Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

На оттаявшей планете атмосфера содержала достаточное количество кислорода для поддержания активной животной жизни. На сушу выходить было пока рано, и первые животные начали заселять океан. Это был необычный мир — мир мягких существ. Все было мягкое, пластичное. Многочисленные трубчатые формы, мешкообразные, дискообразные. Существа, похожие на лепешки с необычной, сдвинутой симметрией. Все многообразие животных тех времен сейчас называется Эдиакарской или Вендской фауной. Эти животные паслись на обширных подводных лугах, поросших цианобактериями слоем в пару сантиметров толщиной. Находки, сохранившиеся с тех пор, крайне немногочисленны, но то, что сохранилось, поражает. Мы находим первые эмбрионы, а именно покоящиеся стадии многоклеточных беспозвоночных.

Необычные дискообразные существа прикреплялись ко дну водоема, обладая при этом трехлучевой симметрией, почти не встречаемой ни у кого в последующем животном мире. Их студенистое мягкое тело возвышалось над дном, делая саму поверхность дна мягким и упругим.

Это был мир спокойствия и достатка. Исследователям пока не удалось обнаружить следы хищничества в те времена. Ни шрамов от укусов, ни отметин после драк. Лишь мирное пастбище из существ самых невероятных форм без скелетов и панцирей, без зубов и челюстей.

Многочисленные медузы флегматично сокращают свое тело в толще воды, пропуская через себя солнечный свет почти без изменений. Лучи солнца проходят сквозь них, падают на зеленое дно, колышущееся вслед за переменчивым течением. По изумрудному ковру медленно ползут плоские существа, занимаясь делом своей жизни — соскребанием водорослей и размножением. Лишь к концу эдиакарского периода мы находим первые следы агрессии. Неизвестные существа нападали на клаудин, фильтрующих организмов, похожих на многочисленные чашки, вставленные одна в другую. В некоторых зонах находок до 20 % найденных клаудин испещрены дырами после атак таинственного хищника. Виновного пока так и не обнаружили, но количество отверстий говорит нам, что атаки были неоднократными. Возможно, клаудины нашли способ противостоять агрессору и выработали защитное поведение. В любом случае мирному существованию этого сада вскоре придет конец, так как грядет взрыв.

Кембрийский период начался примерно 541 млн лет назад и продлился примерно 56 млн лет. Всегда очень забавно писать в таких масштабах времени. Что для нас 56 млн лет? Продолжительность человеческой жизни оценивается десятками лет, и субъективно для каждого из нас это гигантский период. По меркам истории это не то что миг, это миг от мига в минус десятой степени. Наше сознание не способно по-настоящему осознать длительность тех событий и суммарную древность мира, но мы все же стараемся. Итак, 541 млн лет назад случился невообразимый по масштабам эволюционный скачок, в результате которого на планете появилось большинство известных групп организмов. Граница между докембрием и кембрием в горных породах отмечается появлением множества окаменелостей доселе невиданных существ, и было решено назвать это «кембрийский взрыв» (взрыв разнообразия жизни на Земле).

Как так получилось? Почему был такой гигантский взрыв биоразнообразия? Объяснений этому существует масса. На планете наконец-то появилось достаточное количество кислорода, способное поддерживать существование крупных биологических форм. Чем больше вы становитесь, тем сильнее увеличивается ваш объем по отношению к поверхности тела, и, соответственно, вам нужно больше кислорода в окружающей среде, чтобы обеспечить им все ткани тела. Более того, повышение концентрации кислорода дает возможность иметь более затратные с точки зрения энергии производства вещества, в частности, коллаген. В общем, кислород — это топливо, на котором в итоге едет машина под названием «тело». Если вы хотите усложнять свои структуры, а вы хотите это делать, если грядут отношения «хищник – жертва», то будьте добры потреблять больше кислорода. В кембрийском периоде его наконец стало достаточно.

Существуют и биологические объяснения «кембрийскому взрыву». Организмы изобрели удобные кластеры генов, способные контролировать суммарное анатомическое развитие всего тела. Эти гены называются Hox-гены, или гомеозисные гены, и мы о них подробно поговорим в главе, посвященной человеческому телу и его единству с остальным животным миром. Если без особых спойлеров, то эти гены говорят телу, где будут руки, где глаза и где пятая точка, и они есть у всех животных. Гомеозисные гены не вдаются в подробности, какие там будут глаза, какая пятая точка, они просто постулируют, что глаза будут и делать их надо здесь. Будут ли они фасеточные, камерные или еще какие — их не касается. Гены-начальники. Изобретение такого менеджмента, берущего на себя ответственность за базовый каркас тела, на который можно навешивать что угодно, помогло многократно ускорить эволюцию. Еще животные научились синтезировать ферменты, ускоряющие потребление из окружающей среды минеральных солей. Когда вокруг вас плавает материал, это, конечно, здорово, но его еще нужно суметь захватить и ассимилировать.

Бурному развитию жизни могло еще способствовать то, что на планете было много незанятых экологических ниш. Биология планеты выходит на экспоненту, дышит полной грудью свежим кислородом, насыщает свои тела карбонатом кальция, растворенным в воде. В этих условиях можно и нужно экспериментировать, но, чтобы эксперимент удался, нужно незанятое тренировочное поле. Таких «полей» в те времена было предостаточно, и формировались невероятные, по нашим сегодняшним представлениям, животные структуры. Концепция незанятых ниш в данном случае хорошо объясняет, почему при нынешнем обилии ресурсов жизнь не выдумывает в каждом отдельном случае велосипед заново, а лишь модифицирует базовые готовые формы. Просто нет тренировочного поля для этого. Жизнь пропитала планету, и новичкам с их гениальными изобретениями придется очень непросто, так как нужно конкурировать с уже идеально приспособленными соседями. Тогда же соседей-старожилов не было, включай музыку на полную громкость — никто против слова не скажет, все молоды и веселятся.

При всем при этом мы можем совершать небольшую логическую ошибку. Часто, когда говорят о кембрийском взрыве, подразумевают, что до тех пор на планете не было таких объемов жизни, а вот теперь они появились. Скорее всего, это было не так. Просто, когда весь животный и растительный мир представляет собой мягких существ, вы как представитель этого дивного мира после смерти от себя ничего не оставите. Никакого наследства, даже мало-мальского скелетика. Потому что у вас его нет. Вы медуза, на 99 % состоите из воды, и ваша кончина ознаменуется полным растворением вас же в окружающей среде. Соответственно, любопытные человеки через полмиллиарда лет вас в толще отложений не найдут, а найдут ваших многочисленных племянников, которые после себя что-то оставят. У них будет скелет или его подобие, у вас же его нет. Поэтому мы не можем с абсолютной уверенностью говорить, что в эдиакарской фауне плавала пара странных медуз, а с началом кембрия все вдруг очнулись и начали изобретать невесть что. Нет, просто животные начали после себя что-то оставлять. Они изобрели скелет, и теперь мы можем их обнаружить, а их предков — нет.