Читать книгу "Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле - Мартин Брезиер"

Не менее примечательной является перемена, происшедшая с теми самыми организмами, что подверглись фоссилизации. Как мы видели, самые ранние фосфоритные слои из Торридона и Доушаньто содержат ископаемые комплексы, в которых преобладают водоросли, росшие под водой в присутствии солнечного света. Иначе говоря, они, вероятно, обитали на глубине нескольких десятков метров. Однако к началу кембрия (ок. 540 млн лет) сохранение клеток водорослей в фосфорите стало менее распространенным явлением. С того времени сохранялись главным образом оболочки и филаменты, похожие на цианобактериальные, а также некоторые эмбрионы и “пупсики”. Несмотря на это, глубина воды, на которой образовались эти древнейшие кембрийские фосфоритные конкреции, оставалась небольшой, в достаточной степени доступной солнцу. А к концу кембрия (ок. 480 млн лет) даже сохранившиеся филаменты цианобактерий выглядят так же, как частично переваренная пища – просто ископаемый “навоз”[220]. К этому времени исчезают замещенные фосфоритом водоросли. Возможно, это связано с тем, что глубина воды, в которой мы, как правило, обнаруживаем более молодой фосфорит, увеличилась с десятков до сотен метров.

Трилобиты до кембрия?

Замечательная сохранность докембрийских ископаемых, в том числе в фосфоритных конкрециях, существенно повлияла и на дальнейшие события эволюционной истории. Изучение этих окаменелостей позволяет палеонтологам лучше разобраться в схемах ранней эволюции биосферы. Постоянный приток новых данных в этой области также позволяет сравнивать конкурирующие эволюционные гипотезы (некоторые мы упоминали выше).

Одной из таких гипотез была “догадка Лайеля” (кембрийского взрыва не было, и множество докембрийских ископаемых еще не найдено). Этой гипотезой пользовался Чарльз Дарвин, объясняя отсутствие в докембрийских породах трилобитов или их предков. “Догадка Лайеля” в ходу и в наши дни. Версию, что докембрийские предки некоторых животных прятались между песчинками на морском дне, поддерживает, к примеру, такой известный ученый, как Ричард Форти. Эти животные должны были быть очень невелики (по-видимому, длиной менее 1 мм), и их можно сравнивать с современной мейофауной. Если вглядеться в образец грунта со дна любого пруда, то под микроскопом можно заметить разнообразных представителей мейофауны – многоклеточных столь малых размеров, что множество их уместится на кончике иглы. Здесь, например, можно обнаружить коловраток, нематод и брюхоресничных червей. Их размер является стратегией выживания при малой концентрации кислорода и недостаточном количестве пищи. К слову, он полностью соответствует размерам окаменелостей, встречающихся в фосфоритных слоях.

Проверка гипотезы состоит в проверке ее предсказаний. Оценке предсказательной силы “догадки Лайеля” многие выдающиеся ученые посвятили всю свою карьеру. В частности, они пытались найти в фосфоритных включениях докембрийского и кембрийского времени следы принадлежавших к мейофауне членистоногих. И, как ни удивительно, это удалось: обнаружились тысячи экземпляров микроскопических членистоногих, прекрасно сохранившихся в фосфоритных слоях по всему миру. Но – лишь в слоях кембрийского периода. В докембрийских породах ничего подобного не нашлось. Это странно в том числе и потому, что сохранность докембрийских ископаемых бывает замечательной. А членистоногие, присутствие которых в кембрийских породах очевидно, там явно отсутствуют.

Как это соотносится со временем существования “цирка червей”? Оказывается, хронологическое совпадение почти полное. Членистоногие – ни большие, ни малые – не оставили царапающих следов в слоях старше кембрийских. И этот пробел в геологической летописи очень красноречив, ведь в морских отложениях эдиакарского и более раннего времени запечатлены такие подробности, будто дно было очень чувствительным – почти как фотопленка.

Выводы? Во-первых, следует признать, что количество найденных докембрийских окаменелостей очень невелико: нет ни крупных животных, ни костей, ни зубов; почти нет скелетных структур. Отсутствуют даже убедительные оболочки червей и отпечатки медуз. Однако небольшое количество ископаемых компенсирует качество. Благодаря их хорошей сохранности можно подтвердить отсутствие до самого кембрия членистоногих (нет ни хитиновых скелетов, ни конечностей, ни копролитов, ни даже царапин от волосатых ножек).

В случае с “догадкой Лайеля” мы наблюдаем момент, когда отсутствие некоего материала само становится важным доказательством. Замечание Лайеля, будто отсутствие доказательств не доказывает отсутствие, – чистая риторика. Нельзя сказать также, что опровержения менее важны, чем положительные доказательства. Отсутствие наблюдения – важный параметр в любом математическом анализе закономерностей. Без опровержений невозможно ставить онкологические диагнозы, проводить физические эксперименты с частицами, секвенировать ДНК и изучать молекулярную эволюцию. Даже слова на этой странице можно прочитать лишь потому, что, наряду с типографской краской, здесь присутствуют пробелы. То же касается и текстовой обработки, и распознавания речи, и целостности бинарного кода, включающего 0 и 1. Актуален этот принцип и в геологии: доказательства эволюции, как и все остальное в мире, зависит от опровержений.

Поскольку фосфорит обеспечивает, как представляется, надежную сохранность, отсутствие членистоногих и их родичей в докембрийской части геологической летописи (особенно в фосфоритных слоях) указывает на то, что трилобитов и вообще членистоногих до раннего кембрия, по-видимому, не существовало. И поэтому членистоногие “затерянный мир” не населяли.

Как объяснить столь заметные отличия в качестве ископаемых до кембрийского периода? Ответить на этот вопрос нелегко, потому что весьма различаются и сами сохранившиеся окаменелости. Прежде считалось, что эдиакарские организмы и их части в заповеднике Мистейкен-Пойнт сохранились так хорошо, поскольку обладали плотными кожистыми покровами и легко подвергались фоссилизации. Но, как теперь нам известно, эдиакарские организмы были довольно хрупкими. Законсервированных таким же образом ископаемых в морских отложениях выше кембрия не найти, и если бы эти существа действительно имели плотные покровы, то их отсутствие здесь непонятно. “Эмбрионам” из формации Доушаньто также приписывали более жесткую оболочку, нежели свойственна их современным аналогам. Но и это не объясняет того факта, что в более поздних отложениях таких “эмбрионов” мы найти не можем.

Если придумывать объяснения на ходу, их доказательная сила падает. Вместо этого стоит предложить гипотезу, которая объяснит сразу многое. Таким образом, необходимо дать общее объяснение тому, как изменялась сохранность ископаемых (от эдиакарских окаменелостей и фосфоритных “эмбрионов” до чертовых когтей и “цирка червей”) и какой единый фактор можно предложить в качестве причины таких изменений. Эта же гипотеза должна, в идеале, объяснить закономерности эволюции биосферы, в том числе упомянутые. Именно тогда ее можно будет рассматривать как наиболее вероятную.

Грядка Дарвина

Вскоре настанет время раскрыть все карты и угадать суть игры. Но прежде давайте еще раз навестим Дарвина в Кенте. С 1837 г. он искал подтверждения той идее, что незначительные факторы могут вызвать серьезные последствия. Лайель уже занялся вопросом, как ветер и вода превращают горы в песок. Дарвина больше интересовали биологические силы, которые поддержали бы теорию эволюции. К большому своему удовольствию, он открыл для себя мир червей и узнал об их роли в формировании земной поверхности: “Весь растительный слой страны уже не раз прошел через кишечный канал червей и еще пройдет много раз”[221].