Я заканчиваю эту главу интригующим вопросом, который поставил С. Дж. Гулд: а что было бы, если бы пленку прокрутить повторно? Независимо от различий в интерпретации кембрийской каменной летописи, большинство специалистов в этой области, вероятно, согласились бы, что результат — сегодняшний мир животных — был бы другим и даже, что вполне возможно, радикально другим. Быстрое увеличение разнообразия форм жизни в течение кембрия (а также в некоторые другие периоды времени) вместе с вымираниями явно случайного характера оставило группы уцелевших животных, выбранных эволюцией скорее случайным образом, чем согласно какому-либо предопределению. Конечно, такие факторы, как приспосабливаемость или терпимость к широкому диапазону условий окружающей среды, могли способствовать выживанию отдельных видов или групп животных, но если бы процесс мог быть запущен сначала, маловероятно, чтобы в результате сохранились те же самые группы. И весьма вероятно, что вид Homo sapiens никогда бы не появился — такой вывод, в высшей степени неприятный для некоторых, кажется неизбежным.
События палеозойской эры, включая изменения уровня океана. Время в миллионах лет.
Глава 8.
РЫБЫ, ЛЕСА И КОНТИНЕНТ ГОНДВАНА: ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА
Кембрийский взрыв ввел нас в палеозойскую эру, название которой буквально означает «эра древней жизни». В течение 300 миллионов лет она была свидетелем развития жизни от примитивных существ, сохранившихся в окаменевшем виде в сланцах Берджесс-Шэйл, до рыб, насекомых, пресмыкающихся и, в конце концов, до непосредственных предшественников млекопитающих. Материки и океаны стали к этому времени уже вполне пригодной для обитания живых существ средой. К концу палеозойской эры с ее теплым, благоприятным для жизни климатом широко распространились роскошные болотистые леса — источник многих наших угольных месторождений. Почти весь палеозой большая часть современных южных континентов — Африка, Южная Америка, Австралия, Индия и Антарктида — соединялись, образуя гигантский материк Гондвану. К концу этой эры в результате столкновений между Гондваной и остальными континентами образовалась еще большая масса суши, которую геологи назвали Пангеей и которая включала практически все современные континенты. Пангея простиралась от полюса до полюса; столкновения, связанные с ее образованием, привели к формированию горных цепей на территории нынешних Северной Америки (восточная часть), Шотландии, Азии, восточной Австралии, а также других территорий. В конце палеозоя, как бы отмечая конец этой эры, произошло, вероятно, крупнейшее за всю историю Земли массовое вымирание животных и растений. Ни одно живое существо не избежало в той или иной степени его влияния. Животные и растения, обитатели океанов и суши — все они в той или иной мере пострадали. Целые виды и семейства просто исчезли из каменной летописи. В семействах, которые все же выжили, часто осталось всего несколько видов. Причина этой всемирной катастрофы до сих пор неизвестна.
Палеозойские породы широко распространены на всех континентах. По сравнению с предшествующим временем для этой части земной истории имеется значительно более полная запись обо всех событиях. Частично это обусловлено тем фактом, что большую часть палеозоя уровень моря был очень высок. Внутренние области континентов часто затоплялись мелководными морями, на дне которых слой за слоем накапливались осадки. Они служили местом погребения растений и животных, сохраняя информацию о климате и характере окружающей их среды. Например, в Северной Америке во время палеозоя большая часть территории периодически оказывалась под водой. Эти промежутки затопления отражались в характере палеозойских осадков, которые и сейчас еще покрывают чуть ли не весь континент. Их сохранению способствовал тот факт, что ядро Северной Америки, фундамент, на котором откладывались осадки, представляет собой древний устойчивый щит архейских и протерозойских пород, спокойный в геологическом смысле и низко лежащий. Такие регионы сравнительно мало подвержены эрозии.
Хорошая сохранность палеозойских и более молодых пород, море содержащейся в них информации о жизни, климате и тектонике делают весьма трудной задачу кратко рассказать об отрезке земной истории, охватывающем последние полмиллиарда лет. Тут столько интересных подробностей, что возникает реальная опасность не разглядеть леса из-за деревьев. По этой причине здесь и в последующих главах мы даем только общую картину некоторых самых значительных событий, и лишь немногие из них рассматриваются сколь-нибудь подробно. Возможно, вы заметили, рассматривая рис. 1.1, что каждая из трех геологических эр, на которые разделен отрезок из последних 500 миллионов лет, — палеозой, мезозой и кайнозой, — короче по фактическому количеству лет, чем предшествующая. Так получилось потому, что — как и во всякой истории — в каждом из последующих периодов содержится все больше и больше информации для дальнейшего подразделения. Для тех, кто захочет глубже покопаться в этой летописи; Мы приводим в конце книги краткую библиографию. Эти источники и содержащиеся в них ссылки должны удовлетворить большинство любопытствующих.
ТРИЛОБИТЫ И ПРИЧИНЫ ВЫМИРАНИЯ
В начале палеозоя континенты все еще оставались почти безжизненными. За исключением водорослей, которые к этому времени уже колонизировали сушу и, вероятно, придали влажным районам зеленоватый оттенок, в целом континенты были скорее всего столь же голы, как поверхность Луны. Но к концу эры уже стояли леса, кишели крылатые насекомые, а среди зелени шныряли пресмыкающиеся. В озерах, которыми изобиловала Пангея, было полно рыбы. Развитие этих форм жизни достаточно хорошо известно; это увлекательнейшая история. Повествование продвигается медленно и однообразно, но изредка прочерчивается резкими изменениями.
В предыдущей главе был очень кратко описан кембрийский взрыв. Это событие привело к развитию океанской флоры и фауны, не имевшему прецедента в предшествующей истории Земли. Это было только начало. Очень быстро, если судить по масштабам уже прошедшего времени, появились новые формы жизни. При этом некоторые старые формы приходили в упадок, а иногда совершенно внезапно вымирали. Конкретные причины этих быстрых изменений в деталях неизвестны, но большей частью эти вымирания были ответом на внешние стимулы. Если бы мир был совершенно устойчив, с неизменным климатом, с постоянной средой, постоянной плотностью населения и без дрейфа континентов, то многие из этих изменений, вероятно, никогда бы не произошли. В крайнем случае они происходили бы гораздо медленнее.
Трилобиты, эти характерные кембрийские животные, являются поучительным примером вымирания видов и его возможных причин. Их история особенно хорошо документируется в Северной Америке, которая на протяжении почти всего кембрия находилась на экваторе и периодически затапливалась теплыми мелкими морями. Было открыто много видов кембрийских трилобитов; по типам осадков, в которых они окаменели, оказалось возможным кое-что узнать об их образе жизни. В эту группу входили плавающие формы, обитатели дна, виды, жившие в теплых мелководьях и в более глубоких и холодных водах. Большинство отдельных видов трилобитов сохранялись в каменной летописи в течение всего лишь нескольких миллионов лет или даже меньше, хотя в каждый момент времени одновременно существовало много различных видов. Регулярное исчезновение видов, живших до этого несколько миллионов лет, и появление новых видов являются частью «шумового фона» эволюции. Однако в течение трех отдельных моментов времени ближе к концу кембрийского периода большое количество видов, которые, казалось бы, процветали, внезапно исчезло; это заняло всего несколько тысяч лет или, может быть, даже меньше. Одно из этих «массовых вымираний» трилобитов отмечает конец кембрийского периода. После каждого такого вымирания следовал период, называемый палеонтологами периодом адаптивной радиации, то есть быстрого распространения многих новых видов из одной или нескольких прародительских групп.
Что же послужило причиной этих внезапных событий? Вымирания животных и растений происходили неоднократно на протяжении всей истории жизни на Земле, из которых одни затрагивали только несколько видов, в то время как другие были, по-видимому, глобальными и катастрофическими. Геологи и палеонтологи пытались открыть причины этих вымираний, изучая каменную летопись. Как правило, им не удавалось найти однозначные ответы, но они обнаружили целый ряд повторяющихся тем. Эти темы включают изменения климата, перемещение континентов, эволюцию хищников и изменения уровня моря. В частном случае трилобитов имеются признаки того, что свою роль сыграли изменения климата. По-видимому, вымирание было самым катастрофическим для видов, обитавших в самых теплых водах. Более того, предками большинства быстро развивавшихся после каждого вымирания видов были трилобиты, жившие в более глубоких и холодных водах вдоль окраин континентов; это заставило многих геологов сделать вывод, что вымирание было обусловлено внезапным похолоданием. Виды, обитавшие в холодной воде, оказывались способными выдержать изменение; те же, которые приспособились к более теплой воде, вымерли. Хотя эту гипотезу ни в коей мере нельзя считать доказанной, она является вполне разумным выводом из имеющихся данных. Этот пример, касающийся трилобитов, не является уникальным: есть много мест в каменной летописи с признаками того, что климатические изменения играют важную роль в ходе эволюции.