Трилобиты: Свидетели эволюции
Шрифт:
Смотрите, каких высочайших карьерных и социальных высот достиг трилобитчик, и он поднялся наверх, изучая в микроскоп наимельчайших ископаемых. В конце 1980-х мы с Бобом Оуэнсом собирали коллекцию в тех же шропширских холмах, где полвека назад, в 1927 г., ходил сэр Джеймс и где родилась его знаменитая работа. На обложке ее синими чернилами он напишет: «С несколько запоздалым приветствием…»
А вот трилобитовый след, как моментальный отпечаток промелькнувшего события, может, какого-нибудь простого ужина… Окаменевшее время, можешь ли ты быть так мимолетно? Но чей же это след, какой именно трилобит его оставил? Определить это чрезвычайно трудно. Следы обычно сохраняются в песчаном грунте, в котором самих трилобитов находят очень редко.
Мы ведь, если подумать, не натыкаемся на мертвое тело в конце каждой цепочки следов на пляже! А кроме того, следы, подобные трилобитовым, оставляли и другие членистоногие. И как же обнаружить наследившего? Несколько лет назад я участвовал в полевых работах в Омане, это была экспедиция на тогда еще не исследованные местонахождения верхнего кембрия возрастом примерно 490 млн. лет. Трилобиты попадались редко, но так как, кроме них, других трилобитов соответствующего возраста на всем Аравийском полуострове не было известно, то потрудиться стоило. Дело было в отдаленном районе Хакф, полностью лишенном растительности за вычетом одного жалкого деревца. Песчаники и известняки сформировали невысокие коренные склоны, так что, следуя на четвереньках по поверхности какого-нибудь пласта, вы, считай, будете ползти по дну кембрийского моря, где отпечатались каждый след и каждая ямка. Все указывает на то, что породы здесь формировались на дне очень мелких морей — иногда море вдавалось в сушу такими длинными мелкими заливами, что все пересыхало и образовывало солончаки. Немногим трилобитам пришлись по вкусу эти мелководные лужи. Тем более восхитили нас обнаруженные слои со следами трилобитов; и уж совсем необычным оказалось то, что в породах со следами нашлись фрагменты трилобитов — определенный вид, очевидно, облюбовал это побережье. Сможем ли мы узнать, кто оставил эти следы? Если тот самый трилобит, то его размеры должны соответствовать размерам следов.
В 1994 г. я снова приехал в Оман, но теперь со мной был великий немецкий палеонтолог Долф Селяхер, патриарх-следопыт, лучший специалист по ископаемым следам. Мы осторожно переворачивали каждую плиту, где на обратной стороне могли бы сохраниться ископаемые отпечатки. Осторожность была более чем оправдана: частенько под небольшими камнями днем прятались скорпионы. Мои оманские коллеги объяснили, что бояться нужно не больших, размером с краба, черных скорпионов, а других, вполовину меньше, желтоватых, сливающихся с камнями юрких тварей с настороженным сбоку, как лассо, жалом. Именно здесь, в пустыне, я осознал глубинную связь между скорпионами и трилобитами: здесь, под камнями, ставшими пристанищем и для тех, и для других. Скорпионы принадлежат к паукообразным, большой группе членистоногих, включающей пауков, клещей, а также и самого примитивного из них — мечехвоста, чью икру мне довелось попробовать в ресторане в Таиланде. Современные исследования [53] эволюции членистоногих показали, что самым близким из ныне живущих родичей трилобитов является Limulus, а скорпионы попадают в разряд «следующеюродных» родственников. Таким образом, в этом отдаленном уголке Омана встретились, невзирая на бесконечность временного пространства, два древних родственника: скорпион и трилобит; мне же осталось лишь почтительно засвидетельствовать эту знаменательную встречу. Ранним утром на песке в пустыне хорошо видны ряды скорпионьих следов — всего лишь в нескольких сантиметрах от древних, окаменевших следов, предмета нашего изучения. Долф уверил меня, что скорпионьи следы находят даже в девонских породах. Только представьте себе, что наши Phacops какое-то время жили рядом с тварями, в которых мы с легкостью опознали бы скорпионов, уже тогда снабженных смертельным жалом, ставшим для них пропуском в будущее. Если бы те, древние, сумели перенестись в наше время и пробежаться рядом со своими нынешними потомками, то следы тех и других оказались бы похожи. Там, в Хакфе, в расплавленный от жары полдень, ко мне пришло ощущение времени — прошлого и настоящего, времени побежденных и победителей.
53
Эти исследования основаны на кладистическом анализе, который я описал в главе 5. Этот анализ, построенный на реконструкции родственных отношений между ископаемыми и современными членистоногими, отверг предыдущую гипотезу о том, что ближайшими родственниками трилобитов являются ракообразные; вместо этого трилобитов включили в большую группу арахноидов. У трилобитов имеется антенна, утерянная остальными арахноидами, или по-другому хелицеровыми. Пока я заканчивал книгу, появилось новое исследование, указавшее на возможность соотнести антенну у членистоногих и любопытные передние отростки у хелицеровых. — Прим. авт.
Наши усилия оказались не напрасными. Размеры трилобитов как раз укладывались в размерный диапазон следов, а щечные шипы по краям головы оставляли канавки по обе стороны от следовых дорожек. Долф предположил, что эти трилобиты, похоже, добывали пищу, совершая круговые движения головой — такими примерно движениями хозяйки моют окна. Эти следы даже имеют специальное название, присвоенное ему больше века назад «английским Баррандом» — Джоном Солтером. Впервые подобные ископаемые следы нашли в верхнекембрийских породах в северном Уэльсе, недалеко от деревни Меринет, в местах диких, гористых и дождливых, т.е. настолько не похожих на Хакф, насколько это вообще возможно. Последним штрихом в нашей доказательной картине стала недавняя находка того самого оманского трилобита, но уже не в Омане, а в северном Уэльсе, недалеко от тех первых солтеровых следов. Кажется, вот он, моментальный снимок, выхваченный из жизни трилобита: вот дрожит ворсинка, шевелится ножка…
А есть еще время геологическое.
Мы измеряем геологическое время миллионами лет, а можем измерить его трилобитами. Так как трилобиты быстро появлялись и эволюционировали, они стали специфическим хронометром — исторической шкалой, размеченной трилобитовыми портретами. Трилобитов мы узнаем, можно сказать, в лицо, как опытный нумизмат с одного взгляда определит какого-нибудь мелкого римского правителя на старинной монете.
Определенный набор видов трилобитов так же характерен для своего геологического времени, как фараон Тутанхамон для своего исторического периода. На практике исследователь стремится отыскать как можно больше ископаемых видов, чтобы потом можно было сверить наличие тех или иных из них в разных местах и слоях. Меня никогда не перестает удивлять, насколько надежна оказывается стратиграфическая система. Моя поездка в Оман подтвердила позднекембрийский возраст пород буквально через пару часов после начала экспедиции. Еще один пример: я откорректировал возраст некоторых известняков в южном Таиланде, которые на всех геологических картах значились как силурийские. Сравнив находки трилобитов из этих известняков с трилобитами, найденными в Китае несколькими десятилетиями раньше, я отнес известняки к ордовику. Все это стало возможным благодаря работам сотен безвестных баррандов — кстати, одному из таиландских видов название дал-таки один из современников Барранда. Знание имеет свойство накапливаться, но это сокровище добывается тяжким трудом. Перечислить все названия и расположить их в правильном порядке, проведя попутно инвентаризацию по шкале геологического времени, — задача непомерно трудоемкая. На свете так много трилобитов, и объявляются все новые и новые — жизни не хватит, чтобы всех их выучить. Я работаю в палеонтологии без перерыва уже 25 лет, а все равно есть на геологической шкале времени целые интервалы, где я чувствую себя совсем неуверенно. Мы, геологи и палеонтологи, конечно, стремимся вызнать каждую мельчайшую подробность, но при этом не выпускаем из виду всю грандиозную картину геологического прошлого, где поколения видов сменялись другими, и так раз за разом.
Во времена нижнего кембрия, около 540 млн. лет назад, видообразование у трилобитов шло ускоренными темпами. Появились трилобиты, типичные для той эпохи: с узкими, удлиненными трапециевидными глабелями. В Северной Америке процветали Olenellus и их родичи, у всех их было длинное туловище с многочисленными сегментами и маленьким хвостиком, причем хвостик с узкими кольцами начинался сразу за крупным туловищным сегментом. Удлиненные глаза заходили на глабель, но лицевых швов для линьки на верхней части головы не было. В Китае, да и на территориях Ближнего Востока, существовали сходные трилобиты, но все же у них имелись лицевые швы; среди самых распространенных упомяну, в частности, Redlichia. Именно этих трилобитов я собирал на нестерпимо раскаленных склонах Квинсленда, в Австралии: тогда я почти совсем приблизился к возможности попробовать жареного трилобита. Китайцы очень дробно разметили горные породы на своих территориях, используя в качестве индексов временной шкалы разных животных. В тех же по возрасту слоях появляются первые мелкоразмерные трилобиты, такие как Pagetia, которых я считаю примитивными родственниками Agnostus. Некоторые из этих миниатюрных форм — обычно они размером с мелкую мокрицу — имеют маленькие невыразительные глаза и три туловищных сегмента; другие же глаз не имеют вовсе, а в туловище у них два сегмента, как у агностид. Они дожили и перешли границу среднего кембрия, когда начинают свою историю по-настоящему незрячие агностиды, в изобилии встречающиеся в среднекембрийских слоях. Все эти мелкие трилобиты чрезвычайно важны для датировки пород, так как некоторые виды распространены почти повсеместно, быстро эволюционировали и своевременно замещались другими видами. Если они и вправду были планктонными животными, то легко объясняется их широкое распространение. Трилобиты — они для нас как маленькие хронометры, к тому же мастерски скроенные — каждый их кусочек, каждый фрагмент скелета прилаживается друг к дружке, чтобы надежно защитить идеальный шарик-капсулу.
Вместе с малютками агностидами в среднекембрийских пластах находят гигантов, подобных Paradoxides, которые, несомненно, предпочитали ползать по дну, а не бороздить вплавь толщу воды. Трилобиты этого типа также полезны для уточнения временного интервала: если вы определили Paradoxides, то перед вами породы среднего кембрия. Рядом с ними обитали и трилобиты нормального размера, например лишенные глаз Meneviella. Некоторые из этих слепых трилобитов были известны еще Иоахиму Барранду, т.е. больше столетия назад; находки из Франции, Уэльса и Испании стали первым указанием на связь геологического времени и трилобитов: и теперь трилобитов можно использовать для датировки геологических осадочных пород. У родственников слепых трилобитов были нормальные глаза, значит, логично предположить, что эти трилобиты утратили глаза в результате эволюционных преобразований. Они жили на большой глубине или по крайней мере в мутной воде. К их зрячим родичам относятся Ptychopaha striata — вид, великолепно представленный материалом из Богемии. Это, можно сказать, обыкновеннейший Иван Иваныч Трилобит, со скромным хвостом, с немного сужающейся глабелью и глазами среднего размера, с довольно-таки многочисленными сегментами туловища: ничего выдающегося ни в каком отделе. Есть такой же североамериканский середнячок — Elrathia kingi — заурядный обитатель витрин в лавках окаменелостей, только выглядит поменьше и пошире. Существуют десятки довольно похожих трилобитов, определение которых даже у самых терпеливых специалистов вызывает зубовный скрежет. Чтобы их правильно определить, требуется умение и опыт, так как множество почти одинаковых трилобитов находят в пластах и среднего, и верхнего кембрия. Уж куда проще узнать какого-нибудь шипастого трилобита среди среднекембрийской фауны, первым в истории трилобитов прикинувшегося подушечкой для булавок. Трилобиты с большим пигидием тоже стали явлением вполне обычным для среднего кембрия. Самый выразительный среди них, пожалуй, Corynexochus и его родичи (см. Fieldaspis на с. 276) — специфичные трилобиты с удлиненными, вытянутыми кпереди глабелями в форме пестика, с туловищем в шипах и легко узнаваемой гипостомой. Средний кембрий — время благоденствия трилобитов, а если еще вспомнить, какое количество самых разных членистоногих нашли в сланцах Бёрджес, то было бы уместно присвоить этому времени название «эра Членистых Ножек»: кажется, это был пик эволюционных опытов над конструкцией ножек.
Агностиды и многие другие благополучно переползли в верхний кембрий. В Китае в пластах этого возраста нашли диковинных трилобитов, более или менее связанных родством с Damesella (см. Drepanura, с. 279): у них по бокам хвоста необычно расположенные шипы, напоминающие расческу или какие-то странные грабли. Один из них даже попал в китайские микстуры: его называли «лечебный камень», растирали в порошок и добавляли во всякие зелья. Считается, что все китайские традиционные лекарства помогают от возрастных немочей: ну что ж, если допустить, что «подобное лечат подобным», то перед нами очень уместный пример такого лечения. Будучи ингредиентом китайских лекарств, Drepanura первым из китайских трилобитов стал известен на Западе. Родственные ему виды распространились до Австралии. Их раздобыл в центральном Квинсленде, продираясь сквозь колючий буш, и затем описал выдающийся эстонский эмигрант Александр Армии Эпик. Точно так же работал и не менее выдающийся американец Алисон Палмер, которого все трилобитчики зовут просто Пит: вот уж кому действительно подходит эпитет «неутомимый»! Его работы по центральной части Северной Америки — той, что именуется Великий Бассейн — огромной территории, включающей Юту и Неваду — настоящая победа разума — и молотка — над материей. Я сам побывал на некоторых разрезах в том районе, на высоте, от которой дух захватывает. Любая неосторожность — и вы сползаете по крутому склону прямо вниз, откуда с таким трудом забрались. Воздух напоен запахом хвои, потерявшего бдительность подстерегает опунция, то и дело вы вздрагиваете от неожиданного стрекота гремучей змеи, но в общем вполне дружелюбная, хотя и жаркая, местность. Со склонов, где сиживал Пит, вы увидите долину, заросшую морем полыни, с точками коров внизу, а еще ниже — поблескивающие белые солончаки. Здесь, в этих горах, Пит собрал образцы из всех обнажений, и его трилобиты рассказали нам о временах позднего кембрия, об историях, зашифрованных в тонких слоях известняка и сланца, о местных драмах вымирания и рождения новых видов. Пит знал досконально каждый из здешних видов, изучал их с тем заразительным энтузиазмом, какой характерен для американских интеллектуалов и благодаря которому они завоевали мировой авторитет.
По краям Северо-Американского континента, а также в Скандинавии и Уэльсе в позднекембрийских слоях находят трилобитов Olenidae, которых в главе 7 я уже расхваливал. Они приспособились к особой среде с низким содержанием кислорода. По ним можно отмерять время с точностью до полумиллиона лет. Вроде бы не очень точно по сравнению с 4:39 утра 15 августа 1931 г. Но для промежутка в 500 млн. лет такая точность равняется 1/1000. Когда дело касается времени, точность оказывается понятием относительным.