметровый яр, я снова и снова искал мелкие кости и зубы мезозойских млекопитающих. Прежде на территории России их найти не удавалось, хотя многие палеонтологи пытались это сделать. Западная Сибирь для таких поисков вообще считалась малопригодной. Мне тоже повезло не сразу. И что только не попадалось на берегах речки! Сначала удалось найти гигантских динозавров - завропод (диплодоков, брахиозавров), затем хищных динозавров - родственников аллозавров, которых раньше никогда здесь не находили, а про пситтакозавров, которых обнаружили сотрудники Томского университета еще в 1940-х годах, и говорить нечего, их остатков было больше всего. Но мелкие древние зверушки упорно не хотели попадаться. По мере продолжения поисков все чаще возникала мысль о том, что в древней дельте, которая была здесь в меловую эпоху, млекопитающие не водились.
Только после двухлетних упорных трудов удалось найти первый фрагмент нижней челюсти, а уж потом находки последовали одна за другой. Так были обнаружены первые мезозойские млекопитающие на территории России и Сибири. Более того, оказалось, что в меловую эпоху в Шестакове жили растительноядные зверообразные рептилии тритилодонты, "двоюродные братья" млекопитающих. Эти странные животные, "неудавшиеся" млекопитающие, должны были исчезнуть с лица Земли еще за 70 миллионов лет до начала меловой эпохи, но удивительным образов уцелели в некоторых уголках земли. Еще через год японские палеонтологи нашли похожих зверообразных рептилий в Центральной Японии и даже специально приезжали в Россию для того, чтобы сравнить их с находками из Западной Сибири.
Итак, за последние 20 лет было совершено много открытий, и выделить наиболее важные достижения очень трудно. Их выбор зависит от конкретного направления, в котором работает специалист палеонтолог. Среди открытий общего характера можно отметить формулирование правила дестабилизации (эманизации) экосистем и следующие за ними циклы вымирания животных и появления новых групп. Это одно из основополагающих правил, объясняющих эволюцию и этапность развития целых сообществ животных и растений, которые связаны друг с другом и с окружающей средой множеством нитей. Сегодня в среднем за день на Земле исчезает один вид млекопитающих. Но теперь люди хотя бы отдают себе отчет, что гибель только одного вида ставит под угрозу целые сообщества животных.
Также в последние 20 лет было подтверждено и утвердилось представление о полифилетическом происхождении предков млекопитающих в триасе. Это означает, что современные потомки таких древних групп животных, как однопроходные (ехидна), яйцекладущие (утконос), сумчатые и плацентарные млекопитающие, имели разных предков, которые, видимо, появились на разных континентах, а уже позднее стали жить рядом друг с другом. Это одна из интереснейших проблем, показывающая сложность эволюции разных крупных таксонов животных.
3. Теперь о перспективах развития палеонтологии позвоночных в ближайшие 20 лет. Конечно, сегодня появились новые методы исследований, связанные с использованием современных технических средств, - программы, обрабатывающие большие массивы данных; компьютерные реконструкции внешнего облика вымерших животных; исследование ДНК из остатков существ, живших многие миллионы лет назад; изучение структуры костей и зубов древних животных по "сезонам роста". Но тем не менее традиционные методы поиска неизвестных форм древней жизни остаются такими же актуальными, как и раньше. Именно традиционная первичная ступень позволяет делать обобщения о характере эволюции, давать прогнозы о возможных изменениях окружающего мира. Складывается впечатление, что новые методы, хотя и расширяют "орудийный набор" палеонтолога, лишь добавляют традиционным методам исследования новые возможности. Сейчас становится понятным, что компьютерная обработка данных - не панацея для познания законов развития жизни. Например, в США сократилось число морфологов (специалистов, способных по форме костей или другим особенностям определять видовую или иную систематическую принадлежность позвоночных). В результате для создания общей справочной системы по ДНК современных видов американцам приходится приглашать морфологов из Зоологического института РАН (г. Санкт-Петербург), которые уточняют видовую принадлежность образца.
Одна из нерешенных проблем современной науки - взаимосвязь классической теории эволюции с молекулярными законами наследования. Сегодня палеонтологи, занимающиеся изучением общих вопросов эволюции, говорят о том, что современная биологическая наука (и не только палеонтология!) находится на пути к синтезу научных направлений. Имеется в виду создание общих концепций, которые сочетали бы и объясняли данные различных биологических дисциплин. Пока они зачастую противоречат одна другой. Пример такой "несогласованности" - определение времени расхождения разных филетических ветвей животных. Человек и шимпанзе по геному отличаются менее чем на 1%. Это значит, что время их расхождения не должно превышать 1-1,5 миллиона лет. Однако палеонтологические данные говорят о том, что уже миллион лет назад на Земле существовал человек, близкий к человеку современного типа и отличающийся от него только на уровне подвида.
Сейчас в палеонтологии наиболее перспективны междисциплинарные исследования, когда специалисты разных областей знаний (геологии, химии, физики) работают вместе. Важно также то, что данные об эволюции позвоночных будут использоваться на практике во все большем масштабе. Это касается в первую очередь создания долговременных и глобальных прогнозов и оценки перспектив использования биоресурсов.
