Роберт Хейзен - История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет

За последние два десятилетия усилился интерес ученых к процессу перехода от рыбы к амфибии, что привело к расцвету палеонтологических открытий по всему миру, от Китая до Пенсильвании. Судя по новым ископаемым находкам, переходные формы животных существовали примерно в течение 30 млн лет, постепенно приспосабливаясь к условиям суши, но все еще сохраняя отчетливые анатомические признаки рыб. Первые подлинные амфибии появились около 340 млн лет назад, в разгар так называемого Каменноугольного периода, когда сырые низины по всему миру покрывались болотистыми лесами. Эти примитивные сухопутные животные, обладавшие характерными широкими и плоскими черепами и расходящимися в стороны пятипальцевыми лапами, а также ушами, способными прислушиваться к наземным звукам, и другими «сухопутными» чертами, явственно отличались от своих рыбьих предков. Ко временам Каменноугольного периода земная твердь уже имела более близкий к современному вид: была покрыта дремучими зелеными лесами, где росли в основном папоротниковые деревья, болотными трясинами и сочными лугами, населенными бесчисленной армией насекомых, амфибиями и другими существами. Благодаря взаимодействию с живой природой прибрежные горные породы и минералы также приблизились к современному состоянию по своему разнообразию и расположению.

Но не думайте, что на Земле опять наступили застойные времена. Менялись погодные условия, засухи и наводнения терзали сушу, не говоря уже о неожиданных падениях астероидов и извержениях супервулканов, которые наносили жизни такой урон, какого хотелось бы избежать в будущем. Но Земля со своей флорой и фауной оказалась невероятно устойчивой ко всем напастям. Жизнь всегда приспосабливается к изменениям окружающего мира, когда бы эти изменения ни происходили.

300 млн лет назад Земля была покрыта густыми лесами. Лиственная биомасса воспроизводилась и отмирала в таких масштабах, что из плотного слоя отмерших растений начал формироваться новый вид породы – богатый углеродом черный уголь (отсюда и название – каменноугольный период). Одним из следствий такого потребления углерода органикой стало новое обогащение атмосферы кислородом, подобное тому кислородному событию, которое произошло в предыдущую неопротерозойскую эпоху. Возрастание содержания кислорода в атмосфере шло постепенно, от примерно 18 % 380 млн лет назад до 25 % около 350 млн лет назад, а затем до 30 % или больше 300 млн лет назад. По некоторым оценкам, одно время содержание кислорода в атмосфере превышало 35 %, т. е. было значительно выше современного уровня. Эти цифры отнюдь не являются догадками: в прекрасных образцах янтаря каменноугольного периода, в окаменевшем древесном соке встречаются пузыри древней атмосферы, которые до сих пор содержат более 30 % кислорода.

Повышение содержания кислорода в атмосфере благоприятно сказалось на развитии животного мира. Больше кислорода – больше энергии и выше скорость метаболизма. Самым ярким проявлением всплеска в животном мире оказались гигантские насекомые, например чудовищная стрекоза с размахом крыльев около метра. Увеличение объема кислорода способствовало повышению плотности воздуха, что облегчало летание и парение. Несомненно, именно в это время животные начали подниматься на возвышенные места, поскольку сгущение воздуха способствовало дыханию в горах.

В течение десятков миллионов лет на суперконтиненте Пангея жизнь процветала. Этому способствовал мягкий климат и изобилие ресурсов. Но внезапно таинственным образом 251 млн лет назад произошло самое крупное стихийное бедствие в истории Земли – жизнь почти исчезла.

За последние 540 млн лет накопилось множество ископаемых: сотни тысяч образцов кораллов и морских лилий, плеченогих и щупальцевых мшанок, двустворчатых моллюсков и улиток, не говоря уже о гигантском количестве микроорганизмов. Это свидетельствует о потрясающей биологической изобретательности. По данным специалистов, только трилобитов насчитывается более 20 тыс. разновидностей, и год за годом в каталогах появляются новые описания. С учетом того, что трилобиты населяли Землю всего около 180 млн лет (от 430 до 250 млн лет назад), в среднем каждые несколько тысяч лет появлялся новый вид трилобита. Если же судить по богатейшему разнообразию окаменелостей, можно прийти к выводу, что в течение 500 млн лет каждое столетие появлялось несколько новых видов.

Однако по данным ископаемых образцов трудно выявить явления массового вымирания, внезапной гибели миллионов разновидностей живых существ. Относительно просто отследить появление новых форм живых существ, и палеонтологи не могут устоять перед искушением описать «первое» или «самое раннее» появление целого класса или каких-либо особых признаков. Первое растение, первая амфибия, первый таракан или первая змея (хотя и с рудиментарными задними конечностями) – главные герои в каталогах ископаемых. Автор одной из публикаций возвестил об открытии древнейшего в мире окаменелого пениса (принадлежность паука, жившего 400 млн лет назад) – очередная выдающаяся находка среди райниевых ископаемых.

Гораздо труднее распознать по окаменелым образцам потери. Установить вымирание можно только путем тщательного изучения разнообразных ископаемых остатков – слой за слоем, период за периодом, в масштабах всей планеты. В результате усилий исследователей в течение нескольких десятилетий удалось установить пять эпизодов массовой гибели за прошедшие 540 млн лет – пять жутких событий, во время которых на Земле вымерло больше половины всех разновидностей живых существ. По мере накопления данных выясняется, что помимо этих пяти имели место не менее пятнадцати эпизодов, правда, не столь масштабных.

Не так просто выявить такие потери по окаменелым образцам, учитывая наступление и отступление океанов, образование и исчезновение мелких морей, замедление образования отложений во время ледниковых периодов, а также неизбежные утраты в результате выветривания. Летопись горных пород отличается разрозненностью и неполнотой, вроде энциклопедии, из которой наугад вырвано множество страниц и полностью потеряно несколько томов. Часто трудно установить геологический возраст того или иного слоя, тем более сопоставить геологические тела в разных частях света. Иными словами, отсутствие той или иной группы животных может быть связано просто с перерывом осадконакопления и образованием таким образом пробелов в геологической летописи. Тем не менее по мере накопления данных и сравнения палеонтологических находок по всему миру становится очевидным, что массовые вымирания животных являются необычным событием на фоне нормального чередования жизни и смерти.