В самом конце мелового периода произошло одно из крупнейших массовых вымираний за всю историю планеты. Вымерли свыше 70% морских видов (включая всех ихтиозавров, мозазавров, плезиозавров, аммонитов и рудистов), последние динозавры и птерозавры и около половины видов наземных растений. Существенно уменьшились численность и разнообразие водорослевого планктона и всех, кто от него зависел. Сильно сократилось число костных рыб. Основательно были затронуты донные фильтраторы (мшанки, морские лилии, брахиоподы, устрицы и другие двустворки), а также некоторые улитки, шестилучевые кораллы и крупные фораминиферы. После вымирания место рифов, построенных водорослями и животными, ненадолго заняли строматолиты. На суше временно возобладали папоротники и грибы. Выжившие виды буквально были подавлены — уменьшились в размерах. Сверлильщики заново учились бурить раковины. Ползающие и роющие беспозвоночные путались в своих следах. Почти не пострадали лишь пресноводные сообщества, поэтому выжили черепахи и полуводные архозавры (крокодилы и хампсозавры). Уцелела и почвенно-лесная пищевая цепочка, тянущаяся от листового опада, гниющей древесины, корней, ветвей и грибов.
Все это несколько напоминает пермско-триасовую катастрофу. Но если «мать всех вымираний» обоснованно связывают с площадными извержениями вулканов, то мел-палеогеновое пытаются соотнести с падением крупного метеорита или астероида. Скажем, при ударе о Землю небесного тела около 10 км в поперечнике на скорости 20 км/с произошел бы выброс энергии, в 10 000 раз превосходящий современные атомные запасы. Взлетевшая пыль создала бы завесу для фототрофов на несколько лет, и продуктивность фитопланктона резко упала бы. Попавшие в атмосферу сажа и пыль, отражая солнечные лучи, привели бы к похолоданию, но за временным падением температуры последовал бы быстрый разогрев, вызванный парниковым эффектом от выделившихся водяных паров и углекислого газа (последствия вымирания водорослей). Запылали бы лесные пожары.
Изложенный событийный ряд отчасти подтвердился: на полуострове Юкатан в Центральной Америке найден кратер диаметром 150 км, окруженный валом из ударной брекчии — угловатых кусков горной породы, выбитых из самых разных подстилающих отложений. Возраст этой чиксулубской вмятины (около 65,5 млн лет) близок к датировкам мел-палеогенового рубежа. Почти повсеместно в пограничных отложениях отмечается повышенное (в 30 раз) содержание редкого металла иридия и других характерных для метеоритов элементов (платины, осмия), встречаются зерна шокового кварца (пронизанные в двух направлениях ударными микротрещинами кристаллы) и попадаются тектиты (охлажденные капли ударного расплава, выпавшие стеклянными, магнетитными и прочими микроскопическими шариками). Скопления сажи лесных пожаров местами в тысячи раз превышают фоновый уровень.
На самом деле, будь во всем виновата небесная механика малых тел, всепланетные вымирания происходили бы каждые 10—15 млн лет (кратеров можно найти вполне достаточно), но столько катастрофических явлений в земной летописи не набирается. С мел-палеогеновым вымиранием все тоже непросто. И даже кратер Чиксулуб, согласно уточненным датировкам, оказался на 130 000 — 150 000 лет древнее безжизненных морских глин, отмечающих мел-палеогеновую границу. Более того, ископаемая морская микрофауна в разрезах на западе Северной Атлантики, сохранившаяся выше и ниже слоя с чиксулубскими тектитами, почти одна и та же. А это важно, поскольку речь идет о довольно полном разрезе морских отложений и обширном для статистических выкладок материале — обильных остатках микрофауны, причем именно планктонной, тогда как останки динозавров весьма фрагментарны и происходят из довольно неполных и редких континентальных разрезов. Кроме того, давление морских хищников на аммонитов, возросшее в позднемеловую эпоху, и общее ухудшение обстановки сказались на их численности уже к концу этой эпохи. Аммонитов почти не стало за 6 млн лет до пришествия чиксулубского метеорита. Шестилучевые кораллы в основном пропали в середине мелового периода. Одни группы рудистов [двустворчатые моллюски] вытесняли другие на протяжении всего времени своего существования, пока все они не исчезли окончательно. Падение температуры в конце мелового периода было более губительным для этих странных двустворок: их численность сокращалась по мере ее понижения. Как видим, не удалось обнаружить никакой внезапности и в исчезновении планктонных фораминифер. На суше даже вечнозеленые растения благополучно пересекли мел-палеогеновую границу. Мало пострадали и насекомые, зависевшие от растительной пищи.
Поиск сугубо земных причин для столь разительных перемен уводит назад, в середину мелового периода, когда все, собственно, и началось, а параллели в этой истории — к краху СССР, случившемуся в 1980-е гг.: в развале государства тоже видят происки могучих внешних сил, хотя подточила его основы собственная экономика — точнее, ее отсталость по сравнению с требованиями дня. Созерцание краха одного из крупнейших государств и собственный научный опыт привели к тому, что ряд ученых обратились к анализу кризисов доисторических эпох, в причинах которых они увидели не удар извне (падение астероида, взрыв вулкана), а состояние самой биоты, к которому она пришла за время развития. Важные работы на эту тему принадлежат советскому палеоэнтомологу Владимиру Васильевичу Жерихину, который отметил, что среди насекомых, составлявших основу биоразнообразия суши, кризис случился не на мел-палеогеновой границе, а не позднее середины мелового периода. Именно тогда древние, мезозойские, группы стремительно стали замещаться кайнозойскими: пришла пора мотыльков, высших двукрылых, разнообразных паразитических и жалящих перепончатокрылых, в том числе пчел и муравьев, а также термитов, жужелиц, общественных жуков-короедов и, возможно, навозников. Поскольку жизнь насекомых тесно связана с растениями, В. В. Жерихин предположил, что в растительном мире совершился переворот: на смену голосеменным пришли цветковые, или покрытосеменные, составляющие 90 % разнообразия современных наземных растений (257 000 видов). Конечно, возникли они раньше середины мелового периода, но главенствующее положение начали занимать именно в это время, и к моменту образования Чиксулубского кратера от прежде многочисленных «елок», можно сказать, остались палки. Кайнофит опередил кайнозой на 35 млн лет и повлиял на суше на все остальное: вслед за растениями должны были измениться или исчезнуть прежние группы растительноядных животных, а затем и хищники — все сообщества, или ценозы (от греч. κοινός — «община»). Ученый назвал это событие «среднемеловым ценотическим кризисом».
* * *
Новый тип лесного хозяйства, сложившийся всего за 10 млн лет, не мог не сказаться на растительноядных животных, поскольку именно покрытосеменные содержат наибольшие концентрации алкалоидов, танинов и других ядов, что, возможно, и привело к изменению состава насекомых и динозавров. (Танины, например, разрушают пищеварительные белки и мышцы насекомых.) Во всяком случае, данные по 847 видам показывают падение разнообразия растительноядных (и хищных) ящеров именно в середине мелового периода и дальнейшее сокращение числа растительноядных. Появление жующих птиценогих и рогатых динозавров и повышение скорости сменяемости зубов у завроподов позволило притормозить вымирание этих групп, но одновременно лишь способствовало распространению цветковых, поскольку ящеры постоянно нарушали мир и порядок в растительных сообществах.
Динозавры помогли цветковым внедриться в сообщества голосеменных и папоротников и занять их место, но покрытосеменные им взаимностью не ответили. Поскольку листовая мякоть этих растений была богаче белками и не обременена плохо усваиваемыми волокнами по сравнению с любыми их предшественниками, гиганты стали получать намного больше калорий (биомеханика челюстей у них не изменилась), чем им было необходимо при огромной массе тела: одно дело — набить желудок хвоей араукарии и долго ее переваривать, совсем другое — сразу получить огромный объем быстро сгорающего «топлива», обглодав крону древнего платанолистного. Если сравнить динозавра с млекопитающим сходного размера (например, цератопса со слоном), то ему требовалось в день в пять раз меньше пищи — следовательно, 4/5 энергии выделялось в виде тепла. Однако терморегуляционная физиология позвоночных очень эффективна, когда тело требуется согреть, но не справляется с избытком тепла. Уже по этой причине гиганты, вероятно, были обречены. А мелкоразмерные растительноядные из динозавров не получились, видимо, в силу недостаточной температуры тела для переваривания волокнистой пищи: манирапторы, которые смогли перейти на «зеленые корма», все равно имели массу от 30 до 3 000 кг; «грызунов» и «зайцев» из них не вышло. Здесь их и обошли синапсиды, не только сумчатые и плацентарные млекопитающие (грызуны, зайцеобразные, опоссумы способны жевать растительную пищу и поглощать значительные ее объемы по сравнению с собственной массой тела), но и различные юрско-меловые группы — эутриконодонты (Eutriconodonta), многобугорчатые (Multituberculata), симметродонты (Symmetrodonta), эгиалодонты (Aegialodontia). В названиях всех этих групп отражено строение их разных, но эволюционно продвинутых зубных систем с хорошим смыканием при наличии на жевательной поверхности разных терок — бугорков, которые позволяли перемалывать пищу, чтобы та быстрее усваивалась. Кроме того, постоянная температура тела способствовала развитию нервной системы и крупного головного мозга, способности быстрее и дольше двигаться. Единственным исключением среди диапсид стали веерохвостые птицы, у которых тоже развилась терморегуляция высокого уровня, сопряженная с энергетически затратным способом перемещения — полетом. Одновременно, несмотря на небольшие размеры многих видов, птицы приобрели способность переваривать растительную пищу, хотя зубов лишились полностью. Их роль приняли на себя мускулистый зоб и «желудочные камни» — гастролиты, которые заглатывают крупные пернатые.
Другой важной особенностью нового леса была ветвистость покрытосеменных деревьев. У голосеменных, по сути, есть один ствол, окруженный тонкими и нередко колючими веточками, а деревья с многочисленными крепкими ветвями создали прекрасную среду для эволюции птиц, ящериц, змей и древесных млекопитающих. Первые сумчатые и плацентарные (об их бурном развитии в позднемеловую эпоху свидетельствуют и молекулярные данные), судя по строению кисти и стопы, представляли собой древесные формы. Примечательно, что птицы, летучие мыши и плацентарные млекопитающие-древолазы отличаются большей продолжительностью жизни, чем наземные виды сравнимой массы, поскольку меньше особей гибнет в зубах и когтях хищников. Птерозавры, за единственным известным исключением, на деревьях не освоились, а настоящие динозавры, несмотря на все четыре крыла, так и не научились хорошо летать — только планировали. И змеи, и млекопитающие, судя по ископаемому содержимому их желудков, нападали на гнезда ящеров, спускаясь с деревьев. На Мадагаскаре мелких островных динозавров могли «обидеть» даже лягушки: при массе 4,5 кг и ширине черепа 0,1 м вельзевуловы жабы (Beelzebufo) кусали с силой до 2 200 Н (как современный лев или тигр). Ведь динозавры, в силу ограничений размеров яиц, толщина скорлупы которых, чтобы сохранять проницаемость для газов, не могла наращиваться бесконечно, вылуплялись очень мелкими: у далеко не самой большой самки завропода (4 000 кг массой) детеныш был в 2 500 раз мельче взрослой особи (у африканского слона эта разница на два порядка меньше). И подрастающий динозавр долгое время вынужден был конкурировать с соразмерными ему, но более активными и сообразительными млекопитающими. Да и сами яйца могли оказаться легкой добычей, поскольку, судя по суточным линиям роста на зубах зародышей, развивались те медленно — за 80—170 дней (а не за 11—85 дней, подобно современным птицам). Не исключено, что именно из-за постоянной опасности потерять потомство у самых поздних завроподов начались задержки с кладкой яиц: в отложениях того времени (70 млн лет назад) возросло число яиц с многослойной скорлупой, из-под которой детеныши проклюнуться не могли. А такая скорлупа образуется при передержке яйца в утробе матери.