Трилобиты: Свидетели эволюции
Шрифт:
Когда через сотни миллионов лет начал открываться Атлантический океан, т.е. Пангея стала раскалываться, линии скола прошли, хотя и весьма приблизительно, по тому самому древнему каледонскому стыку, который образовался еще в девоне. Но в результате фрагменты ранних континентов оказались далеко от своей ордовикской прописки: сейчас северная Шотландия отделена от Лаврентии Атлантическим океаном, а ведь тогда они составляли одно целое; зато две половины Ньюфаундленда, в ордовике разделенные океаном, теперь слились в единый остров. Пусть закрылся океан Япетус, но на его месте появился другой пролив — Герцинское море; оно тянулось от Центральной Европы дальше к востоку. В начале книги уже встречалось это умершее море. На одном из его берегов обитал воображаемый трилобит Гарди, а искореженные скалы и величественные граниты Корнуолла остались его последним потрепанным наследием. Планета, как неспокойный разум, все бередит старые раны. Может, через десятки миллионов лет — кто знает? — Азия снова отколется от Урала? А там, на руинах прежнего дома — кто знает? — объявятся новые животные. Чтобы описать всю «континентальную» повесть, которую пережили трилобиты, пришлось бы взяться за новую книгу. Триста миллионов лет прошло от основания кембрия до конца эпохи трилобитов. За это долгое время мир преобразился дважды. И с каждым географическим переделом мои подопечные должны были подстроиться и приноровиться к новому климату и морскому режиму, иногда все вместе, а иногда по отдельности. Нельзя сказать, что все научные споры закончились, не всегда понятно, где находился в позднем ордовике или силуре иной кусок суши. Не бывает окончательной Марра Mundi: всегда можно устроить мир по-другому. Но устраивать его следует, учитывая партнерство географии и эволюции — они неизменно танцуют в паре, щека к щеке, а трилобиты нам говорят, как менялся рисунок этого великого танца.
И вот теперь-то мы можем воспроизвести мир трилобитов. Наконец нам показались те моря, которые трилобиты видели своими хрустальными глазами. Стало понятно, что вдруг узнал бы несчастный герой Гарди, пожелай трилобит передать ему частицу своей памяти в тот отчаянный момент на корнуоллской скале, мгновенная вспышка — и сброшен темный покров времен. В ордовике трилобиты населили всю планету: они благоденствовали в жарких тропиках, где кораллы строили свои рифовые бастионы; они обживали ледяные приполярные моря, где жестокие штормы и лавины беспрепятственно разрушали голые, еще лишенные растительности донные ландшафты, покрывая их толстым одеялом осадка и превращая в кладбище трилобитов, чтобы они через миллионы лет открылись под нашими молотками и рассказали свои секреты. Перед нами простирается океанская ширь — пустая и безжизненная. Тогда немногие трилобиты пускались в плавание через океанские глубины, разве что пара-другая лупоглазых видов отважно пересекала экватор, подобно современным тунцам, привыкшим к океанским просторам. К каждому древнему континенту были приписаны свои трилобиты, они миллионными стаями роились на мелководьях. Моря глубоко вдавались в континентальные равнины, и на этом продуктивном мелководье кипела жизнь, трилобиты благоразумно рассредоточились по своим экологическим специальностям — какими бы экзотическими ни были те условия, все равно эти специальности или, как их называют, экологические ниши, знакомы нам по современным морям. (В пресных водах не поселился ни один трилобит, если бы это произошло, возможно, трилобиты бы и не вымерли полностью.) Были среди них опасные гиганты размером с кастрюлю, например Isotelus, которые охотились на своих мелких соседей, а те, завидев врага, скорее прятались или сворачивались в непробиваемый шарик. Некоторые из гигантов подгребали добычу мощными конечностями, резали ее на куски и крошили об острую вилку на заднем краю гипостомы. Другие могли просто проглотить свою незадачливую добычу не жуя, целиком отправив ее в вместительный желудок под раздутой глабелью (Crotalocephalus, рис. 19 в приложении). Phacops дорастал до размеров приличного краба, и, чтобы высмотреть в сумеречном освещении свой обед, он использовал острое зрение. И не было среди них примитивных заурядных илоедов, все как один ладно и точно сконструированы для охоты. Здесь и маскировка, и притворство, и защита: иные трилобиты свернутся в твердый колючий шар и становятся аппетитны, как напильник. Другие сажали на панцирь мелких животных, мшанок или гидроидов — что может быть лучше для конспирации на палеозойском дне. А были и такие, которые зарывались полностью в мягкий грунт и только глаза выставляли наружу, днем наблюдали из-под безопасного покрывала, а ночью вылезали на промысел в водорослевый сад. Обитатели зоны приливов обзаводились толстым панцирем, сновали по краю моря, определяя антеннами химические сигналы — запахи пищи или врага, глаза настороже, улавливают малейшее движение. Они видели то, что нам знать не дано: всех тех мелких созданий, не оставивших на память о себе ископаемых слепков, или водорослевых спор, канувших бесследно в вечность. До нас доходят далеко не все подробности истории. Там, где в донном осадке скапливалась органика, обитали илоеды. Эти малявки, такие, например, как кембрийская EIrathia (с. 279), безостановочно перерывали осадок в поисках съедобных кусочков, вспахивая и перемешивая донный грунт; они одновременно и сборщики, и уборщики. Иногда от их ножек оставались следы — косички бороздок с черточками от щетинок, ограниченные с боков канавками, оставленными щечными шипами. Обычно оставленные на песке следы скоро размываются, утренний прилив беспощаден к памяткам прошедшего дня. Но если пропечатанный след в нужный момент присыплется тонкой мутью или песком, то мгновение застынет, каменная летопись запечатлеет улетающий миг, танец времени случайно оставит свой росчерк. Среди любителей ила были и такие, которые жили под поверхностью осадка, такие своеобразные трилобитовые кроты. В современных морях тысячи видов ведут подобный образ жизни. Эта была пехота трилобитовой армии, их люмпен-пролетариат, они трудились дни напролет в грязи на дне, чтобы добыть себе пропитание на короткую жизнь. У трилобитов этой породы гипостома крепилась к дублюре не жестко, она оставалась сравнительно подвижной — так проще было черпать малоаппетитную слякоть. Внешне они все походили друг на друга: от кембрия до карбона все как один были маленькими и компактными, со щечными шипами и небольшими глабелями, в туловище и хвосте сегментов насчитывалось совсем мало, парные ножки работали на сортировке — нужно было в наслоениях глинистой мути отделить зерна от плевел. Они все могли, всюду выстояли, они, как бравый солдат Швейк, выживали тогда, когда другие, более видные и импозантные, занимающие более высокие уровни пищевой цепи, полностью вымерли, не пережив событий на рубежах ордовика или девона. У нас имеются находки нескольких экземпляров с «покусами» на одной из сторон — значит, какие-то хищники считали их неплохим десертом. Их опыт приводит меня к выводу, что лучше счастливо ковыряться в земле и выжить, чем погибнуть в одночасье.
Жили в тех морях и фильтраторы. Обычно они не дорастали до размеров илоедов, но голова у них, как правило, раздувалась и сильно выступала над туловищем, так что под головным щитом получалась поместительная камера. Мы видим — на параде трилобитов выступили вперед Cnemidopyge с шипом на голове, словно с турнирной пикой, а за ним Trinucleus, у которого впереди головы оборка с двойным ситом. Ножками он подгребает осадок к камере под головным щитом и затем профильтровывает мелкую взвесь через дырочки в своем «чепце»: все, что годится в пищу, отсортировывается и отправляется в рот. Будто из тарелки с бульоном вылавливать вермишелинки. Немного они могли, те флегматичные метельщики, — только коротко переползти на слабых ножках к другому пятну, чтобы пополнить свой тощий паек. На щечных шипах, как на полозьях, они могли отдохнуть. Многие из них были слепы, как будто их тихий мир не беспокоили хищники. Но если вдруг их испугать, они молниеносно подворачивали хвост и туловище под выпуклый головной щит, прятали нежное брюшко подальше от хищного взгляда, пока не минует опасность.
Хищники, илоеды, фильтраторы могли сожительствовать, составляя единое сообщество. А теперь вообразите — постарайтесь! — покрытые водой континенты, уходящие краями все дальше и дальше в океан, и эти места населяют серии различных трилобитовых сообществ, распределенных соответственно глубинам. Глубина постепенно увеличивается, меняются условия, и на каждом участке подводного ландшафта занимаются своим делом трилобиты — охотятся, объедают падаль, роются в иле, а если осадок достаточно тонкий, то взмучивают его и фильтруют. На больших глубинах, где кислорода сравнительно мало, доминируют такие специалисты, как Tharthrus (они описаны в главе 3), которым выпадают крайности: то размножиться в изобилии, то погибнуть всей массой от замора. Надо дном, как живые горошинки, роятся маленькие агностиды. В том темном мире глаза становятся бесполезны. Это царство слепых, которым обоняние и осязание заменили зрение, это темный мир прикосновений и тончайших химических сигналов. Каждую древнюю платформу опоясывает, спускаясь в глубину, континентальный шельф — а как же иначе! — и разные трилобиты со своими экологическими способностями располагаются закономерно, ряд за рядом, по глубине шельфа. И тогда начинаешь понимать, почему трилобиты столь разнообразны, почему их видов так много. Они подразделяются по местам обитания на сотни экологических ниш, да еще и по географии, именно так им удалось заслужить звание «Жуки палеозоя». Если бы нам удалось очутиться в лодке посреди ордовикского моря, мы бы ощутили ту же соль на губах, то же солнце ярко блестело бы в брызгах воды, а шторм перекатывал бы волны, перемешивая морские воды. На горизонте так же дымился бы вулкан, свидетельствуя о невидимом, бесконечно медленном, но неумолимом движении тектонических плит. Нам, верно, будет не хватать крикливых причитаний чаек или серебристых отблесков рыбьих стаек в глубине. Но если мы бросим вниз на дно трал, то вытащим его полный трилобитов. Там будет и чудище, огромное, как обеденная тарелка, оно попытается сбежать, продираясь к отверстию трала, бедняжка, ничего не видит, ослепло от яркого солнечного света; но большая часть улова — это мелочь, не больше жука, лежат кучей, а те, что перевернулись на спинку, шевелят беспомощно ножками, вытащенные из своего водяного дома. На дне сети собрались кругляши, все равно что небольшие шарики: приглядевшись, замечаешь — неужели Bumastus? — свернулись покрепче, растревоженные. На суше эта защитная поза не слишком им помогает, но стоит бросить их обратно в воду, как шарик упадет на дно, трилобит развернется и поспешит прочь, целый и невредимый. Даже в илистом месиве, которое вывалили в лодку из трала, полно трилобитов, некоторые не больше божьей коровки. Эти крошки, наверное, из всех самые маленькие. Из водорослей, зацепившихся за трал, мы выпутаем фантастически шипастое создание, притаившееся среди водорослевой гущи, — это одонтоплевридный трилобит. «Ой, больно!» — один из нас зачем-то тронул его пальцем и укололся. А кроме трилобитов кто попался в наш улов? Есть животные, которых мы, кажется, знаем. Это несколько улиток с закрученными ракушками, с десяток мелких ракушек другой формы. Найдутся существа, похожие на креветок, также будут и мшанки (колониальные животные, часто образующие наросты на водорослях), ракушки брахиопод, включая и ту, что можно и сегодня увидеть у берегов Новой Зеландии. Так что не все нам чужие среди тех далеких созданий. Пороемся еще в илистой гуще и наверняка найдем червяков разных мастей — будут и полихеты, и сипункулиды, а если вдруг у нас случится с собой микроскоп, то среди илистых частиц мы увидим красивые раковинки одноклеточных фораминифер, и, конечно, там будут бактерии [44] , которые с древнейших докембрийских времен занимаются переработкой морских отбросов. Ордовикский мир был удивительной смесью известного и загадочного. Мы, рыбаки из будущего, сгрудившись в великом волнении над сетью, пытаемся опознать знакомых и радостно приветствуем незнакомцев. Трилобиты как раз на полпути от знакомых к незнакомцам — ни то ни се — с одной стороны, это определенно членистоногие, с другой — какие-то непонятные, особенные. Теперь направим лодку подальше от берега, в открытое море, бросим трал там, где поглубже, и снова вытащим сеть, полную чудес, с копошащимися трилобитами, но уже с другими — среди них мало попалось из прошлого улова. В море ведь много разного.
44
В настоящее время ископаемые бактерии известны в породах возрастом 3,5 млрд. лет.
В живом мире все составлено из множества кусочков, и все слаженно двигается в великом танце жизни. Мельчайший организм выполняет свою роль в экономике природы, занимает свое место. Природа может напридумывать сколько угодно видов, но каждый вид должен сразу встроиться в общую систему взаимосвязей. Трилобиты должны увязать свою трилобитовую правду со всем остальным миром. Вспомним, что Эдвард Уилсон обосновал необходимость объединения и взаимодополнения знаний, научных и культурных: он назвал это взаимосоответствием. Что же, хоть трилобитовая история и не так масштабна, как весь мир, но все же принцип взаимосоответствия исполняется: списки видов и родов сводятся с движением тектонических плит и геомагнетизмом, и все вместе рисуют портрет исчезнувшей Земли. Красоту науки мы узнаем не только в абстрактной чистоте математических теорем, которую снова и снова воспевают в историях о великих практиках, таких как Эйнштейн, Нэш, Гейзенберг, или о прославленных теоретиках алгебры и геометрии. Слов нет — взыскательные упрощения формул привели к блестящему триумфу научного знания. Но синтез может быть не менее важен, чем анализ. Нас привлекают фундаментальные уравнения, потому что позволяют надеяться, что есть какая-то базовая истина, из которой выводится все остальное — даже наш суматошный и непоправимо сложный мир. Следуя строка за строкой по трилобитовой саге, мы, напротив, видим плодотворное слияние разных научных направлений, что-то вроде Пангеи, но только не континентов, а областей знания. Или можно вместо этого представлять себе сходящиеся дорожки, приводящие персонажей разных мастей в одну судьбоносную точку — так на корнуоллской вершине сошлись герои романа Гарди; так эхо трилобитов встречается с эхом исчезнувших океанов, их звучание передано нам искореженными пластами сланца. И к ним присоединяется отзвук моих собственных исканий, описанных в этой главе. Мы изучаем прошлое, в котором трилобиты были не только свидетелями, но и ответчиками. По их свидетельствам мы пытаемся реконструировать далекие события и возможные миры. Но потом воссозданный щедрым воображением мир помогает узнать больше о них самих — о трилобитах. Могу предложить поэтический образ для воссоздания того мира — я в этом не вижу ничего плохого. Все в рамках взаимосоответствия, всякое размышление добавит свою толику в достоверное описание мира. И вспоминаются две строки из Тома Ганна (Волшебный корень, 1971):
Птица, моль, акула, крокодил, блоха, свинья — Как много разного во мне зверья [45] .Глава 9.
Время
Все мы сражаемся со временем. Мы тешим себя иллюзиями, что мы хозяева своего времени, хотя на деле время, отмеренное смертью, властвует над нами. Мы говорим «преждевременная смерть», «дать время», как будто наше существование должно волшебно приладиться к какому-то определенному отрезку времени, подобно серфингисту, поймавшему волну и удерживающему равновесие на стремительно несущемся гребне. Мои дети начинают вопросы словами: «А в твое время…?» — подразумевая, что мое время в каком-то смысле уже прошло. И если это случилось вчера, то как же так, почему я этого не заметил? У палеонтолога больше причин задумываться о времени: о его размерах, протяженности, последствиях. Время научились измерять атомными вибрациями, точность измерений высочайшая, для современных технологий именно такая сейчас необходима. Доля наносекунды не имеет смысла в масштабе нашей жизни или относительно ритма биологической жизни вообще, зато становится решающей, когда дело идет о химических изменениях, влияющих на реакции нейрона в мозгу. Наши мысли — это вспышки вдохновения, а вспышка есть синоним быстротечности. Тем не менее самая естественная для нас единица измерения биологического времени — это сутки. Скарлет О'Хара говорит в конце «Унесенных ветром»: «Я подумаю об этом завтра!» — и мы не воспринимаем это как клише, потому что в нас заложен оптимизм уверенности, что завтрашнее утро наступит. От свидетелей в суде ожидают рассказа об определенном дне; даже генеральный прокурор не может потребовать, чтобы свидетель вспоминал что-то по секундам. У великого аргентинского писателя X. Л. Борхеса есть короткий рассказ «Фунес, чудо памяти» [46] , про несчастного человека, который помнил абсолютно все — вместе со всеми сложнейшими взаимосвязями причин и следствий, и власть над временем в результате его парализовала. Мы способны функционировать благодаря выборочной амнезии. Это не освобождает нас (особенно ученых) от обязанности говорить правду, от обещания, которое, как мы скоро увидим, столько раз было нарушено даже трилобитчиками. Добравшись до этой страницы, читатель воспримет слова «сто миллионов лет» либо с беспечным равнодушием, либо обескураженно. Росчерком пера я уничтожал континенты, скидывал со счетов десятки миллионов лет. Кембрий — 540 млн. лет назад, девон продолжался 50 млн. лет. Можно подумать, что такая гигантская шкала относится только ко времени трилобитов; чем дальше вглубь веков, тем меньше точность — плюс-минус миллион не имеет значения. С точки зрения трилобитов существование человечества на Земле продолжается меньше, чем длина жизни любого их вида. Все это верно, но тем не менее верно и то, что мы можем разглядеть один отдельно взятый день из жизни трилобита, перехитрить великий телескоп времени, который растворяет незначительные события в дымке древности. Поверхность осадков может сохранить будничный день трилобитов как страницу ежедневника из истории палеозойской эры. Если этот день был захоронен достаточно быстро, мы вполне способны его восстановить.
45
Пер. М. Маркова.
46
Борхес Х.Л. Рассказы. — Ростов: Феникс, 1999.
Я уже описывал, как трилобиты сворачиваются в шарик — моментальная ответная реакция на угрозу, остановленный момент, окаменевшая паника — капсула со временем. Затем я описал, как трилобиты растут и взрослеют — они линяют. Их пустые раковинки указывают момент, когда трилобит сбрасывает старые доспехи и начинает наращивать новые. Иногда эти старые доспехи отбрасываются с небрежностью подростка, чья одежда валяется по всей спальне. В каких-то случаях, наоборот, видно, что трилобит, когда линяет, аккуратно следует определенной стратегии: совершенно понятно, что в этот момент животное особо уязвимо и должно соблюдать предельную осторожность. Линял-то не только панцирь: даже тончайшие волоски на ножках меняли покрытие. На безопасных участках морского дна надолго оставались лежать сброшенные покровы, они рассказывают нам, сегодняшним, о тревогах и волнениях линьки. Представьте себе, что вы выбираете какие-то короткие отрывки из рассказа о целой жизни, которая сама по себе есть часть еще большего повествования о долговечном виде, а это повествование есть всего лишь крошечный эпизод в эпопее о геологическом времени. Каким драгоценным оказывается тот живой момент, выхваченный из далекой древности!
Линьке предшествовала фаза, когда специальный гормон размягчал брюшной покров, кутикулу (см. приложение рис. 30), затем ослаблялись швы на голове. В определенный момент, часто закрепившись в грунте щечными шипами и используя их как рычаги, трилобиты отделяли подвижные щеки от головы, одновременно сбрасывая и гипостому. Так как у большинства трилобитов поверхность глаза прикреплялась к подвижной щеке, то эта особо нежная часть освобождалась от отслуживших покровов роговицы на ранней стадии линьки. У примитивных трилобитов роговица линяла отдельно благодаря шву вокруг всего глаза. Но вот подвижные щеки сброшены, впереди открылось отверстие, и трилобит мог вылезти через него из своего наружного скелета, оставив позади туловище и часть головного щита, кранидий, как памятку о приключении под названием «линька».
Похоже, процесс линьки протекал зачастую не так гладко, как я описал: бывает, что туловище мы находим отделенным от пигидия, а бывает, трилобит вылезал с кранидием, не пожелавшим расставаться с хозяином, как мокрый старомодный купальный костюм, облегавший тело так капитально, что из него не выпутаться. Бывало и так, что трилобит начинал линять, изворачивая голову и пытаясь соскоблить кранидий обо что-нибудь; при таком извращенном способе щеки оставались по бокам, а между ними вывернутый кранидий, а позади туловище с пигидием, в правильной позиции. У трилобитов, подобных Phacops, у которых исчезли головные швы, порой головной панцирь целиком остается лежать вывернутым наизнанку, или даже трилобит линял «вверх тормашками», с хвоста. Наблюдателю покажется, будто ему демонстрируют акробатические этюды. Некоторые трилобиты, подобно многим другим членистоногим, спаривались на стадии «мягкого панциря, что, понятно, придавало моменту особую пикантность. Сколько же гормонов в этот момент должно было окружать трилобита в воде палеозойского моря: и гормоны линьки, и феромоны, и сперматогены. У нас есть несколько примеров «мягко-панцирных» трилобитов, которые погибли до того, как оболочка успела затвердеть. В их облике есть что-то от привидений: истонченные, зыбкие контуры прежних, реальных Phacops. Наверное, многие из них пытались на это время спрятаться в укромном месте; мой коллега Брайан Чаттертон рассказывал о норе в девонском осадке (прорытой, скорее всего, каким-то другим животным), где уйма трилобитов пережидали, пока не затвердеет новая оболочка. Нора оказалась в результате могилой, а не убежищем: короткая трагедия смерти обеспечила им длинную жизнь в виде ископаемых.
В главе 7, когда я рассказывал об эволюционных механизмах, я коротко описал ход индивидуального роста трилобитов. Отрезок жизни от рождения до смерти определяет наименьшее деление на шкале времени. Удивительно, сколько мы знаем о «личной жизни» трилобитов! Вот трилобит полинял — сбросил старый тесный наружный скелет и вырастил новый, попросторнее, — и мы можем проследить ретроспективный путь взросления трилобита, отбирая сброшенные панцири все меньшего и меньшего размера. Для этого нам нужно отыскать такое место, где все трилобиты разом превратились бы в камень, старые и молодые вперемежку. И такое место нашел величайший исследователь трилобитов Иоахим Барранд (1799-1883) — это знаменитое местонахождение в Богемии носит забавное название «под грушей» [47] . На территории Чехии находятся чрезвычайно богатые обнажения палеозойских пород, и Барранд стал их первым биографом. В отделе редких книг в лондонском Музее естественной истории счастливчику, допущенному в святая святых, откроются целые полки, заставленные томами, каждый размером с телефонный справочник: плоды трудов целой жизни Барранда — это трактат «Силурийская система Богемии» (Systeme Silurien de la Boheme) [48] . Студенты-трилобитчики только что не молятся на эту работу. Какое удовольствие разглядывать страница за страницей великолепные иллюстрации этой книги! (Барранд нанимал самых лучших рисовальщиков.) И можно представить изумление современников Барранда при виде чудесных картинок (одна из иллюстраций приведена в приложении на рис. 32). Я сомневаюсь, что современная фотография смогла бы достичь того же эффекта. Барранд не ограничивался трилобитами; он описывал моллюсков, кораллы и многих других ископаемых. Тем не менее трилобитам он уделил особое внимание, начав изучать и зарисовывать их в 1852 г., когда обнаружил исключительно богатые местонахождения и собирал там коллекции. К концу XIX столетия каждому специалисту были знакомы местонахождения Шарка и Кралув Двар. Один из фешенебельных пражских районов называется Баррандов, там вы можете пропустить кружечку в Трилобитовом баре. На самом деле весь этот чудесный город «глубоко трилобитовый». Сам Барранд начал свою трилобитовую карьеру случайно. Во время воскресной прогулки около одного из костелов (Zlichov Church) он нашел два хвоста трилобита Odontochile rugosa. Принес находки домой, но его домоправительница Бабинка [49] их выбросила (мы-то знаем, что женщины поступали так во все времена). Иоахим заставил ее найти и принести назад выброшенные пигидии, так и произошло его «пострижение» в палеонтологию. Эти два исторических экземпляра прописаны вместе с остальной коллекцией в залах Национального музея — огромного здания с колоннами, величаво взирающего на Вацлавскую площадь в Праге. К ним относятся с трепетом, будто это святые мощи. Ученому посетителю поднесут их, каждый по отдельности, безукоризненно надписанные рукой великого человека. На девонской скале в Праге в честь Барранда установили гигантскую памятную доску — это произошло всего через год после его смерти.
47
Там действительно во времена Барранда росло роскошное грушевое дерево, оно служило прекрасным ориентиром, теперь груша засохла, а название осталось.
48
Нужно помнить, что во времена Барранда силур включал и кембрий, и ордовик, и собственно силур.
49
Позже Барранд назвал в ее честь ископаемого моллюска Babinka, хотя непонятно: если вашим именем называют улитку — это честь или завуалированный намек. — Прим. авт.