До и после динозавров
Шрифт:
Еще в середине XX века докембрий (архей и протерозой) продолжали называть азойским ( греч.«безжизненный») периодом. И когда в 1939 году молодой австралиец Рег Спригг принялся за целенаправленные поиски окаменелостей в протерозойских отложениях, тогдашний глава Геологической службы Австралии заявил, что «Спригг взял курс на сумасшедший дом, и если он не образумится, то ему никогда не закончить геологическое образование». Австралийцу пришлось изображать из себя прилежного студента и продолжать свои изыскания тайно. В 1946 году труды Р. Спригга увенчались успехом. На пустынных Эдиакарских холмах, что находятся в Южной Австралии, в морских отложениях он нашел отпечатки удивительных организмов. С тех пор подобные окаменелости называются эдиакарскими, а одна из них названа в честь первооткрывателя — сприггиной.
Холмы Эдиакары действительно пустынны. В этом отдаленном месте, находящемся почти в центре Австралии, можно воочию увидеть небольшие горы и пологие долины исчезнувшего континента Гондваны, какими они были более 500 млн лет назад. Эта часть планеты столь редко омывалась дождями, но сохранялась подо льдами всех оледенений, что с тех пор осталась почти неизменной. Лишь пустынный загар окрасил пейзаж в красновато-оранжевые тона, переходящие перед закатом солнца в багровые. В тихие закатные часы происходит «отлов» вендобионтов. Косые лучи удлиняют тени, и среди остроугольной щебенки проступают ребристые контуры дикинсоний и округлые лепешки эдиакарий. (Чтобы отколотить одну из них от вмещающей породы, я снял часы, вечно слетавшие при хорошем ударе и… через полтора месяца убедился, что дождей на эдиакарских холмах подолгу не бывает. Именно через такой срок я получил свои забытые, но сиявшие, как новые, часы обратно от местных геологов. Пролетая на вертолете, они заметили что-то блеснувшее среди каменистых развалов и очень удивились, разглядев потом на циферблате малознакомую кириллицу. Славянский след вывел на меня.)
В 1929–1933 годах сходные с эдиакарскими окаменелости с юга Африки (из нынешней Намибии) были описаны немецким палеонтологом Понтером Гюрихом. История этих находок не менее удивительна. Будучи в плену во время Первой мировой войны, Г. Гюрих познакомился с другим немецким военнопленным, П. Ранге. Тот поведал, что перед войной работал со своим другом X. Шнайдерхохном в Юго-Западной Африке (тогдашнем германском протекторате) и привез оттуда ящик каких-то камней. Ископаемые заинтересовали Г. Гюриха. Когда он, единственный из троих, вернулся в Германию, то разыскал дом П. Ранге. Из сарая его вдова вытащила ящик с образцами. Поскольку отпечатки отличались исключительной сложностью строения, Г. Гюрих посчитал их остатками кембрийских животных. Одно из этих ископаемых было названо рангеей Шнайдерхохна, другое, похожее на дольчатый лист, — петалонама ( греч.«лист из Намы»).
В конце 40-х — начале 50-х годов российский палеонтолог Борис Сергеевич Соколов обратил внимание на то, что в украинской Подолии между пологими кембрийскими пластами и наполняющими глубокие провалы-грабены протерозойскими породами залегает довольно мощная толща. По составу и относительно свежему облику слагающих пород эта толща больше напоминала кембрийские отложения, чем докембрийские. Он предложил назвать время, в течение которого накопились эти отложения, вендским периодом. Вендами (венедами) античные писатели и ученые именовали славянские племена, населявшие территорию современной Подолии. Позднее он и его сотрудник Михаил Александрович Федонкин описали многочисленные остатки эдиакарских организмов из вендских слоев Подолии и Зимнего берега Белого моря (Архангельская область.) По своему богатству и разнообразию они намного превосходили австралийские. С тех пор эдиакарские окаменелости были найдены практически повсеместно: на Урале, в Сибири, Англии, Канаде, США, Бразилии и Аргентине. Многие из этих организмов достигали метр в поперечнике и свыше метра в длину. Подобные размеры особенно поражали при сравнении с остатками более молодых раннекембрийских животных, среди которых сантиметровые окаменелости уже считались крупными.
До находок эдиакарских окаменелостей считалось, что начало всем типам животных дали черви и медузы. Поэтому Per Спригг и многие его последователи описывали найденные в Эдиакаре и одновозрастных отложениях окаменелости как остатки плоских червей и кишечнополостных (медуз и мягких восьмилучевых кораллов — «морских перьев»). Тем более что никаких минеральных скелетов у них обнаружено не было. На картинах вендского мира их изображали в виде паривших в водной толще желеобразных круглых тел с развивавшимися венчиками щупалец. Со дна к ним тянулись перистые полупрозрачные кусты, среди которых ползали безногие и безглазые то ли черви, то ли трилобиты.
Конец садов Эдиакары
Во время поездки в Подолию с Джозефом Киршвинком два обстоятельства, связанные с захоронением вендских организмов, показались мне весьма странными. Во-первых, то, что принято было называть медузами, явно сидело на дне. Это были огромные воронки, которые должны были расширяться вверх по мере засыпания осадком. Будь они плавающими животными, попавшими на дно после гибели, они никак не могли бы застыть в таком неустойчивом положении. Во-вторых, наиболее богатые отпечатками слои представляли собой крупнозернистые песчаники. (Песчаник — это затвердевший песок, который перемывался и дробился волнами и течениями, поэтому никаких цельных объектов в нем не остается.) Такая особенность захоронения эдиакарских организмов повторялась везде, где мне потом удалось побывать, — на холмах Эдиакары и в английском Чарнвуде. Как же в подобных породах могли сохраниться многочисленные отпечатки нежных медуз? Ведь их и в наилучших для захоронения обстановках находят исключительно редко.
Прекрасная сохранность бесскелетных эдиакарских отпечатков обычно объясняли отсутствием в вендском периоде хищников и падалеядов. Возникла легенда о «садах Эдиакары», где никто никого не ел. Согласно оной, пищевая цепь в вендском морском сообществе должна была быть такой же, как в библейском саду Эдема.
Легенда прожила недолго. Мир в «садах Эдиакары» нарушили Михаил Александрович Федонкин и немецкий палеонтолог Адольф Зайлахер. Немец опустил вендских «медуз» на землю, иначе говоря, на дно, и показал, что многие из них на самом деле были прикрепительными дисками разных животных. Он же установил, что эдиакарские организмы не имели ни ротового отверстия, ни кишечника, ни конечностей. Своим странным обликом они больше всего походили на стеганые одеяла или надувные матрасы. Такое строение позволяло им сохранять благоприятное соотношение поверхности и объема. Значит, эти «надувные матрасы» могли всасывать питательные вещества всей поверхностью. Все они, включая «червей» и «медуз», не имеют себе подобных среди современных да и всех прочих организмов и заслуживают выделения в отдельную группу родственных организмов-вендобионтов.
М. А. Федонкин обнаружил, что вендские «медузы» проявляли какую угодно симметрию, кроме четырехлучевой, свойственной настоящим медузам. А эдиакарские «черви» и «членистоногие», хотя на первый взгляд и кажутся двусторонне-симметричными, имеют особенную симметрию «скользящего зеркального отражения». Правые и левые половинки сегментов тела не противостоят друг другу, а сдвинуты «на полшага» вдоль оси тела. При таком телосложении вряд ли они могли далеко уйти и, вероятно, вообще не двигались.
У настоящих двусторонне-симметричных организмов, например трилобитов, правая и левая половинки являются зеркальным отражением друг друга. Между этими половинками проходит плоскость симметрии. У радиально-симметричных организмов есть несколько плоскостей симметрии. Например, две взаимно перпендикулярные плоскости, как у современных медуз, которые рассекают их на четыре равных сегмента (четыре луча). У членистых вендобионтов — ни одной.
О природе эдиакарских организмов не писал только ленивый. Чего только не предполагали. Их сравнивали то с грибами, то с гигантскими глубоководными простейшими. Некоторые продолжали видеть в вендобионтах предков кишечнополостных, иглокожих и членистоногих. Причем в одном и том же отпечатке кому-то чудилась медуза, а кому-то — моллюск. Большинство гипотез, к сожалению, опиралось не столько на изучение окаменелостей и полевых материалов, сколько на обсуждение старых, не очень точных рисунков и неудачных слепков. Иногда проводили следственные эксперименты: тело современной медузы расплющивали в пляжном песке и заливали гипсом. При этом отмечалось, что целостность медузы осталась ненарушенной. (Вряд ли с этим утверждением согласилась бы медуза, на которую обрушился дотошный исследователь массой 90 килограммов.) Единственным результатом эксперимента был круглый отпечаток.