По пути развития жизни
Шрифт:
Из истории развития фауны
Животные, в отличие от растений, не приспособлены к автотрофному питанию. Естественно поэтому, что животный мир мог появиться только после возникновения первых растительных организмов. Поэтому история развития животных начинается немного позднее истории развития растений.
Первый почин
О первых животных и о начале их развития мы знаем пока мало. В горных породах архея до настоящего времени не обнаружено остатков животных. Это соответствует нашим общим представлениям о том, что в первый период существования Земля была безжизненна; жизнь на ней появилась позднее. На этом основании мы называем древнейшую архейскую эру существования Земли азойской эрой, то есть эрой без жизни. Однако из сказанного выше мы уже знаем, что это название не совсем точно, так как жизнь возникла и начала развиваться уже в конце архея, в период древнейших океанов. То обстоятельство, что даже в верхних слоях отложений не
О существовании каких-то живых существ в позднем архее мы имеем только косвенные доказательства. Вспомним хотя бы графитоподобный пласт на территории СССР, относящийся к архейской эре. Об этом пласте мы уже говорили в связи с возникновением и развитием водорослей. Остатки животных, существовавших в период архея, нам неизвестны. Формы, описанные как остатки архейских организмов, в свете новейших достижений науки оказались большей частью псевдоископаемыми или проблематичными окаменелостями.
Первые не вызывающие сомнений органические остатки были найдены лишь в отложениях следующей геологической эры - протерозойской (которая носит также название эозойской или алгонкской), то есть древнейшей эры жизни или эры зари жизни. Самая богатая протерозойская фауна была открыта в районе Больших озер в Канаде и в каньоне реки Колорадо в Аризоне (остатки трилобита, гиолита и плеченогого, след какого-то пресмыкающегося животного и своеобразная CHUARIA). Другие остатки, относящиеся к протерозою, были найдены в районе Ньюфаундленда (ASPIDELLA) и штата Монтана (следы червей, которые были описаны под названием HELMINTHOIDICHNITES, остатки ходов червей, названных PLANOLITES, а также части хитиновых панцырей членистоногих, названных BELTINA) . Этот мир животных протерозоя Северной Америки дополняют не вполне достоверные остатки медуз и кремниевых губок. Из европейской фауны протерозоя известны остатки фораминифер и губок, которые были обнаружены в углисто-кремниевых сланцах близ Сен Ло в Бретани, известковые стебли морских лилий близ Сен Туриала, доломитовые остатки кишечнополостных близ Суоярви в Финляндии (напоминают вымершие четырехлучевые кораллы и известны под названием CARELOZOON JATULICUM), остатки фораминифер близ села Дьяблице в Чехословакии и т. п. В последнее время в Австралии были сделаны заслуживающие большого внимания находки (например, были найдены остатки своеобразного древнего членистоногого PROTADELAIDEA) . Наиболее распространенным организмом протерозоя был CRYPTOZOON WALCOTTI, представляющий собой клубок концентрического пластинчатого строения; по всей вероятности, это клубки каких-то водорослей, окончательно вымерших только в силуре. Само собой разумеется, что фауна протерозоя была гораздо богаче и разнообразнее, чем может показаться из приведенного перечня. На основании того, что в отложениях этого времени найдены остатки даже высоко развитых беспозвоночных (например, членистоногих и иглокожих), можно сделать вывод, что в протерозое животный мир уже прошел длинный путь развития и что в настоящее время можно охватить только незначительный отрезок последнего этапа развития. О разнообразии и богатстве фауны протерозоя свидетельствует также и то обстоятельство, что уже в самом начале следующей геологической эры - палеозойской - в морях кембрия встречаются все указанные выше животные организмы в таком разнообразии, которое заставляет предполагать, что организмы прошли длительное развитие.
Вопрос о том, почему мы так мало знаем о животном мире протерозоя, поднимался неоднократно. Изменения, которые претерпели горные породы, уже не играют такой важной роли, как прежде. Я. А. Кларк видит главную причину бедности сохранившихся органических остатков в том, что у большинства протерозойских организмов отсутствовали твердые защитные покровы (раковины, панцыри), а также опорные скелеты. Седергольм, наоборот, утверждает, что воды протерозойских морей содержали большое количество углекислого газа, вследствие чего после смерти организмов растворение содержащих известь раковин, панцирей и скелетов шло гораздо быстрее, чем в более поздние времена и чем сейчас.
Однако ни первое, ни второе объяснения причины бедности протерозойских отложений ока-менелостями не являются вполне удовлетворительными; этот вопрос до настоящего времени полностью еще не решен.
Животные организмы протерозоя интересны не только своей исключительной древностью, но и тем, что среди них мы находим такие виды, которые не имеют ни малейшего сходства с современными животными. К ним относится, например, упомянутая австралийская PROTADELAIDEA. которую Тильярд отнес к самостоятельной группе примитивных членистоногих (АРЧТШЮСЕРНАЬА). Для нее характерны несоединенные головные сегменты и общее построение туловища в виде цифры 4, чего мы не находим у более высоко организованных групп членистоногих. Другим, также очень своеобразным животным, является XENUSION, остатки которого были найдены в плейстоценовых отложениях близ Гейлигенграбе в Германии; кремниевый валун, в котором было обнаружено это загадочное существо, вероятно относится к протерозою. Помпецкий, обстоятельно изучавший эту находку, сравнивал ее с трилобитами, кольчатыми червями, сороконожками, черепокожными и другими, однако он не решился отнести ее к какой-нибудь из этих групп животных. Обнаружение таких удивительных древних примитивных видов, подобных которым мы уже не находим среди животных более поздних времен, или же так называемых коллективных видов (то есть видов, у которых одновременно имеются признаки двух или большего числа групп) нас не должно особенно удивлять. Мы не должны забывать, что они относятся к тому времени, когда развитие беспозвоночных быстро шло во всех направлениях, создавая предпосылки для возникновения самых различных групп животных, из которых выжили лишь те, которые своим строением и способностью приспосабливаться оказались пригодными к дальнейшему развитию. Такие коллективные типы свойственны не только одной протерозойской фауне; они появлялись и позже, причем всегда тогда, когда в какой-нибудь группе животных происходило внезапное и быстрое всестороннее развитие.
Фауна протерозоя является наиболее древней фауной на Земле, однако это не значит, что она является самой древней фауной в эволюционном отношении. Разнообразие организмов протерозоя является результатом бесконечно долгой эволюции, начавшейся в конце архея.
Развитие фауны на протяжении протерозоя было все время спокойным и непрерывным. Уже и в это древнейшее время имело место временное ухудшение жизненных условий, вызванное внезапным изменением климата. В те времена на всей Земле сильно понизилась среднегодовая температура, так что Земля претерпела в то время впервые нечто вроде ледникового периода.
По мнению многих палеонтологов, это изменение климата оказало огромное влияние на развитие жизни в протерозое. Все высоко специализированные типы, существовавшие уже в то время, не могли в сравнительно короткий срок приспособиться к новым условиям жпзни и поэтому быстро вымерли. Сохранились только низко специализированные типы, еще достаточно пластичные для того, чтобы быстро приспособиться к худшим жизненным условиям и тем самым сохраниться для дальнейшего развития. В то время впервые на "дереве жизни" засохли многие эволюционные ветви и веточки. Однако сохранившиеся ветви продолжали свой рост и развитие и послужили основой для всех остальных животных, которые успешно развивались в более поздние времена и многие из которых существуют сейчас в виде отдаленных и измененных потомков своих древних предков.
Кембрийские моря
Многообразная жизнь, существовавшая в протерозойских морях, скрыта от нас за давностью прошедших времен. Однако и того немногого, что известно, достаточно, чтобы убедиться в том, что уже тогда жизнь была значительно развита и что развитие беспозвоночных в основном было уже закончено. Благодаря большому количеству сохранившихся органических остатков, можно с достатотчной ясностью представить картину жизни в палеозойских-кембрийских морях. Разнообразие фауны кембрия возможно связано с большими горообразовательными процессами, происходившими в конце протерозоя. В результате этих процессов, по всей вероятности, создались новые условия жизни, в некоторых отношениях более благоприятные, чем те, которые имели место после протерозойского похолодания. Мир организмов изменялся в соответствии с новыми условиями жизни, а так как эти условия были благоприятными, изменение и развитие организмов происходило быстро и во всех направлениях. Поэтому даже в самых древних кембрийских морях были уже представлены все главные виды животных, за исключением позвоночных. К наиболее известным местонахождениям кембрийской фауны принадлежит Филд в Британской Колумбии, где в 1910 году Ч. Уолкотом были найдены тонкозернистые глинистые сланцы среднего кембрия. Ч. Уолкот нашел здесь 70 родов и 130 видов полностью сохранившихся окаменелых животных. Это открытие привлекло всеобщее внимание главным образом потому, что здесь были найдены хорошо сохранившиеся отпечатки нежных слоевищ водорослей, тел медуз и червей (на этих отпечатках удается различить даже пищеварительный канал - OTTOIA), отпечатки листоногих рачков с сяжками и жабрами (WAPTIA) и т. д.; многие из этих окаменелостей сохранились настолько хорошо, что напоминают искусно сделанные препараты. Здесь были также найдены остатки таких животных, которые почти без изменения сохранились до наших дней; так, например, AYSHAIA является предшественником современного PERIPATUS, a AMISKWIA - предком современной SAGITTA. В других странах - Германии, Англии, Франции, Чехословакии и СССР - также были найдены хорошо сохранившиеся остатки кембрийской фауны.
Характерными представителями животного мира кембрийских морей были трилобиты, на первый взгляд похожие на ракообразных, к которым они и причислялись до последнего времени. Однако вследствие того, что трилобиты отличаются от ракообразных тем, что они имеют одну пару антенн и резко обособленный головной отдел, они относятся в настоящее время к особой группе TRILOBITOMORPHA, которая близка к группе хелицеровых (CHELICERATA) и составляет особый подкласс членистоногих паукообразных, носящий название ARACHNOMORPHA.
Трилобиты не только плавали; они обычно ползали по дну моря или рылись в иле в поисках мелких животных или их остатков. На этом основании трилобитов называют "метельщиками морского дна". Нам известно много родов и видов этих животных: OLENELLUS, PARADOXIDES, ELLIPSO-CEPHALUS, OLENUS, DIKELOCEPHALUS И др. Трилобиты ОТНОСЯТСЯ также К тем немногим вымершим животным, которые развивались из яйца. Это так называемое онтогенетическое развитие, известное для целого ряда трилобитов. Впервые оно было описано французским геологом И. Баррандом для вида SAO HIRSUTA из среднего кембрия Чехии.