Глава 2. Тридцать миллионов поколений

Когда говоришь, что целаканта считали вымершим пятьдесят миллионов лет назад, многие находят невероятным, как могут ученые так просто обращаться с такими отрезками времени. Действительно, это огромный период; однако он мал по сравнению с возрастом нашей Земли. И прежде чем указать, на какой "полочке" должен лежать целакант, полезно вкратце рассмотреть, что знают ученые о жизни прошедших эпох.

Хотя окаменелости находили уже давно, их подлинное значение, как ни странно, стало ясно сравнительно недавно. Одной из первых таких находок был почти полный скелет большой саламандры, обнаруженный в Германии; этот скелет церковники сочли останками "несчастного грешника, погубленного потопом".

Палеонтология - наука о древней жизни - в известном смысле очень молода, но за последние полвека она развивалась с такой стремительностью, которую вряд ли могли предвидеть ее основоположники. Менее чем за сто лет интенсивного труда выдающиеся умы человечества, опираясь подчас на разрозненные фрагменты окаменелостей, смогли прочесть и расположить по порядку многие страницы истории жизни, с самого отдаленного прошлого до наших дней, и воссоздать почти полностью основные формы организмов, населявших Землю в каждую из далеких эпох. Представление о громадных периодах времени, ушедших в прошлое, быстро расширялось. Были разработаны методы, позволившие измерить эти периоды с точностью, о которой не так давно нельзя было и мечтать. Эти методы основаны на новейших достижениях науки и до сих пор постоянно совершенствуются и обновляются.

Вот один из методов, которым определяют примерный возраст горной породы. Радиоактивный уран излучает материальные частицы (гелий), превращаясь тем самым в свинец. Срок, которого требует такое превращение, известен - много миллионов лет. Измерив процент свинца в уране, можно установить, сколько времени прошло с начала процесса распада. Когда распад происходит в толще горной породы, можно также исходить из количества выделенного гелия. Есть и другие методы, один из них основан на свойствах изотопов^*.

^*(Недавно разработан очень ценный способ определения возраста ископаемых останков. Он основан на том, что углерод в тканях живых организмов, как растительных, так и животных, содержит (это было установлено в 1946 году) небольшое постоянное количество радиоактивного изотопа С атомным весом 14. По сравнению с ураном период полураспада этого изотопа очень невелик и составляет всего 5600 лет. Присутствуя в органических остатках (кости скелета, ствол дерева, затонувшего в болоте), углерод 14 постепенно утрачивает радиоактивность. Его количество настолько мало, что может быть измерено лишь очень тонкими приборами и в строго определенных условиях. Проверить этот способ удалось, изучая остатки, возраст которых был точно известен; в руках специалиста он дает замечательные результаты. Недавно применение этого метода произвело подлинную сенсацию в науке. В начале столетия внимание биологов привлекло открытие в Пилтдауне (Англия) костей черепа, который многие эксперты отнесли к весьма древнему виду человека, впоследствии названного Пилтдаунским и датированного чуть ли не миллионом лет. Кое-кто сомневался в подлинности находки, но большинство английских ученых согласились с датировкой, и кости считались одним из ценнейших экспонатов Британского музея. Используя свойства изотопа углерода, удалось установить, что череп составлен из костей различного возраста; ни одна из них не принадлежала древнему человеку. Это была сознательная подделка, Пилтдаунский человек никогда не существовал. Недавно (в 1955 году) вышла книга, излагающая эту историю.)

Интересно отметить, что хотя новые достижения техники и позволили внести кое-какие уточнения в датировку, эти поправки совсем незначительны. Таким образом, похоже, что мы располагаем достаточно точными данными о продолжительности огромных отрезков времени между основными вехами истории жизни на Земле.

Теперь почти все признают, что Солнце - звезда, что во Вселенной есть неисчислимые миллиарды подобных звезд, что наше Солнце когда-то и где-то начало свое существование как колоссальное скопление раскаленных газов. Эти газы, вращаясь и перемещаясь в космосе, постепенно остывали. Время от времени от главной массы отрывались частицы, и они образовали планеты, в том числе и нашу Землю. Частицы остывали быстрее, чем само Солнце. В начале, разумеется, Земля была настолько раскалена, что тоже представляла собой облако газа. По мере остывания облака образовалось жидкое ядро, затем уплотнилась и поверхность, появилась земная кора, окруженная плотным слоем бушующей атмосферы, состоящей из раскаленных газов^*.

^*(Среди советских ученых широким признанием пользуется космогоническая теория О. Ю. Шмидта. Согласно этой теории, планеты образовались путем сгущения космической пыли и более крупных космических тел - астероидов. В процессе увеличения массы формирующейся планеты возрастала сила тяготения и развивалось огромное давление, которое привело к расплавлению вещества внутренних частей планеты. По этой теории Земля и в настоящее время не остывает, а разогревается в результате радиоактивного распада. Распределение вещества земли по удельному весу началось тогда, когда расплавилось ее ядро, и продолжается до сих пор. - Прим. ред.)

Вся существующая ныне на Земле вода была тогда паром. Наступило время, когда вся масса Земли остыла настолько, что холод окружающего пространства вызвал дождь; гигантские облака окутали всю планету. Первоначально дождь никогда не достигал Земли, она была слишком горячей, потом он стал падать на плотную корку, чтобы тут же испариться. Очень долго, вероятно тысячи лет, на Земле продолжался непрекращающийся ни на минуту потоп, и поверхность планеты относительно быстро остывала. Можно легко представить себе, какие бури бушевали тогда в атмосфере. Они, конечно, были неизмеримо сильнее нынешних. Кстати, нужно заметить, что и сейчас наша планета в большой степени остается жидкой: под ее твердой корой все вещества находятся в расплавленном состоянии. Земля непрерывно остывает, отдавая воду и воздух в окружающее пространство. Если планета просуществует достаточно долго, в отдаленном будущем наступит время, когда вода и воздух останутся лишь в твердом состоянии. Так или иначе, жизнь в известной нам форме, "беззаботная" жизнь на поверхности Земли, использующая в готовом виде воду и кислород, - лишь преходящее явление в необъятном океане времени.

Геология и палеонтология идут рука об руку, и ученые разделили историю существования Земли на эры, системы и периоды, которым для удобства присвоены наименования. Нижеследующая таблица, дающая представление о геологическом летосчислении, основана на более или менее общепризнанных принципах^*.

^*(В советской геохронологии приняты термины: эра, период, эпоха, век, время. Но наряду с "периодом" распространен и соответствующий ему термин "система", тогда как эоцен, олигоцен и т. п. обычно именуются эпохами. В основном же таблица из книги Дж. Смита соответствует принятой у нас геохронологии. - Прим. перев.)

Геологическое летосчисление

Существует резкое различие между "мертвой", неорганической, материей и живыми организмами; до сих пор никому не удавалось перебросить мост между этими двумя категориями. Первичным формам жизни на Земле, без сомнения, предшествовал процесс зарождения органической материи; иными словами, неживые соединения, содержащие углерод и другие элементы, необходимые для живых организмов известного нам типа, каким-то образом стали живыми. Пока что никто не сумел "оживить" неживые органические соединения; однако вполне возможно, что в природе постоянно возникают благоприятные сочетания элементов и переход в живое состояние бывает даже сейчас, так что если на Земле будет уничтожена вся жизнь, она может возникнуть снова^*.

^*(Постоянное присутствие и пропорция радиоактивного изотопа С₁₄ в живой материи склоняет меня к мысли, что "сотворение жизни", или "одушевление" материи, видимо, произошло в подходящей для этого неживой материи под влиянием особого рода радиоактивности и интенсивности. Когда-нибудь окажется возможным определить род этого излучения и воссоздать процесс в лаборатории, хотя полученная таким путем живая материя не обязательно должна быть тождественна той, которая первоначально возникла на Земле.)

Общепризнанно, что жизнь зародилась в воде^*; считают, что первые живые создания были очень примитивны и представляли собой мелкие студенистые комочки, подобные хорошо известным зоологам простейшим - крохотным живым существам. "Вдохновенные догадки", основанные на тончайших следах в древних горных породах, говорят, что живая материя впервые появилась на Земле примерно 1700 миллионов лет назад. Эти первичные формы жизни медленно развивались и послужили основой для других форм, в том числе более совершенных. Приблизительно 450 миллионов лет назад существовали уже беспозвоночные разных видов, иные довольно крупные; они населяли почти все водоемы планеты.

^*(Подробнее о происхождении жизни на земле см.: А. И. Опарин. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М., Изд-во АН СССР, 1960. - Прим. ред.)

Первые настоящие позвоночные появились предположительно 400 - 350 миллионов лет назад. Они развились, очевидно, из беспозвоночных форм и представляли собой довольно странные для нас создания: ни чешуи, ни настоящих челюстей, только мягкие, приспособленные для сосания "рты". О некоторых из них даже можно говорить, как о "позвоночных", потому что у них не было костей, а позвоночный столб состоял из хряща. Зато тело других видов было покрыто тяжелой костной броней; от этого периода остались превосходно сохранившиеся окаменелости.

Многое говорит за то, что в конце силура и начале девона произошла какая-то резкая перемена, именно тогда впервые появились рыбы, близкие к известным нам современным видам. У них были настоящие костные челюсти, чешуя из налегающих одна на другую пластин, в скелете появились костные образования. Плавники выглядели очень своеобразно, напоминая маленькие весла с бахромой из мягких лучей; вот почему этих рыб назвали Crossopterygii, или кистеперые.

Кистеперые рыбы во многих отношениях являли собой огромный шаг вперед в эволюции животных. Мало того, уже тогда им были присущи важные черты, характерные и для современных рыб, а одна из групп кистеперых положила начало формам, которые освоили сушу и стали нашими прямыми предками.

Следует помнить, что к началу девонского периода суша очень отличалась от того, к чему мы привыкли сегодня. В воде развилась богатая животная и растительная жизнь, на суше же, представлявшей собой преимущественно голый камень, жизнь, видимо, еще не появилась. И только в конце девона растения стали "выбираться" на берег, сделав тем самым сушу более привлекательной и для животных. Многим, вероятно, кажется странным, что такие "сидячие" организмы, как растения, могут перемещаться, осваивать новую среду, выходить из воды и шагать через материк, но это факт. И если уж на то пошло, растения могут перемещаться даже довольно быстро. Возьмите сосновый лес, и вы поймете, как деревья заселяют новые области: вспомните, ведь чем дальше от леса, тем больше вы можете видеть молодых деревьев, выросших из семян, перенесенных ветром.

Видимо, насекомые появились на суше почти одновременно с растениями, но прошло еще около ста миллионов лет, прежде чем сушу стали осваивать позвоночные.

Жизнь в ту пору кипела в большинстве водоемов, однако позвоночные, например кистеперые рыбы, судя по всему, предпочитали пресноводные болота. Рыбы не ...

(В книге-источнике отсутствует часть страницы: 17)

... растворено некоторое количество атмосферного кислорода. Если же вода теряет кислород, рыба не может в ней жить; мы все видели, что происходит, когда пруды начинают высыхать. Гниющая растительность поглощает весь растворенный в воде кислород, и рыба погибает. По той же причине одна разлагающаяся рыба может погубить много живых.

Видимо, на Земле всегда бывали короткие или затяжные наводнения и засухи. Даже короткая внезапная засуха влечет за собой высокую смертность болотных рыб. Если засуха наступает постепенно, рыба не гибнет так быстро. Очевидно, в те далекие дни какие-то рыбы выживали даже в гнилых лужах, усваивая нужный им кислород из воздуха капиллярами ротовой и жаберной полости. Отдельные виды со временем приспособились как бы "глотать" воздух и отчасти дышать им; сначала они делали это в силу необходимости, а затем уже сами могли выбирать подходящий способ дыхания.

Последствия этого преобразования были огромны. Во-первых, когда пересыхали мелкие водоемы, такие рыбы могли существовать на воздухе достаточно долго, чтобы перебраться в другой, лучший водоем и, таким образом, выжить. На протяжении многих долгих веков они, очевидно, все больше и больше осваивались с наземным существованием; возможно, что они стали переходить из водоема в водоем в поисках лучшей пищи. И постепенно некоторые рыбы стали на путь развития, который привел к появлению существ, более приспособленных к жизни на суше, могущих жить и на земле, и в воде, - так называемых земноводных, современным представителем которых является, например, лягушка. Плавники, преображаясь, стали конечностями. Был сделан важнейший, с нашей точки зрения, шаг в развитии жизни, первый настоящий шаг на пути к появлению человека.

Тут-то на сцене и появился Целакант. Кистеперые развивались по двум важнейшим линиям, представляемым целакантами и рипидистиями (Rhipidistia). Достаточно взглянуть на ископаемые остатки, чтобы убедиться, сколь близки друг другу эти виды. Некоторые окаменелости рипидистий более древние, поэтому большинство современных ученых полагают, что сперва появились рипидистии, а целаканты развились из них. Стоило одному-двум ведущим специалистам ...

(В книге-источнике отсутствует часть страницы: 18)

... не обосновывая ее убедительными доказательствами она стала общепризнанной. Между тем, будь это так, должны бы остаться следы каких-то переходных форм - ведь развитие шло в однородных условиях. Нам известны рипидистии и известны целаканты, а между ними - ничего. Так что вполне возможно, что оба типа произошли от еще неизвестной, более древней формы, которую тоже можно причислить к нашим предкам. Мне кажется, что рано или поздно в ранних ярусах будут открыты остатки такой формы.

Eusthenopteron из группы Rhipidistia, которого считают предком наземных животных. Длина около 30 см

Как бы то ни было, давайте проследим историю двух основных линий эволюции рыб. Обе группы обитали в болотах. Строение их плавников убеждает нас в том, что они могли покидать воду и перемешаться по суше не только вынуждаемые обстоятельствами, но и по своей воле. Есть серьезные основания считать рипидистий предками амфибий и всех прочих наземных позвоночных, включая человека, хотя сами рипидистии вымерли очень-очень давно. (Впрочем, недавнее появление целаканта преподало всем нам хороший урок; лучше быть осторожными и сказать: все имеющиеся данные говорят о том, что рипидистии давно вымерли.) Иными словами, хотя сами они и не смогли пережить резкие перемены в природе, зато каким-то образом стали родоначальниками животных, которые приспособились к новому образу жизни - на суше. В известном смысле недостаточная приспособленность рипидистий способствовала тому, что их потомки выжили и выделились в особую ветвь наземных животных.

Совсем иначе было с целакантами. Они оказались выносливей. Трудно сказать, где появился первый целакант 300 миллионов лет назад - в пресном водоеме или в море. В отношении других рыб тоже часто нелегко решить этот вопрос. Как правило, окаменелости образуются, если животное погребено в иле, который затем твердеет и минерализируется. Это может произойти, например, в устье реки, где скапливаются ил и другие наносы. В Южной Африке во время половодья пресноводных рыб часто выносит в море, где они гибнут. Если то же самое случалось в далеком прошлом, - а это очень вероятно, - возле устьев древних рек могли сформироваться слои осадочных пород, включающих окаменелые остатки как пресноводных рыб, так и типично морских организмов, например моллюсков. И если по какому-то совпадению остатков таких рыб больше нигде не находят, их легко могут отнести к морским. Твердо установлено одно: целаканты широко распространились по всей земле и жили либо в болотах, либо в реках и лиманах, либо в морях. Известны замечательные окаменелости. Так, совсем недавно во время раскопок в Принстоне, США, были вскрыты слои, образовавшиеся там, где 190 миллионов лет назад находилось болото. Здесь обнаружили на один квадратный метр более сотни окаменелостей целаканта. Видимо, это болото просто кишело целакантами! Неплохо было бы очутиться на берегу триасового болота и поудить целакантов на крючок с червяком... В ту пору, наверное, уже были подходящие черви. Назовите меня чудаком, но мне кажется, что где-нибудь и по сей день есть такое болото. Интересно, кто его откроет первым?

Вспоминая время, когда еще не знали, что целакант живет в наши дни, удивляешься: как это никто не обратил по-настоящему внимания на замечательные свойства этой рыбы, хотя о них уже тогда было известно? Сколько в ней необыкновенного, такого, что давно должно было привлечь интерес исследователя! Окаменелости показывают, что уже древнейший целакант обладал важными особенностями, например в строении челюстей, и имел налегающую чешую. Это были огромные и очень важные в борьбе за существование преимущества в сравнении с другими рыбами того времени. Даже современные рыбы обладают лишь ненамного более совершенным строением. Недаром целакант непрерывно прослеживается дольше любого другого позвоночного - с 300 до 50 миллионов лет назад. Целых 250 миллионов лет! Резкие изменения климата и вертикальные колебания суши совершенно истребили за это время бесчисленные виды животных. И тем более поразительно, что за этот огромный период целакант так мало изменился.

Смешно, когда иные ученые говорят о целакантах, как о "дегенеративной ветви" лишь потому, что целакант не стал родоначальником других форм. Поистине удивительный подход: ведь человек бесспорно относится к той же категории, поскольку производит на свет только себе подобных и никакие иные формы от него не произошли... Способность устоять при всех изменениях среды никак не назовешь вырождением. Возможно, некоторые целаканты покинули воду, но так или иначе природная выносливость позволила им продолжать свое существование после того, как более, казалось бы, жизнеспособные рипидистии вымерли (во всяком случае, так говорят данные, которыми мы располагаем). А теперь и совсем ясно, что старик целакант оказался куда крепче, чем мы думали. Древний род целаканта живет и здравствует, и с тех пор, как он "официально" вымер, в нем сменили друг друга минимум 30 миллионов поколений. Вы только представьте себе: тридцать миллионов поколений!

Реконструкция древнего целаканта по ископаемым остаткам. Внизу - изображение окаменелости; вверху - предполагаемый вид живого целаканта (по Смит-Вудворду)

Другая примечательная черта целаканта: он был распространен по всему миру и все-таки отдельные представители этого рода мало чем отличались друг от друга, даже те, которых разделяли большие расстояния. Так, окаменелости показывают, что был период, когда в Гренландии и на Мадагаскаре одновременно обитали схожие между собой целаканты; возникает вопрос: не один ли это вид. Для огромной эпохи в 250 миллионов лет известно всего двадцать пять различных видов, из них десять в триасе, на который приходится максимум видов из общего числа целакантов. Затем их как будто стало меньше, но надо сказать, мы мало что знаем о тех видах, которые обитали в море, так как окаменелости морских животных очень редки.

Итак, на протяжении огромного периода целаканты почти не различались в строении. Судя по их зубам, они перепробовали всякую пищу. Большинство из них были обычными хищниками, охотившимися на других рыб, но некоторые явно питались преимущественно моллюсками. Мощные коренные зубы и костные пластины во рту были скорее приспособлены для измельчения пищи, чем для укуса жертвы. Большинство известных по окаменелостям целакантов были невелики - от 12 до 50 сантиметров в длину. Легко понять, что окаменелости знакомят нас с формами, которые обитали там, где вообще легче образовывались окаменелости, то есть преимущественно в болотах. Как правило, такие водоемы неглубоки и там преобладают небольшие рыбы. Среди известных нам целакантов болотные по количеству стоят на первом месте. Но это далеко не значит, что все древние целаканты были такими же мелкими. Сравнительно недавно в Германии нашли ископаемые остатки почти полутораметрового целаканта. Так что очевидно, наши палеонтологические материалы, несмотря на их обилие, далеко не полны.

Итак, вы познакомились с целакантом. Эта примечательная группа возникла более 300 миллионов лет назад и продолжает существовать почти без изменений до сего дня. За этот огромный период появлялись, расцветали и исчезали бесчисленные виды рыб. Многие из них, возможно, были лучше приспособлены к жизни, чем наш старина целакант, и однако же он пережил всех! Он и сейчас неторопливо бродит в своем царстве, его потребности немногочисленны и скромны, и похоже, что он будет по-прежнему жить, когда исчезнут и забудутся многие "активные современные типы", о которых говорят, что якобы они загнали целаканта в глубины. Он напоминает одинокого крепкого старика, который не просит ничьей милости. Старина целакант... Вырожденец? Ну нет!