Автор книги пытается изложить понятным языком достижения современной палеонтологии — науки, изучающей историю жизни на Земле. Нынешняя палеонтология требует прочных знаний законов физики и химии, умения считать (и не только на пальцах), глубокого понимания методов статистики, не говоря уже о разделах современной биологии. Эта наука смело вмешивается в дела планетарной физики и движения материков, загоняет в тупик своими открытиями биологов. Она способна не только рассказать о том, как выглядела Земля в отдаленном прошлом, но и о том, что произойдет с нашей планетой в будущем. Под одной обложкой собраны наиболее интересные сведения о тех, кто населял нашу планету в течение почти четырех миллиардов лет.
Пролог
Дорогой читатель, прежде чем ты с треском захлопнешь эту книгу, не прочитав и строчки, и запустишь ее в ни в чем не повинное животное, робко выползающее на шести тонких членистых ножках из-под мусорного ведра, и заляжешь на диван перед телевизором, прокручивающим очередную нескончаемую трагедию жизни одной очень небедной, но латиноамериканской семьи, в перерывах между рекламой туалетной бумаги с изображением кандидатов в президенты, просто туалетной бумаги и просто президентов, подумай… почему тараканы существуют на Земле намного дольше, чем ты? Почему сейчас нет динозавров? Почему финансовая пирамида рано или поздно (скорее рано, чем поздно) все равно рухнет? Почему нужны не только потребители, но и производители? Представь себе, что все, что только может случиться на этой планете, уже неоднократно на ней случалось. Может, только и надо, что понять, когда это случалось, и почему.
Введение
Немного о трилобитоведах
Приземистый трилобит медленными шажками передвигался по мягкому илистому дну ордовикского моря, куда проникал лишь тусклый свет. Он сворачивался с приближением опасности, снова распрямлялся и продолжал поиск спрятавшихся в иле червей…
В этой на первый взгляд простенькой фразе выразились годы исследований, проведенные в экспедициях (поле), лабораториях и за письменным столом. Однако нужно ли было тратить столько сил и средств, чтобы узнать, что по илистому дну какого-то моря ползали какие-то трилобиты? Прочтите книгу до конца и решите сами.
Особенности полевого сезона
Пятиминутная прогулка от дверцы комфортабельного джипа, который полчаса катил по ровному, без малейшей выбоины шоссе от ближайшей гостиницы с туалетом, ванной и спутниковой антенной в каждом номере, — вот и весь полевой сезон где-нибудь в Америке, Австралии или Европе. Вожделенным объектом изысканий, как правило, оказывается выход горных пород размером 2 х 2 метра в выемке того же шоссе.
То ли дело у нас. При научно-изыскательных работах выбор кажется обширным, но наделе сводится к горным хребтам и отдаленным районам Сибири. Ветер дальних странствий навеян отнюдь не таежной или горной романтикой, а расчетом. Нужен результат, и добиться его можно, лишь имея перед собой обширные выходы горных пород (разрезы). Их-то и приходится искать в горах и по берегам сибирских рек.
Сначала на складе скрупулезно отбирается полевое оборудование. Чайник должен отличаться от дуршлага. Раскладушка не должна захлопываться словно капкан сразу после попадания в нее любого предмета. Надувная лодка призвана дотянуть хотя бы до противоположного берега. И так далее.
Переброска даже в случае летной погоды занимает сравнительно немного времени. К тому же часть груза свалилась с плеч (в прямом смысле этого выражения) — объемистый багаж сдан. После нескольких пересадок наступает мгновение, когда мы покидаем последнее транспортное средство (вертолет, «кукурузник» или баржа), оно взлетает (отходит) обратно, и полевой отряд остается наедине с местной «геологией».
Теперь, если повезло с погодой, надо поскорее накачать лодки и отплывать. Во-первых, посреди реки комары не так сильно кусают. Во-вторых, потому что лето в Сибири короткое. Если же с погодой не повезло, делать надо то же самое. Место для лагеря выбирается так, чтобы ночью его не затопило и не засыпало. Когда это происходит днем, не так страшно, поскольку в лагере никого нет: все работают.
Настольные игры
Пока голова думает, можно немного поработать руками. Разложить образцы и привести их в порядок. Помыть, почистить, убрать ненужную породу, протравить кислотой или щелочью, в зависимости от состава породы, и подавать на стол. Точнее, на столик микроскопа, светового или сканирующего (буквально — обшаривающего) все ямки и закоулки образца с помощью пучка электронов.
Итак, что можно увидеть у трилобита? Он, конечно, каменный. Если даже небольшого трилобита случайно смахнуть с края стола на ногу, то в этом можно легко убедиться. Но этот эксперимент лучше оставить для самых недоверчивых. Если на трилобита капнуть соляной кислотой, то она помутнеет, зашипит и запузырится. Это значит, что остатки трилобита состоят из легко вступающего в реакцию с кислотой минерала — кальцита (карбоната кальция — СаСО
3
). Выделяющийся при этом углекислый газ и создает шум и пузыри, будто откупорили бутылку газированной воды.
Пусть наш произвольный трилобит будет не слишком мелким: сантиметров, скажем, десять длиной (большинство трилобитов росло до 3–5 см, очень редко — до 70 см.) Тогда основные его особенности можно разглядеть и без микроскопа. Трилобит — двусторонне-симметричный: его левая половина является зеркальным отражением правой. На продолговатом закругленном панцире легко различить нечто похожее на подкововидную голову (там, где глаза), округло-треугольный хвост (там, где глаз, соответственно, нет) и туловище. Туловище состоит из многочисленных, сходных друг с другом сегментов-члеников, видимых снаружи. Если хорошенько похудеть и посмотреть на себя в зеркало, то можно узреть, что наше туловище тоже членистое, как у трилобита. Только у нас видимость сегментации создают части внутреннего скелета — ребра, а трилобит — членистый снаружи. С головы до хвоста трилобита протягиваются две заметные борозды. Он оказывается расчленен не только поперек, но и вдоль: на осевую и две боковые лопасти. Отсюда и название «трилобит», что по-латыни значит «трехлопастной».
Сравнивая трилобита с различными нынешними животными, можно догадаться, что ближайшие его родственники принадлежат к членистоногим (насекомые, пауки, многоножки, раки.) Более тщательное сравнение трилобита с перечисленными выше организмами наведет на мысль, что на трилобитов особенно похожи раки. Рака можно расчленить на головной отдел с глазами, членистое туловище и хвост — почти тех же очертаний, что и задняя часть трилобита. В отличие от обычного, найденного в поле трилобита у рака, правда, есть членистые антенны, клешни, несколько пар ходных ножек и сложные челюсти.
Если трилобиту не повезло и он был заживо погребен подводным грязевым оползнем или плотным облаком мути, то повезло исследователю. У таких трилобитов можно разглядеть особенности, которые в нормальных условиях совершенно не сохраняются. Оказывается, что при жизни у трилобита были и несколько пар раздвоенных членистых ножек, и пара антеннул, которые исполняли роль антенн, то есть передавали сигнал принимающему устройству (мозгу). Значит, подобно раку трилобит мог семенить по дну на нижних ответвлениях своих конечностей, ощупывая все антеннулами. Верхние ответвления конечностей были похожи на веера и подобно жабрам у раков служили для дыхания. Никаких клешней и челюстей у него не было. Наверное, трилобит удерживал и перемалывал свою пищу, используя шипики на ближних к телу члениках ножек. С помощью этих члеников он мог протолкнуть добычу, изжеванную снаружи до удобоваримого состояния, в рот. Ротовое отверстие находилось под головным щитом. На хорошо наевшихся перед смертью трилобитах виден пищевой тракт, который протянулся от ротового отверстия к заднепроходному, открывавшемуся наружу на одном из брюшных сегментов перед хвостовым щитком.
Маленькое отступление
Подобно настоящей летописи летопись земных слоев писалась разными, часто неизвестными авторами. Многие слои были образованы мельчайшими бактериями и простейшими одноклеточными организмами, от которых последующие геологические изменения мало что оставили.
Этнограф Лев Николаевич Гумилев отмечал, что летописцы часто завышали значимость отдельных событий. Засушливый год мог показаться самым дождливым, поскольку каждый долгожданный дождь обязательно заносился в летопись. Наоборот, никто не обращал внимания на ливень, который зарядил с утра в понедельник и шел до воскресного обеда, причем каждую неделю. Подобным же образом гигантские кости какого-нибудь зверя, значимого лишь для отдельного сообщества, имеют больше шансов уцелеть, чем остатки бактерий. А ведь они, влияя на состав газов в атмосфере, были во все времена намного важнее для всех обитателей планеты.
Более удачливым авторам, от которых сохранились следы (например, норки) или скелетные остатки, даются условные названия, состоявшие из латинских букв. Это дань средневековой этике ученых. В те времена исследователи разных стран выражались исключительно на мертвом латинском языке. Ни один живой язык не имел преимущества, и шансы разных школ уравнивались.
Употребление латинских и греческих слов, конечно, несколько усложняет текст. Но мне кажется, что лучше пользоваться латинскими и греческими терминами, чем писать вроде «это животное с ушами, как лопухи, жило до животного с хитрой мордой, но после животного с большими зубами и ело все зеленое». (Термины и их латинские (
лат.
) и греческие (
греч.
) корни по мере возможности объясняются прямо в тексте.
Совсем без названий ископаемых организмов обойтись невозможно. Многие из давно вымерших существ не имеют даже отдаленных родственников в современном мире. Образуются их имена по правилам особых кодексов, чтить которые — святая обязанность каждого биолога, ботаника и палеонтолога. Эти названия имеют латинские или латинизированные греческие корни, но в последнее время среди них все чаще встречаются фамилии ученых (например, сприггина, эрниетта, клаудина) и географические привязки (например, чуария, лонгфенгшания, халкиерия). Начало научному словотворчеству положил шведский естествоиспытатель XVIII века Карл Линней, назвавший жабу обыкновенную «буфо-буфо» в честь своего французского современника Жоржа Бюффона. Подобным образом поступал и французский палеонтолог XIX века Жоаким Барранд. Проживая в Праге, он описал более трех с половиной тысяч ископаемых видов, и в дело пошли простые чешские слова (например, «бабинка» и «паненка»).
