Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Странное время - пермотриас... После каменноугольного периода, или, иначе, карбона, и нижнепермской эпохи - времен влажных, с исключительно богатой растительностью (подавляющее большинство угольных залежей достались нам от этих веков)- редкое, из ряда вон выходящее осушение климата по всей Земле. Гибнут папоротниковые леса тропиков и кордаитовая тайга умеренных широт, оставившая после себя могучие толщи печорских, кузнецких и тунгусских углей. По всей Земле от одного полярного круга до другого - ровный, сухой, от жаркого до теплого, климат. Миллионы лет пересыпали пермотриасовые ветры красные пески опустевшей Земли. Полукилометровая толща красных песчаников на огромных пространствах, очень бедная остатками живых организмов,-
Здесь нужно, правда, соблюдать некоторую терминологическую осторожность. Палеогеографы отличают настоящие пустыни, в их современном понимании, от примитивных пустынь прошлого. Эволюция жизни на суше шла по пути приобретения все большей независимости от воды все большего числа групп животных и растений. Земноводные - уже сухопутные существа, но они мечут икру в воде. Споровые растения - грибы, папоротники, плауны - нуждаются в «грибном дождике», в жидкой воде для того, чтобы споры их могли прорасти. Неизвестно как появившееся семя было в этом смысле аналогично яйцу первых рептилий: и то и другое покончило с прямой зависимостью живых существ от материнской среды. Семени достаточно просто увеличения влажности почвы, чтобы прорасти.
Но очень долго среди растений и животных не было таких, кто смог бы жить в условиях даже временных засух. Уберите из нынешних роскошных степей и саванн покрытосеменные травы, быстроногих млекопитающих, способных далеко ходить на водопой и выживать, регулируя температуру тела, даже без тени, под прямыми лучами солнца, - и перед вами откроется та самая примитивная пустыня, которая давно уже поражает воображение палеонтологов. В этой пустыне могли течь речки (это видно по отложениям), могли быть озера. Но это пустыни. В них некому жить. Только появление в конце мела трав, млекопитающих, птиц заполнило эту экологическую нишу - огромные области с годовым уровнем осадков нынешних степей и лесостепей.
Впрочем, по данным некоторых исследователей, и эта примитивная пустыня не была абсолютно пустой: травянистые хвощи и сейчас иной раз теснят в сухих местах современные травы. На подобной основе могли развиваться какие-то биоценозы. Впрочем, мы рискуем отвлечься ради еще одного научного спора. Так или иначе палеогеографы подчеркивают: пермотриас был ознаменован первым в истории планеты появлением настоящих пустынь.
Пустыни и оставляют в книге эпох, как правило, пустые страницы. Так что трудно подчас найти прямое палеонтологическое подтверждение тому, что здесь была пустыня, а не просто в геологическом разрезе оказался какой-то перерыв. Но в Западной Европе такие неопровержимые данные были найдены. В настоящей пустыне даже тогда кое-что росло - около тридцати вялых, угнетенных видов растений явно сухолюбивого облика; и рядом, в том же разрезе,- яркое подтверждение: корочки гипса, каменной соли...
Итак, пермотриас - время первых настоящих пустынь... Сухость на поверхности континентов, сухость воздуха возросли столь внезапно и сильно, что эволюция многих наземных позвоночных животных испытала один из самых причудливых и загадочных для современного исследователя зигзагов.
Эволюция назад
В те самые дни, когда полуводорослевые растения девона в результате неспешного, но неуклонного отступления моря стали закрепляться на суше, появились в море и в пресных водах суши первые двоякодышащие и кистеперые рыбы. Некоторые из них сохранились до наших дней. И они же дали начало первым амфибиям - прямым нашим предкам. Четвероногие рыбы учились переносить короткие засухи.
К моменту расцвета каменноугольных лесов «были готовы» и их обитатели - похожие на крокодилов лабиринтодонты, гигантские, три-четыре метра длиной, аналоги современных лягушек и тритонов. Уже в среднем карбоне появились первые пресмыкающиеся - котилозавры и пеликозавры,
Казалось бы, в пермотриасе, во времена крайней сухости, независимость организмов от воды должна была возрастать. Сначала так и происходит: именно в это время по суше бродят парейазавры - звероподобные растительноядные ящеры, появляются териодонты - зверозубы, хищные твари, видимо, давшие впоследствии начало теплокровным млекопитающим животным. Но скоро климат меняется столь круто, что весьма прогрессивные «идущие к млекопитанию» зверозубы, составлявшие во второй половине пермского периода 80 процентов всех наземных позвоночных, почти полностью вымирают (именно «почти», иначе некому было бы сейчас писать и читать эту книгу). И на их место «царей природы» - не сразу, конечно, в течение триаса - выдвигаются другие, почти во всем менее продвинутые рептилии завропсиды. От завропсид происходят современные ящерицы. А от одной из этих рептилий, позднепермского проторозавра, ученые выводят линии архозавров - крокодилов, динозавров и птиц.
О них, о загадке гибели динозавров и взлете их потомков птиц уже шла речь, здесь же важна другая загадка: каким образом изначально отстававшая группа почти на 200 миллионов лет, на весь мезозой, смогла оттеснить на периферию эволюции группу передовую? И оказывается, наши предки-зверозубы формировались в условиях почти современных. Они процвели в эпоху перехода от оледенения середины пермского периода через умеренную влажность его второй половины. Дикая жара пермотриасовой пустыни чуть не убила их. А те немногие, что выжили, так и не смогли вернуть позиции в течение всего мезозоя, когда по всей Земле установился жаркий климат, почти без климатических зональных различий.
Современные исследования биологии потомков тех завропсид, ящериц и птиц, показывают, насколько они превосходят нас, потомков звероящеров, именно в этом пункте. Для всех млекопитающих смертельно повышение температуры тела до 43 градусов. Для птиц - до 46- 47 градусов. Многие ящерицы активны при температуре до 44 градусов.
Продвинутые в сторону независимости от внешних условий звероящеры уже утратили способность своих земноводных и рептильных предков непрерывно и точно автоматически отслеживать условия внешней освещенности и обогрева. А завропсиды - не утратили. За этим у них следит специальный орган, теменной глаз. А динозавры, как было сказано, изобрели еще для отвода тепла и полые кости, которые так пригодились их летающим потомкам.
Конечно, мы не все знаем о наших предках зверозубах, но ясно, что они развивались к стадии млекопитающих. А у млекопитающих совсем иные отношение с водой, чем у ящериц. У нас на выходе - мочевина, а у завропсид - мочевая кислота. Оказывается, для выведения мочевой кислоты из организма требуется чуть не в 10 раз меньше воды, чем для выведения мочевины. В эпоху всеобщего опустынивания очень важное преимущество. Зверозубы - те, что уцелели - стали мельчать, уходить в прохладные норы, переходить к скрытному ночному образу жизни. В этом подполье, уже превратившись в млекопитающих, они сумели пережить мезозой, дождаться и ухода своих основных конкурентов динозавров, а заодно и возврата прохлады, по которой они, наверное, сильно соскучились за десятки миллионов лет.