Марк Мосевицкий - Распространненость жизни и уникальность разума?

Выше упоминались глобальные оледенения Земли, длившиеся миллионы лет. Возникает естественный вопрос, благодаря чему оледенение оказалось скоротечным после импакта на границе K/T? Одной из причин могла явиться поднятая в атмосферу пыль, которая первоначально вызвала похолодание. Выпадая на снежный покров, пыль снизила его отражательную способность, благодаря чему поступавшая от Солнца энергия использовалась более эффективно. Однако именно в тот период особое значение могло иметь еще одно обстоятельство: из-за продолжавшегося уже тысячелетия активного вулканизма атмосфера была обогащена углекислым газом, который освобождается в процессе остывании лавы. Это привело к повышенному парниковому эффекту. Именно возросшим парниковым эффектом можно объяснить очень теплый климат в период, предшествовавший событиям на границе K/T. Теплый океан, который, скорее всего, так и не замерз, также воспрепятствовал углублению похолодания. В итоге, вызванное импактом похолодание, хоть и глобальное, оказалось скоротечным. В Северном полушарии, где было лето, уже через месяц лед растаял и установилась соответствующая сезону температура.

Падение крупного метеорита 65 млн лет тому назад, решительно изменившее вектор эволюции животных, не было последним в истории Земли. Катастрофы происходили и после события на границе K/T. В конце Эоцена (около 40 млн лет тому назад) несколько крупных тел упали на Землю. Об этом свидетельствуют относящиеся к тому периоду большие ударные кратеры, обнаруженные на разных континентах. В Антарктике в море Росс находится кратер диаметром 500 км, в Якутии крупный кратер Попигай (100 км), на Востоке США – Чезапик Бэй (100 км). Падение астероидов происходило на фоне усиленного оседания космической пыли, которое продолжалось

2.5 млн лет, на что указывает повышенное содержание в образовавшихся тогда осадочных породах редкого на Земле изотопа гелия-3. Было высказано предположение, что перед тем произошли возмущения в периферийных кометных поясах, направившие большое количество пыли и обломков комет во внутреннюю область Солнечной системы (Farley et al., 1998). Позже минералогическое исследование кратера Попигай показало, что он был образован не обломком кометы, а метеоритом типа L-хондрита. Эти данные привели к новому предположению: возмущения и столкновения, приведшие к описанным событиям, произошли не в кометных поясах, а значительно ближе к Земле – в астероидном поясе между Марсом и Юпитером (Tagle and Claeys, 2004). Независимо от происхождения космических тел, атаковавших тогда Землю, последствия оказались существенными и, возможно, до конца не исследованными. Именно в этот период очень теплый (“парниковый”) климат, господствовавший на Земле более 150 млн лет, сменился на относительно холодный. Началось оледенение Антарктики (Tripati et al., 2005). В качестве основной причины этого оледенения считают падение астероида (или астероидов) в Южной части Мирового океана. Этот импакт, вызвав изменение рельефа дна, остановил приток экваториальных вод, что и привело к похолоданию. Оледенение полярных областей в Северном полушарии началось не раньше 10 млн лет тому назад. Внести вклад мог импакт, но уже в Северном полушарии. Непосредственной причиной оледенения было продолжавшееся падение содержания CO 2в атмосфере и, соответственно, ослабление парникового эффекта.

Около 2 млн лет тому назад (на границе Плиоцена и Плейстоцена) произошло масштабное вымирание морских организмов. В слое осадочных пород, относящихся к тому времени, обнаружен изотоп железа ( 60Fe), характерный для излучения, испускаемого суперновой. Было высказано предположение, что относительно близко от Солнечной системы (20–30 световых лет) произошел взрыв сверхновой. В этом случае излучение, достигшее Земли, было достаточно мощным, чтобы существенно повредить озоновый слой, главным образом путем образования окислов азота. Это позволило жесткому ультрафиолетовому излучению Солнца достичь земной поверхности. Был уничтожен планктон, что нарушило пищевые цепочки и привело к массовым вымираниям (Benitez et al., 2002; Knie et al., 2004). К тому же периоду относят падение крупного метеорита более 1 км в поперечнике в “Южный”океан (Gersonde et al., 1997). Это событие могло привести к сходным последствиям.

На всем протяжении Плейстоцена (1.8 млн лет – 11.5 тыс. лет тому назад) происходили оледенения, когда полярные ледники распространялись до 40-й параллели. По некоторым оценкам 30 % земной поверхности могло покрываться ледяным панцирем толщиной до 1500 метров. Еще немного, и процесс стал бы необратимым, произошло бы глобальное оледенение, из которого Земле пришлось бы выбираться миллионы лет. Естественно, наземные животные исчезли бы, в том числе и люди, уже присутствовавшие на Земле. Однако каждый раз, не дойдя до “критической” 30-й параллели, льды отступали. Последнее оледенение (т. н. Ледниковый период) закончилось 10 тыс. лет тому назад, ознаменовав переход к Голоцену, который продолжается поныне.

Мы видим, что рассматриваемый период, последовавший за катаклизмом на границе K/T, не был гладким. Однако даже мощные импакты и похолодание не привели к столь массовым вымираниям, какие происходили ранее. Особенно важно, что они не затронули регион сформировавшегося 20 млн лет тому назад континента Африка, где обосновалась ветвь приматов Старого мира. Эволюция этой ветви дала прямоходящих гоминид, а затем и людей. Более того, считается, что именно похолодание вызвало образование безлесных пространств (саванны), которые стали той нишей, где проявились преимущества прямохождения, освободившего передние конечности для труда (deMenocal, 1995; Bobe et al., 2002; Alemseged, 2003; Bonnefille et al., 2004). Совершенствование трудовой деятельности напрямую зависело от развития интеллекта. Так увеличение размеров мозга и совершенствование его деятельности стали признаками, по которым происходил естественный отбор у прямоходящих гоминид. Это направление эволюции не было прервано стихийными катаклизмами и привело к человеку.

Плацентарные млекопитающие появились по разным данным 150–100 млн лет тому назад (Kumar and Hedges, 1998; Archibald et al., 2001; Douzery et al., 2003; Wible et al., 2007), т. е. в период расцвета динозавров.

Самые ранние материальные остатки (окаменелости) представителей отряда обезьян и полуобезьян (приматов) датируют 55 млн лет тому назад (Tavare et al., 2002). Это были растительноядные лазающие по деревьям некрупные животные. Однако молекулярный филогенетический анализ показал, что ветвь приматов отделилась от остальных плацентарных млекопитающих 80–85 млн лет тому назад (Martin et al., 2007; Steiper and Young, 2006), т. е. за 15–20 млн лет до кризиса на границе K/T. Отсутствие материальных остатков ранних приматов подтверждает их угнетенное состояние, а следовательно, и малочисленность, характерные и для других млекопитающих в эпоху господства динозавров. Закрепление и развитие приматов – прямое следствие случайного события: падения астероида и вызванного им кризиса на границе K/T. Результатом этого развития было выделение около 40 млн лет тому назад подотряда антропоидов (в переводе с греческого – человекоподобных) (Steiper and Young, 2006; Miller et al., 2005). Одна из его ветвей около 30 млн лет тому назад трансформировалась в семейство высших (человекообразных) обезьян (гоминид). 10 млн лет тому назад человекообразные обезьяны были распространены на всех континентах, однако только однажды, около 7 млн лет тому назад, от предков современных шимпанзе отделилась ветвь прямоходящих гоминид – гоминины, трансформировавшаяся в несколько видов людей (Kuminatsu et al., 2007). Заметим, что в литературе не выдерживается единая классификация. Мы будем исходить из того, что существуют семейство гоминид (Hominidae) и подсемейство гоминин (Homininae ). Первое включает человекообразных обезьян, прямоходящих предшественников современного человека и его самого. Из подсемейства гоминин исключены обезьяны. Исходя из этих определений, термины “прямоходящие гоминиды” и “гоминины” будут использоваться как синонимы.