Из уплотняющихся под действием давления осадков на дне водоемов формируются осадочные горные породы, примером которых могут служить песчаники и сланцы. В них-то и могут быть заключены окаменевшие скелетные остатки вымерших организмов. Иногда последние столь обильны, что образуют основную массу осадочной породы. К таким породам, называемым органогенными, принадлежат, прежде всего известняки, которые могут состоять из скелетных остатков иглокожих (морских лилий, морских ежей), раковин брахиопод и моллюсков, построек кораллов, раковинок одноклеточных фораминифер. Органогенной породой является также каменный уголь. Каменные и бурые угли образованы остатками растений, захоронившимися в огромных количествах в обширных мелких заболоченных водоемах, связанных с морским побережьем (типа морских лагун или речных дельт). В таких водоемах разложению больших масс отмирающих растений препятствовал недостаток кислорода. На этой основе формировались торфяники, которые при повышениях уровня, моря оказывались погребенными под морскими осадками. В условиях повышенного давления под толщей осадков торфяники переходят в ископаемое состояние, превращаясь в каменный уголь.
Нередко скелетное образование (например, раковина) само по себе не сохраняется, подвергаясь растворению, но на вмещающей породе остается отпечаток его наружной поверхности, а на породе, заполнившей полость раковины и образующей так называемое "внутреннее ядро" - отпечаток внутренней поверхности последней. Промежуток между двумя отпечатками (внутренним и наружным) может заполниться кристаллами какого-либо минерала, образующего псевдоморфозу исчезнувшей раковины.
В некоторых осадочных породах могут сохраняться отпечатки листьев растений, а в очень редких случаях - и мягкотелых, лишенных скелета животных, подобных червям и даже медузам. Примером такого рода может служить знаменитая эдиакарская фауна. Это захоронение мягкотелых животных позднедокембрийского времени (см. ниже) возникло, вероятно, на краю пляжа, куда волны время от времени выбрасывали морских животных, тела которых быстро заносило тончайшим песком, сохранившим их отпечатки.
Относительно часто в осадочных породах встречаются куски окаменевших стволов деревьев (иногда целые стволы), представляющие собой псевдоморфозы ряда минералов (кварца, опала, бурого железняка и др.) по древесине. Известны целые окаменевшие леса - крупные скопления больших пней и нижней части стволов, сохранивших вертикальное положение.
НЕПОЛНОТА ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОЙ ЛЕТОПИСИ
Из сказанного выше вытекает несколько следствий, важных для понимания соотношений между доступными для изучения наборами ископаемых форм из различных местонахождений (ориктоценозами) и реально существовавшими в прошлом сообществами организмов (палеобиоценозами). В ориктоценозе исследователь имеет дело не с общностью совместно живших организмов, а с совокупностью погибших, объединенных общим местом захоронения. Конечно, в состав ориктоценоза могли попасть и организмы, действительно обитавшие совместно (входившие в один палеобиоценоз), но нет никакой гарантии, что в действительности они не жили в совершенно различных местах и объединились лишь в процессе захоронения (например, снесены течением реки в один омут). Из этого правила имеются исключения, но чаще ориктоценозы представляют искусственные объединения вымерших организмов, которые могли жить в разных местах и даже в разное время.
Вторым важным следствием рассмотренных закономерностей захоронения ископаемых остатков является представление о выборочности захоронения. Очевидно, в зависимости от особенностей строения и образа жизни различные виды имели совершенно разные шансы сохраниться в палеонтологической летописи. Преимущества в этом отношении получали, во-первых, виды, обитавшие в воде или около водоемов, во-вторых, виды, имевшие твердый скелет, в-третьих, виды, обладавшие достаточно высокой численностью. Захоронение ископаемых остатков вообще явление очень редкое, зависящее от случайного совпадения многих необходимых факторов, и, как всякий вероятностный процесс, проявляется как закономерность лишь при достаточно большой выборке.
Таким образом, неполнота палеонтологической летописи закономерна - в ней сохранилась лишь незначительная часть из числа видов, обитавших на Земле в разные геологические эпохи. Эта неполнота усугубляется еще и тем, что судьба уже фоссилизованных остатков организмов полна превратностей. Ископаемые остатки могут быть разрушены под действием самых различных причин. Вмещающая их осадочная порода может подвергнуться метаморфизации - глубокому преобразованию, сопровождающемуся перекристаллизацией,- под действием высоких давлений и температур на большой глубине (известняки при этом превращаются в мраморы, песчаники - в кварциты, суглинки и супеси - в гнейсы и т. д.). При этом разрушаются почти все ископаемые остатки организмов. Такова судьба всех осадочных пород древнейших эпох, от которых поэтому сохранилось чрезвычайно мало палеонтологических данных.
Поверхностное расположение породы с ископаемыми остатками также может оказаться гибельным для последних; на поверхности горные породы подвергаются интенсивной переработке - выветриванию, или гипергенезу, - под действием перепадов температуры, проникновения атмосферных осадков, размыва и переноса потоками воды, активности различных организмов. Так, корни растений выделяют химические вещества, которые растворяют прилежащие участки породы. Все это приводит к разрушению ископаемых остатков, особенно быстрому, если они окажутся на самой поверхности. Вновь выйдя на свет после сотен миллионов лет пребывания в глубине горной породы, остатки вымерших организмов разрушатся чрезвычайно быстро, если не будут вовремя обнаружены и спасены палеонтологами.
РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ СОХРАНЕНИЯ ИСКОПАЕМЫХ ОСТАТКОВ ОРГАНИЗМОВ
Помимо рассмотренной нами основной формы захоронения остатков организмов в осадках на дне водоемов, имеются и некоторые другие, более редкие способы фоссилизации.
Кости позвоночных хорошей сохранности обнаруживают в асфальтовых "озерах", образующихся в результате просачивания нефти на поверхность. Животные, по-видимому, принимают эти "озера" за водоемы и погибают в них. Асфальт, пропитавший кости, обеспечивает их надежное сохранение. Пример местонахождения такого рода - асфальтовые "озера" в Ла-Бреа (Калифорния), из которых были добыты многочисленные остатки вымерших млекопитающих.
Известно сохранение ископаемых организмов и в озокерите (горный воск), происхождение которого также связано с нефтью. В 1907 г. в районе Богородчан (ныне Ивано-Франковская область) в горном воске был найден целый труп молодого шерстистого носорога.
Широко известно сохранение ископаемых остатков насекомых в янтаре, представляющем собой окаменевшую древесную смолу. В толще янтаря насекомое кажется полностью сохранившимся. Можно разглядеть членики его ножек, тонкие усики, ветвление жилок на крыльях. Однако в действительности тело насекомого полностью разложилось и остался лишь очень четкий отпечаток его наружной поверхности.
Сохранение фоссилизованных мягких тканей и органов животных представляет особую редкость. Здесь прежде всего нужно упомянуть находки сохранившихся в замороженном состоянии трупов мамонта, шерстистого носорога и некоторых других животных - современников мамонта - в вечной мерзлоте. Эти животные обитали на Земле в геологически недавнее время - в течение последнего оледенения, закончившегося около 10 000 лет назад. Трупы животных, обитавших в приледниковой зоне, попадали иногда в трещины ледника или в водоемы типа речных стариц и болот, подстилавшиеся мощным слоем вечной мерзлоты оледеневшего грунта, который сохранился до нашего времени на обширных территориях Сибири, Северной Европы и Северной Америки. В промерзшем грунте туши мамонтов и других животных сохранялись, как в гигантском холодильнике, и ученые смогли в нескольких случаях детально исследовать их анатомию и даже получили точные сведения об их питании (по замороженному содержимому желудков).