Краткая история почти всего на свете
Шрифт:
Определяющей причиной такого устойчивого роста содержания кислорода в ранний период существования наземной жизни было то обстоятельство, что на суше доминировали гигантские древовидные папоротники и обширные топи, которые в силу своего болотистого характера нарушали обычный ход углеродного цикла. Вместо того, чтобы полностью сгнить, опадавшие листья папоротников и другие остатки растительности накапливались в богатых, насыщенных влагой отложениях, которые впоследствии сдавливались в огромные угольные пласты, и теперь в значительной мере служат опорой хозяйственной деятельности.
Повышенный уровень кислорода, очевидно, поощрял гигантоманию. Самым древним из обнаруженных на сегодня признаков существования сухопутных животных является след, оставленный 350 млн лет назад на горной породе в Шотландии существом, похожим на многоножку. По длине оно превышало метр. А к концу эры размеры некоторых многоножек увеличились более чем вдвое.
Когда кругом рыскали такие существа, пожалуй, неудивительно, что тогдашние насекомые выработали умение, позволившее им держаться на безопасном расстояний от жадно высунутых языков, — они научились летать. Некоторые довели этот новый способ передвижения до такого удивительного совершенства, что с тех пор ничего в нем не изменили. Как и теперь, стрекозы тогда могли летать со скоростью более 50 км/ч, внезапно останавливаться, парить в воздухе, лететь задом наперед и подниматься намного выше любого человеческого летательного аппарата, если измерять высоту в пропорциях к размеру тела. «Специалисты американских ВВС, — писал один комментатор, — помещали их в аэродинамические трубы, чтобы узнать, как это им удается, но так и не смогли этого понять». Стрекозы тоже быстро росли в богатом кислородом воздухе. В лесах каменноугольного периода они вырастали размером с ворона. Деревья и другая растительность также имели гипертрофированные размеры. Хвощи и древовидные папоротники были высотой 15 метров, плауны достигали 40 метров.
Первые наземные позвоночные — иными словами, первые сухопутные животные, от которых происходим мы с вами, — в некоем роде являются загадкой. Отчасти из-за нехватки необходимых ископаемых материалов, а отчасти по вине одного уникума, шведа Эрика Ярвика, чьи странные толкования и скрытность задержали возможность разгадки почти на полстолетия. Ярвик входил в группу скандинавских ученых, которая в 1930-х и 1940-х годах посещала Гренландию в поисках ископаемых рыб. В частности, они искали кистеперых рыб, которые предположительно были предками для нас и для всех других ходячих существ, называемых тетраподами, то есть четвероногими.
Большинство крупных животных являются тетраподами, и все существующие тетраподы имеют одну общую особенность: 4 конечности, каждая из которых заканчивается максимум 5 пальцами. Динозавры, киты, птицы, люди, даже рыбы — все они тетраподы, что явно наводит на мысль об их происхождении от одного общего предка. Предполагалось, что ключ к раскрытию тайны этого предка следует искать в девонском периоде, начиная с 400 млн лет тому назад. До этого времени по земле никто не ходил. После этого ходило множество существ. К счастью, группа нашла именно такое существо, животное длиною в метр, которое получило название ихтиостега (Ichthyostega). Провести анализ этого ископаемого выпало Ярвику начавшему работу в 1948 году и продолжавшему ее следующие сорок восемь лет. К сожалению, Ярвик никому не давал изучать своего тетрапода. Палеонтологам оставалось довольствоваться двумя поверхностными предварительными сообщениями, в которых Ярвик отмечал, что у существа на всех четырех конечностях было по 5 пальцев, что подтверждало его значение как предтечи.
В 1998 году Ярвик умер. После его смерти палеонтологи нетерпеливо принялись за изучение образца и обнаружили, что Ярвик сильно ошибался относительно количества пальцев — на всех конечностях фактически их было по восемь, а к тому же он не заметил, что эта рыба, по-видимому, никак не могла ходить. Строение плавников было таким, что они подламывались бы под собственным весом животного. Нет нужды говорить, что это не очень продвинуло наше понимание первых сухопутных животных. Сегодня известны 3 древних тетрапода, и ни у одного нет 5 пальцев. Короче говоря, нам не вполне ясно, от кого мы произошли.
Но все же мы появились, хотя, разумеется, путь к нынешнему высокому положению не всегда был прямым. С тех пор как на суше началась жизнь, сменилось 4 мегадинастии, как их иногда называют. Первая состояла из примитивных, тяжело передвигавшихся, но порой довольно сильных земноводных и пресмыкающихся. Самым известным животным той поры был диметродон, существо с парусом на спине, которое обычно путают с динозаврами (в том числе, как я заметил, на заставке в книге Карла Сагана «Комета»). На самом деле диметродон был синапсидом, к которым, между прочим, относимся и мы. Синапсиды были одной из четырех главных групп древних рептилий, остальные три — это анапсиды, эвриапсиды и диапсиды [303] . Эти названия просто означают число и расположение небольших отверстий на боковых сторонах черепа. Синапсиды имели одно отверстие внизу виска, диапсиды — два, эвриапсиды — одно височное отверстие, но повыше.
303
У анапсид «височных окон» не было — отсюда их название. Были еще водные рептилии парапсиды, одним из последних представителей которых были ихтиозавры.
Со временем каждая из этих основных групп разделилась на подгруппы, некоторые из них преуспевали, другие слабели. Анапсиды положили начало черепахам, которые в какой-то момент, хотя это и кажется несколько невероятным, изготовились господствовать на планете, будучи самой развитой и опасной группой видов, но потом по прихоти эволюции они предпочли господству долголетие. Синапсиды разделились на четыре отряда, лишь один из которых продолжал существовать за пределами пермского периода. К счастью, это был отряд, к которому принадлежали мы, и он развился в отряд предшественников млекопитающих, известных как терапсиды. Они-то и образовали мегадинастию-2.
К несчастью для терапсид, их кузены, диапсиды, тоже успешно эволюционировали, породив (среди прочего) динозавров, и постепенно стали вытеснять терапсид. Не в силах конкурировать на равных с этими новыми агрессивными существами, терапсиды в основном покинули сцену. Правда, очень немногие из них превратились в мелких, пушистых, прячущихся в норах зверьков, которые, оставаясь млекопитающими, долго ждали своего времени. Самые крупные из них были не больше домашней кошки, а большинство не крупнее мыши. В конечном счете это оказалось их спасением, но им пришлось ждать почти 150 млн лет, прежде чем эра динозавров, мегадинастия-3, подошла к внезапному концу, уступив место мегадинастии-4 и нашей эре млекопитающих.
Все эти крупные превращения, а равно и более мелкие между ними и после зависели, как ни парадоксально, от такого важного двигателя прогресса, как вымирание. Это удивительный факт, но вымирание видов на Земле в самом буквальном смысле является образом жизни. Никто не знает, сколько видов живых организмов существовало с начала жизни. Обычно говорят о 30 млрд, но называли и 4000 млрд [304] . Но, каким бы ни было действительное количество, 99,99 % когда-либо живших видов уже не существует. «В первом приближении, — любит говорить Дэвид Рауп [305] из Чикагского университета, — все виды являются вымершими». У сложных живых существ средняя продолжительность жизни вида составляет всего лишь около четырех миллионов лет — примерно столько, сколько существуем мы [306] .
304
Есть и более скромные оценки — около 1 миллиарда.
305
Дэвид Рауп (David М. Raup) — американский палеонтолог, специалист по биоразнообразию и массовым вымираниям в истории Земли.
306
Утверждение о том, что 99,99 % видов вымерли — это некоторое преувеличение. При средней длительности жизни вида 4 млн лет и продолжительности интенсивной эволюции менее миллиарда лет в живых сейчас будет находиться примерно полпроцента видов. Если же учесть, что со временем биоразнообразие увеличивалось, то доля живых видов должна быть еще больше.
Конечно, для самих жертв вымирание — всегда большая неприятность, но оно, кажется, неплохая вещь для динамично развивающейся планеты. «Альтернативой вымиранию является стагнация, — говорит Иан Таттерсолл из Американского музея естественной истории, — а стагнация в любой области редко бывает удачным поворотом». (Мне, пожалуй, следует оговориться, что в данном случае речь идет о вымирании как о длительном естественном процессе. Вымирание по причине человеческой беззаботности — совсем другое дело).