Владимир Фурсов - Путь длиною в миллионы лет

Особенно интенсивно изучение истории развития живых организмов и человека началось с того периода, когда было установлено, что такое окаменелости и как они возникли.

Современная наука палеонтология к ископаемым остаткам относит кости, раковины, зубы, окаменевшие части растений, а также любые отпечатки и следы, оставленные некогда существовавшими организмами. Ископаемые остатки превращаются в окаменелости вследствие замещения чаще всего твердых частей или, что случается реже, мягких тканей минеральными веществами. Окаменелости сохраняются в земных слоях бесконечно долго.

Возраст горных пород ученые в наши дни определяют по количеству распавшихся радиоактивных элементов и образованию из них других элементов. Например, распад урана и образование из него свинца происходит за 4,5 миллиарда лет. Таким образом, определив относительное содержание урана и свинца в изучаемой горной породе, мы можем достаточно точно установить ее абсолютный возраст. Именно этим методом установлен возраст нашей планеты Земли (он равен примерно 4,5 миллиарда лет) и самых древних ее эр — архейской и протерозойской. Однако возникновение живых организмов вообще, а особенно более высокоорганизованных и в том числе предков человека происходило сравнительно недавно в геологическом отношении. Для установления времени их появления и существования используют другие методы. Хорошие результаты дает использование радиоактивного углерода (С14). Ученые выяснили, что в атмосфере Земли обычный молекулярный углерод (С12) под действием космических лучей может превратиться в радиоактивный (С14), который, оказывается, очень неустойчив: едва возникнув, он начинает снова распадаться. Было установлено, что процесс образования радиоактивного углерода и его полураспада протекает за время, равное 5760 лет.

Каким же образом радиоактивный углерод попадает в живые организмы и что с ним там происходит? Хорошо известно, что зеленые растения «питаются» углекислым газом (СО2), в состав которого входит в основном обычный углерод (С12), но включается и радиоактивный углерод (С14). Таким образом, в процессе ассимиляции зеленые растения улавливают и радиоактивный углерод. Растительную пищу, как известно, употребляют травоядные животные, а все плотоядные и всеядные питаются не только мясом, но и растительной пищей.

В результате радиоактивный углерод попадает во все живые организмы, в том числе и в ткани человека. Пока организм живет, а значит и питается, содержание в нем радиоактивного углерода постоянно пополняется. С момента же смерти организма количество всех веществ в его органических остатках будет постепенно убывать вследствие их распада.

По содержанию обычного и радиоактивного углерода, а также их соотношению в органических остатках (костях, стеблях, листьях и других окаменелостях) растений, животных и человека ученые определяют время жизни этих организмов.

Но методом радиоактивного углерода можно определить возраст существ, живших не ранее 50–70 тысяч лет назад. Предки же человека жили миллионы лет назад! Можно ли установить с точностью, когда именно они жили, как видоизменялись в процессе эволюции и когда сформировался человек современного вида? Оказывается, можно. Советские ученые разработали метод, который позволяет заглянуть в прошлое, отдаленное от нас любым количеством лет. Что же это за метод? Основан он на использовании инертного газа аргона, который содержится в разных минералах. В природе имеются два его изотопа: аргон-38 и аргон-40. Вот эта вторая разновидность (аргон-40) и играет решающую роль в методе, о котором мы говорим. Дело в том, что аргон-40 содержится не только в минералах, но и в ископаемых костных остатках (окаменелостях). Причем образуется этот изотоп из калия-40 путем захвата одного электрона. Одновременно с этим происходит образование кальция-40 из того же калия-40. Определив количество и соотношение числа атомов аргона-40 и калия-40 в той или иной окаменелости, мы можем высчитать и назвать время жизни животного или растения по их окаменелым остаткам.

Окаменелости долгое время тоже считались «игрой природы». Первым, кто научно объяснил происхождение окаменелостей, процессов образования янтаря, каменного угля и других органических остатков, был великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765 гг.). Многие другие передовые ученые XVIII века также пришли к выводу, что окаменелости имеют органическое происхождение.

После этого открытия необходимо было установить, когда жили на Земле существа, превратившиеся в окаменелости. Согласно религиозной традиции считалось, что окаменелости ведут свое начало от сотворения мира. Как утверждается в Ветхом завете, все растения и животные сотворены богом за шесть дней, а затем за грехи человеческие утоплены в водах «всемирного потопа», кроме тех, что были спасены Ноем по велению «всевышнего». Следовательно, по мнению религиозно мыслящих ученых, окаменелости являются останками тех существ, которые утонули во время потопа и оказались погребенными под обломками пород, покрывших поверхность земли после того, как воды схлынули. Эту «теорию потопа» активно поддерживала церковь.

С точки зрения науки такое рассуждение не выдерживает, конечно, никакой критики. Ведь, во-первых, группы окаменелых животных существенно отличаются друг от друга по своей организации, во-вторых, они обнаруживаются в разных геологических пластах, а это означает, что они жили в различные эпохи и, стало быть, никак не могли погибнуть во время одного pi того же потопа, даже если бы такой потоп и был возможен.

Так, например, в пластах, образовавшихся за время палеозойской эры, ученые находят в окаменелом состоянии главным образом беспозвоночных животных (ракоскорпионов, моллюсков, трилобитов, медуз, губок и т. п.), а из позвоночных — только примитивных рыбообразных и земноводных. В более поздних пластах, относящихся к мезозойской эре, как свидетельствуют раскопки, господствующее положение занимали пресмыкающиеся. Они достигали колоссальных размеров (около десяти метров) и имели огромный вес (десятки тонн). Палеозойская и мезозойская эры существовали на Земле в разное время, и длительность их исчислялась сотнями миллионов лет. Это с неопровержимостью доказывается данными палеонтологии — науки обо ископаемых остатках животных и растений.

Основоположником палеонтологии был французский ученый Жорж Кювье (1769–1832 гг.). Он обладал глубоким знанием сравнительной анатомии и виртуозно воссоздавал по отдельным костям целые скелеты некогда живших животных. Раскопки же гипсовых каменоломен в окрестностях Парижа, в которых были найдены кости вымерших животных, дали ему громадный материал для осмысления. Ученый сравнивал ископаемые кости с костями современных животных и сумел восстановить целый вымерший мир. Тщательные исследования привели его к выводу не только о том, что в осадочных породах отложились кости именно вымерших видов животных, но и о том, что в разных слоях земли захоронены представители различных эпох геологической истории планеты. Например, в поверхностных наносах почвы обнаруживаются костные остатки мастодонтов, слонов, жвачных животных, крупных хищников, близких к ныне живущим их сородичам, хотя по ряду признаков, конечно, резко отличающихся от современных видов; найденные в гипсовых отложениях животные полностью вымерли. В самых глубоких пластах мы не находим костей млекопитающих; меловые отложения конца мезозойской эры сохранили для нас вещественные доказательства, неопровержимо свидетельствующие о том, что тогда жили только крокодилы, черепахи, а также гигантские хищные и травоядные пресмыкающиеся, а млекопитающих еще не было. В раковинных известняках Лотарингии попадаются остатки еще более древних пресмыкающихся, а в самых глубоких пластах уже совершенно не встречаются позвоночные животные.