Чтение онлайн

Активизация вулканической деятельности в конце палеозоя, почти точно совпавшая с массовым вымиранием 251 млн лет назад, составляет другой стрессовый фактор для биосферы Земли – еще одно свидетельство влияния геосферы на биосферу. Продолжительное извержение вулканов в Сибири, выбросившее не менее полутора миллионов кубических километров базальта, одно из самых крупных вулканических событий в истории Земли, нанесло сокрушительный удар по живой природе. В течение сотен тысяч лет выбросы вулканического пепла и пыли уменьшали доступ солнечной энергии и усугубили оледенение, а ядовитые сернистые газы спровоцировали кислотные дожди, что привело к дальнейшему упадку биосферы.

Помимо указанных факторов, некоторые ученые обращают внимание на разрушение озонового слоя как на еще одну возможную причину, вызвавшую величайшее массовое вымирание в истории Земли. Любопытным свидетельством, если не явной уликой, являются мутантные ископаемые споры, найденные в породах конца палеозоя по всему миру, от Антарктиды до Гренландии. Возможно, вулканические выбросы в Сибири послужили толчком для химических реакций в верхних зонах атмосферы, в результате чего уменьшился озоновый слой, открыв окно мутагенному ультрафиолетовому излучению. Каковы бы ни были причины, Великое вымирание пробило огромную брешь в биологическом разнообразии Земли. Для восстановления потребовалось 30 млн лет, но оно все же произошло. Как обычно, после подобных эпизодов большие потери открывали новые возможности. Наступила новая эра – мезозой, и новая фауна и флора заполнили свободные ниши.

Преуспевающий издатель как-то посоветовал мне: если я хочу, чтобы мои научные труды успешно раскупались, следует включать в них две популярные темы – черные дыры и динозавры. (Этот издатель умудрился даже включить черные дыры в название одной из моих книг, хотя книга не имела к ним никакого отношения.)

Итак, приступим. Динозавры появились около 230 млн лет назад как бенефициарии массовой гибели животного мира в конце палеозоя. Эти очаровательные рептилии вначале были мелкими и медлительными, но на протяжении более 160 млн лет породили разнообразие видов и распространились во всех экологических нишах. Какое-то время после Великого вымирания динозавры соперничали с крупными амфибиями, но очередное вымирание 205 млн лет назад, совпавшее с повышенной вулканической активностью, практически уничтожило большинство других позвоночных, не-динозавров. Последовал бурный рост динозавров.

Динозавры являются наиболее любопытными и интригующими представителями мезозойской эры. Самыми распространенными ископаемыми того периода считаются элегантные спиральные раковины морских головоногих, известных как аммониты. Если бы я не провел детство вблизи палеозойских осадочных пород, богатых окаменелыми трилобитами, а вместо этого вырос где-нибудь в мезозойских землях Южной Дакоты, я, пожалуй, коллекционировал бы аммониты. У них потрясающе красивые раковины, обладающие характерной спиральной симметрией и перламутровой поверхностью. Остатки этих головоногих, отдаленных предков наутилуса, раковина которого тоже состоит из камер, отличаются изысканным рисунком на раковинах, «швами», которые некогда отделяли одну внутреннюю камеру раковины от другой. В отличие от трилобитов, раковины аммонитов не дают полного представления о целом организме. Крупная вытянутая голова с огромными глазами и десятью щупальцами до нашего времени не сохранилась. Уцелело лишь бронированное жилище для этого гораздо более интересного (чем само жилище) животного. Аммониты населяли мезозойские моря, эволюционируя и становясь более разнообразными в течение 160 млн лет.

В мезозое существовали и многие другие любопытные биологические виды. Именно в это время впервые появились цветочные растения. Тогда же возникли и первые млекопитающие. Как и во все периоды истории Земли, изменения в биосфере соседствовали с изменениями географии земного мира. Начала раскалываться Пангея, и образовался Атлантический океан. Содержание кислорода в атмосфере продолжало снижаться, достигнув опасной отметки 15 %, но потом снова подскочило до 21 %, что примерно равно современному значению. Уровень моря то повышался, то понижался, но значительного оледенения в мезозойскую эру не наблюдалось, во всяком случае ничего подобного ледниковому периоду конца палеозоя не произошло.

Перейдем ко времени 65 млн лет назад – одному из самых мрачных периодов в земной истории. Астероид диаметром около 10 км врезался в Землю в районе нынешнего полуострова Юкатан. Гигантское цунами пронеслось по всему земному шару, возникли масштабные пожары, выжигая целые континенты. Громадные тучи испарившегося грунта затмили небо и сильно ограничили фотосинтез. Этот космический удар пришелся по планете, и без того переживавшей не лучшие времена. На массовое вымирание конца палеозоя эхом откликнулись вулканы в Индии, вызвав значительные перемены в атмосфере и ослабив экосистемы Земли на сотни тысяч лет. К этому же времени произошло значительное обмеление морей, обнаживших большую часть континентального шельфа, ослабив связи в цепочке питания и уничтожив тысячи видов аммонитов, из которых выжили только восемь. Причины такого обмеления не вполне ясны, поскольку в это время не отмечалось значительного похолодания. Некоторые исследователи полагают, что виновником могло послужить снижение активности срединного хребта в океане, вызвавшее охлаждение, усадку и последующее опускание всего океанского дна.

Каковы бы ни были причины, действовали ли они по отдельности или вместе, но вымерли все динозавры, за исключением одной незначительной боковой ветви – птиц. Вымерли и последние виды аммонитов. Путь к эволюции млекопитающих был открыт. Эти мелкие, похожие на грызунов позвоночные неплохо устроились по соседству с более крупными (а потому обреченными) родственниками-динозаврами, и то, что им удалось выжить во время мезозойского вымирания, проложило им дорогу почти во все экологические ниши. В Индии в течение 10 млн лет вулканической активности и из-за последствий столкновения с астероидом млекопитающие развивали многообразие видов; в пределах 15 млн лет сформировались древние предки китов, летучих мышей, лошадей и слонов.

Итак, массовые вымирания на Земле повторялись, бросая вызов жизни и провоцируя ее развитие. За последние 540 млн лет приливы и отливы этого явления регулярно продолжаются. Но как обстояло дело с более древними временами? Случались ли массовые вымирания ранее 540 млн лет назад? Здесь палеонтологи заходят в тупик. До кембрийского взрыва не найдено ископаемых доказательств. Статистика вымирания требует значимой численности таких хорошо различимых организмов, как динозавры или трилобиты; ранее 540 млн лет их просто не существовало. Испытывали ли микроорганизмы аналогичные периоды угнетения и уменьшения количества видов? На Земле наверняка и раньше случались и масштабные столкновения с астероидами, и вспышки вулканической деятельности, которые уничтожали все живое на обширных пространствах планеты. Жизнь подвергалась крайней опасности во время превращения Земли в снежный ком и более ранних ледниковых периодов. Отсчитывая время назад к началу зарождения жизни на Земле, мы допускаем сотни таких массовых вымираний живых организмов. Но разрозненные, микроскопические следы докембрийских окаменелостей не позволяют нам узнать об этом наверняка.

Более 99,9 % существования Земли прошли без человека. Мы – лишь один миг земной истории. Сравнительно недавнее появление Homo sapiens можно проследить до тех грызуноподобных предков, которые выжили 65 млн лет назад после падения на Землю астероида размером с Манхэттен. В течение нескольких миллионов лет после вымирания динозавров млекопитающие заняли свободные экологические ниши в полях и джунглях, горах и пустынях, в воде и воздухе. При этом последние 65 млн лет отнюдь не были для них легкими. Многие из странных и удивительных видов млекопитающих исчезли в периоды других массовых вымираний 56, 37 и 34 млн лет назад, и причины их гибели до сих пор неясны.

Человек произошел от уцелевших в последней катастрофе млекопитающих примерно 30 млн лет назад. Мартышки, человекообразные обезьяны и мы сами восходим к общему предку-примату. Первые гоминиды, ветвь эволюции, включающая прямоходящих приматов, появились примерно 8 млн лет назад в Центральной Африке.

Между тем периодические возвращения ледникового периода, начавшиеся около 20 млн лет назад, наращивают интенсивность и частоту. За последние 3 млн лет по крайней мере восемь раз льды надвигались от полюсов, покрывая значительные пространства высоких широт и достигая на юге северных территорий Среднего Запада. Пусть и не такие глобальные, как события времен «снежного шара», эти повторяющиеся оледенения сопровождались резким понижением уровня моря – на сотни метров. Ледяные мосты связывали Азию и Северную Америку, способствуя миграции в Новый Свет множества разных видов млекопитающих, в том числе мамонтов, мастодонтов и в конечном итоге – людей.

Эти ледниковые периоды привели к очередному поразительному витку эволюции. Согласно одной увлекательной теории, низкие температуры способствуют выживанию тех детенышей, которые длительное время остаются возле матери, а также тех, у кого большие головы (чем больше голова, тем дольше сохраняется тепло). В большой голове больше мозга, а длительное пребывание около матери продлевает время обучения. Видимо, отнюдь не случайно первый человек, Homo habilis, т. е. «человек умелый», появился вскоре после одного из таких оледенений – 2,5 млн лет назад.