Летопись окаменелостей

Как трудно увидеть то, что прямо у тебя перед глазами! Людвиг Виттгенштейн¹

Я только что вскарабкался на плоский уступ скалы, что возвышалась близ Голубого озера в штате Вашингтон, и пробрался в узкое отвер­стие, образовавшееся в пласте лавы. Внутри мне открылся удивитель­ный вид. Я очутился в полости, оставшейся от носорога, погребенного в по­токе лавы. Когда лава остыла, в ней получился слепок тела носорога. Хотя от животного ничего не осталось, я, несомненно, оказался в том, что некогда было носорогом, и с восхищением осматривал его «внутренности». В момент погребения животное лежало на левом боку. Я с большой долей уверенности определил полости, где прежде помещались короткие ноги, а отпечатки в по­роде были настолько четкими, что мне удалось разглядеть следы от глаз и скла­док кожи. Кости носорога были обнаружены задолго до меня и отправлены в музей в подтверждение того, что эта полость действительно существует.

Мы рассматриваем любые дошедшие до нас свидетельства жизни в да­леком прошлом как ископаемые остатки, или окаменелости. Таким обра­зом, и отпечаток носорога в породе, и его кости внутри него могут быть квалифицированы как окаменелости. Ископаемые остатки могут прини­мать разные формы, будь то хорошо сохранившееся тело насекомого, ока­завшегося в древесной смоле, которая позднее превратилась в янтарь, или раковина в породе, полностью вытесненная другими материалами. В не­которых случаях это могут быть костные остатки динозавров (рис. 9.1) или других неизвестных нам животных вроде летающей рептилии с разма­хом крыльев в 15 с половиной метров². В число окаменелостей включают даже следы черепахи, сохранившиеся между слоями песчаника.

В данной главе мы рассмотрим ископаемые остатки в общих чертах, включая их образование и проблемы их идентификации. Особое значение имеет порядок залегания окаменелостей в геологической колонке. Эта ин­формация важна для понимания последующих двух глав.

Рис. 9.1. Кости динозавров в слое песчаника из формации Моррисон, которую относят к юрскому периоду. Эти остатки находятся в Национальном музее динозавров близ города Дженсен, штат Юта. Самые большие кости имеют длину от полутора до двух метров. Их беспорядочное расположение говорит о переносе, предшествовавшем окончательному отложению.

ИНТЕРЕС К ОКАМЕНЕЛОСТЯМ

Отчасти непреходящий интерес к окаменелостям коренится в любопыт­стве, которое все мы испытываем к «великой истории» существования жиз­ни на Земле. Ископаемые остатки чрезвычайно значимы для вопроса о про­исхождении, ибо они являются основным источником научных данных о природе прошлого. Хотя охотники за окаменелостями имеют дело с мерт­выми организмами, им нравится думать, что каждое из этих животных в каком-то смысле «воскресает»³, когда они снова и снова интерпретируют жизнь минувших эпох на основе увиденного. Это завораживает и вызыва­ет чувство, которое трудно объяснить, однако его проявления хорошо вид­ны в бесчисленных окаменелостях, выставляемых в частных и государ­ственных музеях по всему миру. К настоящему времени ученые успели описать около четверти миллиона ископаемых видов. Это число составля­ет пятую часть от выявленных видов, существующих в настоящее время, однако данное сопоставление может быть не очень точным, поскольку разные эксперты классифицируют организмы по разным критериям.

Многие ученые посвящают всю свою жизнь изучению окаменелостей, и некоторые занимаются этим настолько увлеченно, что их причуды стано­вятся, как правило, смешной, а иногда и мрачной составляющей багажа зна­ний, накопленных палеонтологией — наукой, изучающей окаменелости.

Эдварда Дринкера Коупа (1840— 1897), принятого в конечном итоге в штат Пенсильванского университета, и Отниела Чарльза Марша (1831 — 1899) из Йельского университета можно с полным правом назвать пионе­рами американской палеонтологии позвоночных. Каждый из них описал не одну сотню ископаемых организмов, которых они либо раскопали сами, либо взяли у тех, кто собрал их на обширных обнажениях геологических формаций во время исследования американского Запада. Коуп и Марш любили окаменелости гораздо больше, чем друг друга, и потому неизмен­но старались обойти один другого в «великой погоне за костями». К сожа­лению, западная часть Соединенных Штатов оказалась слишком мала для двух страстных собирателей. В биологии и палеонтологии исследователь, первым описавший какой-то организм, имеет приоритет в его наименова­нии, и его имя зачастую ассоциируется с открытыми видами. Коуп и Марш постоянно соперничали в том, кто первым опишет тот или иной обнару­женный вид. У Марша была возможность без задержек публиковаться в Америкэн Джорнал оф Сайенс, а у Коупа был свой собственный жур­нал — Америкэн Нейчералист.

С историей их постыдной вражды нередко связывают один случай, про­исшедший на конференции в Филадельфии, на которой присутствовали оба исследователя. Коуп объявил, что впервые на западе страны обнаружены пермские рептилии. По некоторым сообщениям, Марш покинул конферен­цию пораньше, отправился в свою лабораторию, осмотрел кое-какие об­разцы и, не долго думая, выпустил статейку, претендуя на то, что именно он первым сообщил об обнаружении пермских позвоночных в Соединенных Штатах. При этом он совершенно проигнорировал заявление Коупа. Ого­рошенный Коуп опубликовал свой собственный отчет, утверждая при этом, что распространил его на три недели раньше, чем это было на самом деле⁴.

Рассказывают еще об одном случае. Коуп наспех собрал скелет репти­лии, перепутав некоторые из шейных и хвостовых костей. Марш не замед­лил обвинить его в том, что он поменял местами голову и хвост, в результа­те чего Коупу пришлось потратить немало усилий на отзыв всего тиража Трудов Американского философского общества, где была опубликова­на неверная реконструкция⁵.

В 1890 году на страницах нью-йоркской газеты Геральд были изложе­ны щекотливые подробности войны между двумя учеными. Среди много­численных обвинений Коупа в сторону Марша было и такое: Коуп утвер­ждал, что Марш скопировал у русского ученого Владимира Ковалевского знаменитый эволюционный ряд ископаемых лошадей, который по сей день приводится во многих учебниках биологии и палеонтологии. В следующем номере Геральд Марш отверг все подобные наветы и в свою очередь обви­нил Коупа и Ковалевского в хищническом отношении к коллекциям иско­паемых остатков, собранным в музеях мира. Далее Марш заявил: «Кова­левский в конце концов не снес мук совести и закончил свою неудачную карьеру, пустив пулю в голову. Коуп же продолжает жить, так и не раска­явшись»⁶.

После разоблачений в печати вражда стихла, но лишь не надолго. Нуж­но признать, что в каком-то смысле это соперничество оказалось полез­ным для палеонтологии. Объем научной работы, проделанной двумя неза­урядными учеными, просто поражает, хотя часть ее была выполнена дос­таточно небрежно. За 38 лет один только Коуп опубликовал 1400 науч­ных статей⁷.

КАК ОБРАЗУЮТСЯ ОКАМЕНЕЛОСТИ

Отпечаток, оставленный в иле жабой, или кузнечик, умерший в поле, как правило, не сохраняются, поскольку задолго до того, как организм или его следы могут быть погребены, происходит механическое или химичес­кое разрушение. Превращение в окаменелость — это достаточно редкое событие. «По сути, чем быстрее происходит погребение организма и чем плотнее его могила в осадочной породе, тем больше у него шансов сохра­ниться»⁸. Коралловые рифы являются примечательным исключением, по­скольку новый рифовый материал нарастает на коралловых скелетах, тем самым защищая и сохраняя их, пока они образуют окаменелый остов рифа.

Окаменелости встречаются почти исключительно в осадочных породах, таких, как известняк, глинистый сланец, песчаник или конгломерат. Они совершенно отсутствуют во многих породных формациях, а мест их кон­центрации достаточно мало. При необычных обстоятельствах они могут оказаться и в вулканических отложениях, но еще реже их можно найти в граните⁹.

В процессе превращения организма в окаменелость в нем с течением времени происходят определенные изменения. Они могут быть минималь­ными, как в случае с замерзшими мамонтами, но гораздо чаще сохраняют­ся только твердые части, то есть окаменелые кости и раковины. Некото­рые окаменелости, такие, как древесина или кости, вообще трудно подда­ются изменениям. Иногда изначально небольшие «пористые» пустоты жизых организмов заполняются минералами, а бывает и так, что первоначаль­ная раковина, кость или дерево полностью замещаются ими. Большая часть водорода, кислорода и азота, составляющих органическую материю (ткань) исчезает. В некоторых случаях органическая материя оставляет тонкую углеродную пленку в виде отпечатка.

Многие окаменелости находятся в приличном состоянии, другие не от­личаются хорошей сохранностью, а есть и такие, о которых нельзя с уве­ренностью сказать, что это действительно окаменелости.

ПРОБЛЕМА ПСЕВДООКАМЕНЕЛОСТЕЙ

Я восхищаюсь теми палеонтологами, которые могут выявить множество самых разнообразных ископаемых форм в простом, казалось бы, куске камня. Однако я всегда придерживался здорового скепсиса по отношению к некоторым из таких утверждений. Палеонтологи частенько заявляют, что у других ученых просто нет «наметанного глаза», но подобный ход не все­гда рассеивает сомнения по поводу их выводов. В некоторых случаях бы­вает чрезвычайно трудно удостовериться в том, что та или иная форма; обнаруженная в породе, является настоящей окаменелостью. Хорошо со­хранившиеся завитки из ила, возникшие в результате высыхания, иногда принимаются за остатки крабов; полосы, оставленные сдвинувшимися под воздействием непогоды объектами, могут напоминать следы червей; хи­мическое осаждение минерала пирита, имеющее очертания розы, прини­мают за медузу, как впрочем и следы пузырьков газа, прокладывавшего дорогу сквозь ил¹⁰; а некоторые губкообразные организмы (археоциати-ды) на поверку оказываются формами, возникшими в результате неорга­нической кристаллизации¹¹. Для описания ложных или сомнительных ока-менелостей палеонтологи употребляют термин псевдоокаменелости. Пользующаяся заслуженным уважением Монография по палеонтологии беспозвоночных¹² содержит список из 69 опубликованных описаний «ис­копаемых организмов», первоначально идентифицированных как корал­лы, водоросли, грибы, губки, моллюски и т. д., но скорее всего имеющих небиологическое происхождение. Подобные объекты, получившие невер­ное истолкование, по всей видимости, образовались в необычных услови­ях отложения. «Окаменелость» Brooksella canyonensis напоминает звез­дообразную трещинку и является обладательницей впечатляющего набо­ра интерпретаций, включая: 1) ископаемую медузу, 2) перевернутый от­печаток неорганической системы разломов, возникшей в результате вы­хода газов, 3) результат уплотнения, 4) отпечаток некоего организма, ис­кавшего пищу, или 5) результат деятельности червя¹³. Эти примеры гово­рят о многом, однако мы должны помнить, что существует огромное коли­чество замечательных по качеству окаменелостей.

Рис. 9.2. Псевдоокаменелость. Этот отполированный образец осадочной породы, называ­емой пизолитом, добыт из пермской формации Йейтс в каньоне Уолнат, штат Нью-Мекси­ко. Прежде считалось, что концентрические слои, образующие окружности, сформирова­лись подобно строматолиту под воздействием микроорганизмов, живших на поверхности гапькообразных аккреционных тел внутри породы, также называемых пизолитами. Согласно современным версиям, они являются результатом неорганического химического осажде­ния, происходящего ниже поверхности земли, но выше грунтовых вод. В пользу данной интерпретации говорит характер прилегания пизолитов, сдавивших друг друга в процессе роста, а также плоскости отслоения, растущие вокруг нескольких пизолитов. Длина данно­го образца 12 см.

Проблема псевдоокаменелостей особенно актуальна для самых нижних частей геологической летописи, в них, по мнению эволюционистов, должны находиться древнейшие и простейшие формы жизни. Поиск древнейших форм жизни стал для некоторых палеонтологов чуть ли не навязчивой иде­ей. В профессиональной литературе сообщается о множестве возможных кандидатур на это звание. С другой стороны, нескольким исследователям удалось воспроизвести очертания самых простых форм жизни с помощью неорганического осаждения или специфических условий отложения. Сфе­рические, трубкообразные или спиралевидные очертания, характерные для ископаемых форм, можно легко воспроизвести с помощью простых неор­ганических веществ в лабораторных условиях¹⁴. К чести палеонтологов сле­дует сказать, что многие их них проявляют большую осторожность в отно­шении подлинности большинства окаменелостей, обнаруживаемых в древ­нейших, по мнению геологов, архейских отложениях (см. табл. 9.1). Два специалиста в данной области — Уильям Шопф и Бонни Пакер, анализируя ископаемые микроорганизмы, найденные по крайней мере в 28 разных мес­тах, отмечают: «Однако в конечном итоге все они не так давно были охарак­теризованы... как проблематичные или ложные окаменелости: псевдоока­менелости, артефакты или контаминанты»¹⁵. Палеонтолог Ричард Коуэн кон­статирует: «Лишь несколько из более чем пятидесяти сообщений об архей­ских ископаемых клетках можно считать подлинными»¹⁶. Роджер Бьюик из Гарварда упоминает о массе проблем, связанных с идентификацией боль­шей части примитивных ископаемых форм, найденных у Норт-Поул, Авст­ралия¹⁷. Старый геологический афоризм «чтобы увидеть, нужно поверить», похоже, действует во многих из этих случаев.

Проблема псевдоокаменелостей выходит на первый план, когда речь идет о строматолитах — тонкослойных осадочных структурах размером, как правило, от сантиметра до метра, нередко имеющих рифленую или вол­нистую форму. Строматолиты развиваются под водой по мере того, как тонкие слои микроорганизмов, живущих на их поверхности, улавливают или способствуют химическому осаждению минералов, которые затем ста­новятся частью слоистой структуры. Возникает такой вопрос: каким об­разом мог сформироваться ископаемый строматолит — биологически или это всего лишь пассивная аккумуляция тонких слоев осадочной породы, подвергшейся геологической деформации? Специалист в области осадоч­ных отложений Роберт Гинсбург указывает, что «почти все сведения о стро­матолитах были и остаются в той или иной степени противоречивыми»¹⁸. Исследователь строматолитов Пол Хоффман замечает: «Геологов, работа­ющих с древними строматолитами, постоянно преследует мысль о том, что их возникновение, возможно, никак не связано с живыми организмами»¹⁹. В качестве иллюстрации он упоминает «водорослевые пизолиты» (породы, состоящие из расположенных слоями сфер, формой и размерами на­поминающих горошины) пермского периода, найденные в западном Теха­се (рис. 9.2). Поначалу палеонтологи считали их образованными биологи­чески по тому же образцу, что и строматолиты, однако на самом деле их формирование происходило в процессе химического осаждения²⁰. Извес­тный палеонтолог Чарльз Уолскотт, в течение 20 лет возглавлявший Смит-соновский институт, описал пять новых родов и восемь новых видов стро­матолитов, имевших, как он считал, биологическое происхождение. С тех пор эту точку зрения поставил под сомнение не один исследователь²¹. Даже «строматолиты», формирующиеся в настоящее время, могут пред­ставлять собой загадку. Ученые не так давно пересмотрели свои оценки целого ряда «строматолитов», отмеченных в разных регионах Скандина­вии, в сторону их небиологического происхождения²². Однако много бес­спорно живых строматолитов по-прежнему существуют на поверхности Земли.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОЛОНКА

«Геологическая колонка» — это многосоставная шкала, в которой пред­ставлена полная последовательность напластования горных пород в зем­ной коре²³. Ее можно сравнить с картой. В этой шкале древнейшие поро­ды находятся в самом низу. Геологическую колонку можно представить себе в виде тонкого вертикального среза широких породных слоев — не­что подобное можно наблюдать в районе Большого Каньона в Аризоне (рис. 13.1). Там можно обнаружить только часть нижних слоев геологи­ческой колонки. Термины, используемые для обозначения основных отде­лов колонки, находятся с левой стороны в таблице 9.1. Вся последователь­ность целиком не представлена ни в одном месте Земли, однако отдельные части всех основных отделов действительно встречаются в целом ряде регионов. Геологи составляют сложную колонку, сопоставляя сведения из самых разных районов. Достаточно распространены незначительные ко­лебания относительно общепринятой последовательности, но как таковая она не вызывает сомнений. Подробная корреляция между разными частя­ми зачастую основывается на заключенных в них окаменелостях и/или видах породы в различных слоях, в то время как общая картина составля­ется на основании радиометрической датировки и взаимосвязей между ископаемыми слоями. Иногда корреляция четко видна, а иногда она весьма призрачна. Исходя из этой схемы, нижний слой, конечно же, должен был отложиться первым и быть древнейшим из всех отложений.

Порядок залегания окаменелостей, находящихся в геологической колон­ке, чрезвычайно важен для любых оценок жизни, существовавшей в про­шлом. Окаменелости дают нам ключ к постижению той среды, в которой

Доминирующие типы организмов в геологической колонке Таблица 9.1

Отделы Доминирующие виды организмов ненность
Кайнозой	ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ     ТРЕТИЧНЫЙ	Обилие цветковых растений, хвойные деревья и кустарники, человек, птицы, млекопитающие, рыбы, обилие насекомых   То же, что и в четвертичном, прочие млекопитающие, растения соответствуют верхнему мелу	Относительное изобилие окаменелостей
Мезозой	МЕЛ     ЮРА   ТРИАС	Цикадофиты, хвойные деревья и кустарники, цветковые растения, рептилии, млекопитающие и небольшие морские организмы   Цикадофиты, хвойные деревья и кустарники, динозавры и прочие рептилии   Хвощи, семенные папоротники, хвойные деревья и кустарники, рептилии и некоторые амфибии
Палеозой	ПЕРМЬ     КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ     ДЕВОН СИЛУР   ОРДОВИК   КЕМБРИЙ	Древесные хвощи, древесные семенные папоротники, древесные плауны, морские лилии, рыбы, амфибии, рептилии   Угольные «леса» древесных хвощей, древесные семенные папоротники, древесные плауны, акулы, двустворчатые моллюски, амфибии, небольшие морские организмы Небольшие сухопутные растения, бесчелюстные рыбы, панцирные рыбы, костные рыбы, акулы, небольшие морские организмы   Бесчелюстные рыбы, небольшие морские организмы, необычные сухопутные растения   Множество морских организмов, включая трилобитов, плеченогих и морских лилий   Трилобиты, плеченогие и прочие небольшие морские организмы, «кембрийский взрыв»
Протерозой	Эдиакарская фауна (необычные морские организмы) Акритархи (водоросли?) Бактерии Строматолиты	Окаменелости очень редки
Архей	Предположительно фотосинтетические бактерии и эукариоты Нитеобразные формы? Строматолиты? Множество псевдоокаменелостей	Окаменелости чрезвычайно редки или вовсе отсутствуют

они жили, и к определению их происхождения. Масштабы времени и воз­раст окаменелостей входят в более широкую картину, связанную с проис­хождением — либо речь идет о тысячах лет, по мнению креационистов, либо о миллиардах лет, как на том настаивают эволюционисты.

КРАТКИЙ ОБЗОР ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ

Исследователи окаменелостей часто находят различные их виды в раз­ных геологических слоях. В таблице 9.1 дана общая картина доминирую­щих типов живых существ, представленных в геологической колонке ока-менелостями, в то время как рис. 10.1 показывает распределение в ней основных типов окаменелостей. У читателей есть возможность обращать­ся к данным иллюстрациям, когда у них возникнут вопросы относительно терминологии и строения геологической колонки.

Огромную разницу между двумя основными отделами колонки—докем-брием, лежащим ниже важного кембрийского отдела, и фанерозоем, вклю­чающим все верхние отделы, — трудно переоценить. В течение несколь­ких столетий еще никому не удавалось обнаружить окаменелости в до-кембрии, в то время как в непосредственно прилегающих к нему верхних слоях их находили многими тысячами. Не так давно исследователи описа­ли целый ряд докембрийских окаменелостей, однако изобилие и разнооб­разие, присущие фанерозою, по-прежнему сильно контрастируют с до-кембрием. Любая модель развития жизни на Земле должна принимать во внимание данное несоответствие.

Поиск самых древних форм жизни, ведущийся эволюционистами в архее (самых нижних слоях), сосредоточен в осадочных породах свазилендской супергруппы, Южная Африка, и в группе Уорроуна, место нахождения — недалеко от Норт-Поул, Австралия. Возраст обеих групп оценивается при­близительно в 3,5 миллиарда лет. Исследователи уже описали несколько мел­ких нитеобразных форм, найденных в этих районах, и говорят об их возмож­ной подлинности, потому они и представляют значительный интерес²⁴. Неко­торые эволюционисты считают их древнейшими из известных форм жизни.

Протерозой (верхняя половина докембрия) характерен относительным обилием строматолитов. В этой связи нельзя не упомянуть о ганфлинтс-ком кремнистом сланце, залегающем в районе Великих озер, США. В этом сланце, добытом из нижней части протерозоя, есть хорошо сохранившие­ся нитеобразные окаменелости, очень сильно напоминающие современ­ные цианобактерии Lyngbya и Oscillatoria (синезеленые водоросли)²⁵.

В верхней части протерозоя встречаются особые сферические окаме­нелости диаметром примерно 0,05 мм, называемые акритархами. Их счи­тают какой-то разновидностью водорослевых цист²⁶. Чем выше их нахож­дение в отделе, тем многообразнее и крупнее их формы. Палеонтологи рас-

Рис. 9.3 Одна из первых реконструкций загадочного животного Halludgenia из кембрийс­кого бургесского сланца, Канада. Согласно более современным интерпретациям, костя­ные лучи находятся сверху.

сматривают акритархов как более развитые формы жизни (эукариоты), поскольку в их клетках есть ядра, хотя некоторые ученые оспаривают эту точку зрения. Эукариоты включают большинство видов организмов, от мик­роскопической амебы до огромного дерева агатис, растущего в Новой Зе­ландии. В отличие от них бактерии, не обладающие клеточными ядрами (т. е. прокариоты), по мнению ученых, возникли раньше. Исследователи описывают еще несколько мелких типов протерозойских окаменелостей, включая чашеобразные тела (0,07 мм) неизвестного происхождения.

В самой верхней части протерозоя, вплотную к кембрию, можно обна­ружить своеобразные многоклеточные типы животных (эдиакарская фа­уна)²⁷, особенно в Австралии и в России. Некоторые из них напоминают папоротники, червей, колеса со спицами и пр., и их нелегко увязать с из­вестными живыми формами. Никаких более сложных (многоклеточных) видов животных не было найдено ниже этого уровня, где присутствуют только немногочисленные простые, иногда неточно определенные фор­мы, возможно, относящиеся к водорослям²⁸.

Несмотря на все проблемы с идентификацией докембрийских окамене­лостей, иногда действительно попадаются бесспорные, добротные образцы. Здесь можно упомянуть цианобактерии из ганфлинтского сланца, ак-ритархи, цианобактерии из Биттер-Спрингс и эдиакарскую фауну. Все они происходят из верхней половины докембрия (протерозоя). К ним можно добавить несколько более проблематичных нитеобразных форм из Фиг-Три (Африка) и Норт-Поул (Австралия), относящихся к нижнему докемб-рию (архею).

Сразу после почти безжизненного докембрия совершенно внезапно по­являются все основные формы животных (см. табл. 9.1 и рис. 10.1). В на­учной среде этот резкий скачок принято называть «кембрийским взрывом». В зависимости от используемых классификаций в этой части геологичес­кой колонки возникают от 30 до 40 или более типов животных (основных категорий животного царства). Выше этого уровня возникновение новых основных типов уже почти не наблюдается. Это внезапное изобилие ста­вит под сомнение любую гипотезу о длительном, постепенном эволюцион­ном процессе.

Следует особо упомянуть интереснейшие окаменелости из знаменито­го кембрийского сланца бургесс, отложения которого находятся в Скали­стых горах на территории Канады. Там исследователи собрали более 73 тысяч образцов²⁹. Схожие типы находят в Китае и Гренландии. Эти по боль­шей части мягкотелые ископаемые организмы известны своей отличной сохранностью. Некоторые из них настолько уникальны, что исследовате­ли предложили выделить их в несколько новых таксономических единиц (типов). Один организм настолько поразителен, что ему было дано соот­ветствующее научное название — Halluclgenia. Сначала ученые реконст­руировали его как существо, имевшее ряд щупалец на спине, продолгова­тое тельце и передвигавшееся с помощью семи пар костяных игл (рис. 9.3). Впоследствии другими исследователями было предложено поменять иглы и щупальца местами. Этот организм, возможно, родственен червячкам Onychophora, у которых есть ножки, но нет костяных игл³⁰. Согласно еще одной гипотезе, он представляет собой часть гораздо более крупного жи­вотного³¹ .

В пластах горных пород, расположенных выше кембрийского взрыва, можно найти многочисленные виды сухопутных растений и животных, та­ких, как папоротники и насекомые. Млекопитающие впервые появляются в нижнем мезозое, а вот цветущие растения характерны только для верх­него мезозоя. Рептилии доминируют в мезозое, а млекопитающие и цвету­щие растения монополизируют кайнозойские отложения. Морские орга­низмы процветают в нижнем палеозое, в то время как сухопутные живот­ные и растения в основном преобладают в верхних слоях. Достоверные ископаемые остатки человека появляются в отложениях, соответствую­щих последнему участку гипотетической шкалы геологического времени, равному 1/10000 от всей шкалы. Особый интерес вызывает расположе­ние различных представителей хордовых, включая животных с позвоноч­ником, таких, как рыбы или люди. Чем выше пласт, тем сложнее устроены заключенные в нем ископаемые хордовые. Многие считают эту особен­ность веским доводом в пользу эволюции. Мы рассмотрим альтернатив­ные объяснения в следующей главе.

Целый ряд уровней в фанерозое отмечен массовыми вымираниями. О горизонте массового вымирания можно говорить в том случае, когда иско­паемые виды, присутствующие в изобилии на одном уровне, более не встречаются в расположенных выше напластованиях. Исчезновение ди­нозавров — наиболее яркий пример, по поводу которого ведется немало споров. Основные случаи вымирания имеют место в верхних слоях кемб­рийского, ордовикского, девонского, пермского, триасового и каменно­угольного периодов, а также в середине третичного³². Ученые объясняют их как земными (наводнения и вулканы), так и внеземными (большие ме­теориты) причинами³³. Каковы бы ни были эти причины, летопись ископа­емых свидетельствует о значительной катастрофической активности в прошлом.

БРОЖЕНИЕ УМОВ ПО ПОВОДУ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ОКАМЕНЕЛОСТЕЙ

Несколько веков назад мало кто предпринимал попытки провести раз­личие между окаменелостями, напоминавшими живые организмы, и дру­гими необычными структурами, заключенными в горных породах (напри­мер, большими неорганическими кристаллами). Люди полагали, что и те, и другие возникают в результате концентрации некоей жидкости или воз­действия какой-то особой силы или духа. Позднее, ближе к концу XV11 в., споры об окаменелостях свелись к органической и неорганической вер­сиям их происхождения.

По прошествии времени вопросы, касавшиеся библейского потопа, ста­ли все активнее обсуждаться в ходе полемики по поводу окаменелостей. Исследователи в целом признавали, что несколько тысяч лет назад про­изошел потоп, ставший основной причиной отложения окаменелостей. Не­которые высказывали сомнения относительно того, что подобное собы­тие могло распределить окаменелости в порядке их нынешнего залегания. Ряд ученых высказали мысль, что этот порядок продиктован разницей в плотности (более тяжелые окаменелости погрузились на большую глуби­ну). Другие поднимали вопрос, почему некоторые ископаемые животные так отличаются от ныне существующих видов. Были и такие, кто удивлял­ся, каким образом водам потопа удалось покрыть Альпийские горы. Гипо­тезы о значительных поднятиях земной коры были тогда не в моде. Тем не менее в середине XVIII в. люди повсеместно признавали библейский потоп историческим событием и считали окаменелости остатками древних орга­низмов, погребенных этим потопом.

Девятнадцатый век стал свидетелем коренных перемен в оценках, ка­савшихся не только происхождения самих окаменелостей, но и причин воз­никновения организмов, из которых они образовались. Концепции длитель­ных периодов формирования горных пород и развития жизни в результате эволюции привели к появлению множества вопросов, связанных с истол­кованием окаменелостей. Являются ли окаменелости результатом библей­ского потопа, описанного в Книге Бытие, или же они — следствие милли-онолетней эволюции? Мы подробно рассмотрим эти точки зрения по по­воду происхождения ископаемых остатков в следующих двух главах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Окаменелости привлекают немалый интерес людей и могут многое ска­зать о происхождении жизни и ее истории. Их истолкование связано с клю­чевыми концепциями эволюционной теории и креационизма. Вокруг них разгорелась одна из основных полемик, характерных для противостояния между наукой и Священным Писанием.

Изучение окаменелостей — задача не из легких, оно сопряжено с по­стоянной борьбой мнений, и здесь не стоит пренебрегать осторожностью в суждениях. Многие окаменелости отличаются хорошей сохранностью, но немалая их часть подверглась частичному или значительному разруше­нию и с трудом поддается идентификации. Иной раз невозможно с уве­ренностью сказать, что та или иная форма является подлинной окамене­лостью.

Простые организмы находятся в нижних участках геологической колон­ки. Большая часть представителей животного мира возникает внезапно в «кембрийском взрыве», а в последующих напластованиях горных пород появляются различные типы растительности, рептилии, млекопитающие и цветущие растения.

На протяжении веков мыслители рассматривали самые разные концеп­ции происхождения окаменелостей. Одни считали, что окаменелости воз­никают в результате концентрации жидкостей, другие полагали, что иско­паемые животные были погребены во время библейского потопа, третьи утверждали, что это остатки эволюционировавших организмов.

ССЫЛКИ

1. Wittgenstem L. 1980. Culture and value. Winch P, translator; Wright GHv (with Nyman H), editor. Chicago; The University of Chicago Press, p. 39e. Translation of: Vermischte Bemerkungen.

2. Lawson DA. 1975. Pterosaur from the latest Cretaceous of west Texas: discovery of the largest flying creature. Science 187:947, 948.

3. Simpson GG. 1983. Fossils and the history of life. New York: Scientific American Books, p. 2.

4. Подробности данного инцидента вы можете прочитать в: Romer AS. 1964. Соре versus Marsh, Systematic Zoology 13(4):201-207.

5. cm. : a) Shor EN-1974. The fossil feud: between E. D. Cope and О. С. Marsh. Hicksville, New York: Exposition Press, pp. 184-186. Более подробно см. также:

b) Plate R. 1964. The dinosaur hunters: Othniel C. Marsh and Edward D. Cope. New York: David McKay Co.

6. Shor, p. 1 74 (note 5a).

7. Рассказы об этой печально известной вражде, а также обширные отчеты, приве­денные в Herald, можно прочесть в: Shore, p. 174 (note 5a).

8. Beerbower JR. 1968. Search for the past; an introduction to paleonlology. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, p. 39.

9. Malakhova NP, Ovchinnikov LN. 1969. A find of fossils in granite of the central Urals. Doklady Akademii Nauk SSSR 188:33-35. Translation of: О nakhodke organicheskikh ostatkov v granitakh Srednego (Jrala.

10. Cloud P. 1973. Pseudofossils; a plea for caution. Geology 1(3):123-127.

11. Glaessner MF-1980. Pseudofossils from the Precambrian, including «Buschmannia» and «Praesolenopora.n Geological Magazine 117(2):199, 200.

12. Hflntzschel W. 1975. Treatise on invertebrate paleontology, Part W: Miscellanea, supplement 1.2nd ed. Boulder, Colo.: Geological Society of America, and Lawrence, Kans,: University of Kansas, pp. W169-179.

13.Гал1же,с.\У146.

14. a) Glaessner MF. 1988. Pseudofossils explained as vortex structures in sediments. Senckenbergiana lethaea 69(3/4) :275-287; b) Gutstadt AM. 1975. Pseudo- and dubiofossils from the Newland Limestone (Belt Supergroup, late Precambrian), - Montana. Journal of Sedimentary Petrology 45(2):40S-414; c) Jenkins RJF, Plummer PS, Moriarty КС. 1981. Late Precambrian pseudofossils from the Flinders Ranges, South Australia. Transactions of the Royal Society of South Australia 105(21:67-83; d) Merek EL. 1973. Imaging and life detection. BioScience 23(3):153-159; e) Pickett J, Scheibnerova V. 1974. The inorganic origin of . «anellotubulates.» Micropaleontology 20( 1 ):97-102; f) Service RF. 1995. Prompting complex patterns to form themselves. Science 270:1299,1300.

15. Schopf JW, Packer BM. 1987. Early Archean (3.3-billion to 3.5-billion-year-old) microfossils from Warrawoona Group, Australia. Science 237:70-73.

16. Cowen R. 1995. History of life. 2nd ed. Boston, Oxford, and London: Blackwell Scientific Publications, p. 39.

17. Buick R. 1990. Microfossil recognition in Archean rocks: an appraisal of spheroids and filaments from a 3,500-million-year-old chert-barite unit at North Pole, Western Australia. Palaios 5:441-459.

18. Ginsburg RN. 1991. Controversies about stromatolites: vices and virtues. In: Mbller DW, McKenzie JA, Weissert H, editors. Controversies in modern geology. London, San Diego, and New York: Academic Press, pp. 25-36.

19. a) Hoffman P. 1973. Recent and ancient algal stromatolites: seventy years of pedagogic cross-pollination. In: Ginsburg RN, editor. Evolving concepts in sedimentology. Johns Hopkins University Studies in Geology, No. 21. Baltimore and London: Johns Hopkins University Press, pp. 178-191. См. также: b) Qrotzinger JP, Rothman DH. 1996. An abiotic model for stromatolite morphogenesis. Mature 383:423-425. (c) LoweDR. 1994. Abiological origin of described stromatolites older than 3.2 Ga. Geology 22:387-390.

20. a) Hoffman (note 19a). См. также: b) Estaban M, Pray LC. 1975. Subaqueous, syndepositional growth of in-place pisolite, Capitan Reef Complex (Permian), Guadalupe Mountains, New Mexico, and west Texas. Geological Society of America Abstracts With Programs 7:1068, 1069; c) Thomas C. 1968. Vadose pisolites in the Guadalupe and Apache Mountains, west Texas. In: Silver BA, editor. Guadalupian facies, Apache Mountains area, west Texas. Symposium and guidebook 1968 field trip, Permian Basin Section, Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Publication 68-11:32-35.

21. Gutstadt (note 14b).

22. BjaerkeT, DypvikH. 1977. Quaternary «stromatolitic» limestone of subglacial origin from Scandinavia. Journal of Sedimentary Petrology 47:1321-1327.

23. Глубокий обзор развития концепции геологической колонки дан в: a) Ritland R. 1981. Historical development of the current understanding of the geologic column: Part I. Origins 8:59-76; b) Ritland R. 1982. Historical development of the current understanding of the geologic column: Part II. Origins 9:28-50.

24. a) Schopf )W. 1993. Microfossils of the Early Archean Apex chert: new evidence of the antiquity of life. Science 260:640-646; b) Schopf and Packer (note 15); c) Walsh MM, Lowe DR. 1985. Filamentous microfossils from the 3,500-milIion-year-old Onverwacht Group, Barberton Mountain Land, South Africa. Nature 314:530-532.

25. Stewart WN, Rothwell GW. 1993. Paleobotany and the evolution of plants. 2nd ed. Cambridge and New York: Cambridge University Press, pp. 35, 36.

26. Mendelson CV. 1993. Acritarchs and prasinophytes. In: Lipps JH, editor. Fossil prokaryotes and protists. Boston, Oxford, and London: Blackwell Scientific Publications, pp. 77-104.

27. Точное расположение этих организмов является предметом споров. См.: а) Grotzinger JP, Bowring SA, Saylor BZ, Kaufman AJ. 1995. Biostratigraphic and geochronologic constraints on early animal evolution. Science 270:598-604; b) Kerr RA. 1995. Animal oddballs brought into the ancestral fold? Science 270:580, 581.

28. a) Bengtson S, Fedonkin MA, Lipps JH. 1992. The major biotas of Proterozoic to Early Cambrian multicellular organisms. In: Schopf JW, Klein C, editors. The Proterozoic biosphere: a multidisciplinary study. Cambridge and New York: Cambridge University Press, pp. 433-534; b) Han T-M, Runnegar B. 1992. Megascopic eukaryotic algae from the 2.1 -billion-year-old Negaunee Iron Formation, Michigan. Science 257:232-235; c) Shixing Z, Huineng C. 1995. Megascopic multicellular organisms from the 1,700-million-year-old Tuanshanzi Formation in theJixian area, north China. Science 270:620-622.

29. Общий обзор см.: a) Briggs DEG, Erwin DH, Collier, FJ. 1994. The fossils of the Burgess Shale. Washington, D.C., and London: Smithsonian Institution Press; b) Could SJ. 1989. Wonderful life: the Burgess Shale and the nature of history. New York and London: W. W. Norton and Co.

30. Cowen, pp. 83,84 (note 16).

31.Gould,p. 157(note29b).

32. Классические публикации: a) Newell NO. 1967. Revolutions in the history of life. In: Albritton CC, Jr., editor. Uniformity and simplicity: a symposium on the principle

of the uniformity of nature. Geological Society of America Special Paper 89:63-91. См. также: b) Cutbill JL, Funnell BM. 1967. Numerical analysis of The Fossil Record. In: Harland WB, Holland CH, House MR, Hughes NF, Reynolds AB, Rudwick MJS, Satterthwaite QE, Tarlo LBH, Willey EC, editors. The fossil record: a symposium with documentation. London: Geological Society of London, pp. 791 -820; c) Raup DM, Sepkoski JJ, Jr. 1984. Periodicity of extinctions in the geologic past. Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A. 81:801-805. 33. a) Hallam A. 1990. Mass extinction: processes. Earthbound causes. In: Briggs DEC, Crowther PR, editors. Paleobiology: a synthesis. Oxford and London: Blackwell Scientific Publications, pp. 160-164; b) Jablonski D. 1990. Mass extinction: processes. Extraterrestrial causes. In: Briggs and Crowther, pp. 164-171.