Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих - Эльза Панчироли
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
За 280 миллионов лет правила мало изменились. Широкое крупное тело казеид, таких как казея и котилоринх, и эдафозавридов, таких как эдафозавр, вероятно, включало ферментационную камеру, кишащую бактериями, которые спешили извлечь все полезные вещества из растений. Как они приобрели своих бактериальных помощников, неясно, и окаменелости вряд ли дадут ответ. Высказывали предположение, что микроорганизмы, возможно, попадали в организм ранних четвероногих, когда они питались каким-то разлагающимся растительным веществом или растительноядными насекомыми. В конце концов, некоторые бактерии, способные переработать растения, выжили в кишечнике, и с хозяином установились симбиотические отношения, поскольку животные с большим количеством микроорганизмов извлекали больше питательных веществ из растительного сырья, тем самым обеспечивая себе лучшую выживаемость.
Хотя травоядность независимо эволюционировала у множества групп наземных животных, именно у синапсидов мы наблюдаем первые специализированные адаптации к поеданию растений, еще во времена позднего каменноугольного периода и ранней перми. Их родословная будет процветать на первом плане в течение следующих 50 миллионов лет.
Но породы карьера Клашаха намного моложе. Они датируются концом пермского периода, к этому моменту на смену древним пеликозаврам пришла целая новая волна динамичных животных. Именно они провели бета-тестирование современной пищевой цепочки и преподали нам важные уроки о вымирании и восстановлении. То был пик первой эры млекопитающих.
Глава пятая
Теплокровные охотники
…первобытных млекопитающих с их огромными бивнями и острыми когтями, – в древности он поделил всех своих созданий на тех, кто охотится, и на тех, за кем идет охота…
Хью Миллер. Свидетельство камней
Окаменелости подобны эху в пещерах. И подобно эху, они могут обмануть. То, что вы слышите, вслепую шаря в темноте, искажается: негромкие звуки становятся громом, то, что позади вас, оказывается впереди. То, что хранит молчание, остается ненайденным. Звонкие крики из других помещений заглушают скалы.
Палеонтологи часто изучают летопись окаменелостей на ощупь, пытаясь проложить путь. Когда попадается хорошее ископаемое, кажется, будто кто-то включил прожекторы, и мы наносим на карту сталактиты и фотографируем наскальные рисунки. Когда таких ископаемых нет, мы бредем наугад.
При изучении следов свет вспыхивает редко. Стороннему наблюдателю они кажутся довольно простыми для восприятия и понимания. Но поиск ископаемых следов – не то же самое, что изучение современных, потому что мы почти никогда не знаем, какое животное на самом деле их оставило. Если вы найдете след животного, вы можете ознакомиться с фауной этого региона, составив список подозреваемых, который можно сузить. Но у ихнолога (того, кто изучает следы передвижения и жизнедеятельности вымерших существ) часто недостает двух важных кусочков пазла: сколько лет изучаемым породам и что жило в те времена?
Самый очевидный способ узнать, сколько лет породе, – посмотреть, как она соотносится с другими породами. Логично предположить, что скалы наверху моложе скал внизу. Однако геология играет с нами, она приподнимает и переворачивает слои, как блины на сковородке. Бывают случаи, когда скальные породы вообще не осаждаются, или слои удаляются в результате процессов эрозии, вырывая целые страницы из книги времени. Не раз это приводило исследователей в замешательство. Например, в карьерах вокруг Элгина в Шотландии породы пермского периода лежат непосредственно поверх пород девона, полностью исключая каменноугольный период.
Биологическое содержание горных пород дает следующий ключик к пониманию их возраста. Научившись лучше понимать закономерности эволюции, мы определили, где появлялись и исчезали группы животных и растений. Это называется преемственностью фауны. Отмечая, какие группы присутствуют в породе, ученые могут сузить круг мест, где она должна находиться. Для этой цели особенно полезны аммониты и трилобиты, а также пыльца и семена растений. Трилобиты – культовые окаменелости, похожие на мокрицу. Они жили в воде и, как и аммониты, насчитывали много видов, что сильно помогает датировать горные породы.
Как раз таки преемственность фауны и насторожила викторианских ученых, когда они изучали скалы вокруг Элгина. В более глубоком слое они нашли рыб – древних бронированных пришельцев из эры рыб. Однако в скалах наверху были обнаружены кости и следы наземных позвоночных. Очевидно, что верхние слои были намного моложе, чем предполагалось ранее.
За последние 100 лет геологи добавили в свой инструментарий радиометрическое датирование. Благодаря преемственности фауны, радиометрическому датированию и другим методам определения возраста горных пород появилась хроностратиграфическая шкала. В просторечии мы часто называем ее геологической временной шкалой. Она наверняка вам знакома по книгам и телесериалам, с расположенными по порядку названиями различных единиц времени и цветовыми обозначениями их дат. Официальная версия этой шкалы публикуется каждые несколько лет Международной комиссией по стратиграфии, которая объединяет самую свежую и точную информацию о возрасте пород (вы можете скачать ее бесплатно по адресу www.stratigraphy.org).
Пробежав глазами по шкале, вы заметите, что чем больше мы удаляемся назад во времени, тем чаще рядом с датами стоит символ плюс-минус ± и еще одно число. Это у даты плюс-минус такие пределы погрешности.
Даже самая точная датировка горных пород имеет погрешность. Она может варьироваться от сотен и тысяч до миллионов лет. Многие знакомы с радиоуглеродным датированием, которое по естественной скорости распада углерода рассчитывает возраст биологических образцов. Этот метод работает, потому что примерно каждые 5700 лет нестабильный изотоп углерода C14 уменьшается вдвое. Это называется периодом полураспада.
В течение жизни организмы усваивают C14 с пищей, и его уровень соответствует окружающему миру. Но когда организм умирает и перестает пополнять запасы C14, изотоп начинает распадаться до гораздо более стабильной формы углерода – С12. Чтобы датировать образец, ученые измеряют, сколько в нем C14 по сравнению с С12, и сравнивают его с уровнем в атмосфере. Поскольку мы знаем, как быстро распадается нестабильный углерод, можно рассчитать, сколько времени прошло с тех пор, как образец перестал усваивать C14. Это и есть радиоуглеродное датирование.
Но оно не помощник, когда речь заходит о далеком прошлом, здесь радиоуглеродное датирование становится ненадежным. Виной тому то, что количество C14 так мало, что не поддается измерению. Чтобы установить более древние даты, ученые обращаются к другим элементам, таким как калий и уран. Подобно тому, как распадается углерод, нестабильная форма калия (40K) превращается в аргон (40Ar) с периодом полураспада около 1,2 миллиарда лет. Уран (U) распадается по-разному, с периодом полураспада 710 миллионов лет или 4,47 миллиарда лет, в зависимости от
