Зачем нужна геология - Дуг МакДугалл

Почему четвероногие вышли на сушу? Один из возможных ответов — «потому что она существует»[63], и какая-то доля правды в этом, по-видимому, есть. Мы не знаем подробностей, но их предки, возможно, рискнули отправиться на мелководье, чтобы уйти от хищников, чтобы питаться другими рыбами, искавшими защиты в эстуариях и прибрежных болотах, богатых растительностью, или просто для того, чтобы погреться на солнце, как это делают черепахи и крокодилы. Переход к наземной жизни происходил постепенно. Даже первые по-настоящему наземные четвероногие, подобно иммигрантам в новой стране, не могли решить, оставаться им там или нет: они были земноводными, которые возвращаются в воду, чтобы отложить яйца или даже провести там часть своего жизненного цикла.

Четвероногие появились на суше относительно поздно. Намного раньше здесь оказались растения и мелкие беспозвоночные животные — например, членистоногие, к которым принадлежат насекомые, крабы или скорпионы. Поскольку на суше окаменелости сохраняются намного хуже, чем в океанах, то в палеонтологической летописи есть масса пробелов, и самые старые окаменелости определенного наземного растения или группы животных дают лишь оценку для времени их первого появления[64]. По мере обнаружения новых окаменелостей оценки постоянно меняются.

Первое доказательство того, что растения вышли на сушу — споры, найденные в осадочных породах Омана. Их возраст оценивается в 475 миллионов лет, и это делает их более чем на 100 миллионов лет старше первых наземных четвероногих. Никто не знает, как выглядели эти первые растения, но они не походили на современные. Они были мелкими, а их споры от пересыхания защищала оболочка. Вскоре эволюция стала создавать настолько хорошо защищенные споры, что разрушить их было практически невозможно. Это не только помогало растениям размножаться, но и оказалось хорошим подспорьем для палеонтологов, поскольку споры хорошо сохранялись. Ветер уносил их в озера и моря, и с помощью их окаменелостей, которые находят на дне водоемов, можно проследить эволюцию растений, их породивших.

В отличие от спор, самые первые отпечатки наземных растений обнаружены в породах возрастом около 425 миллионов лет. Хотя к тому моменту растения колонизировали сушу уже минимум пятьдесят миллионов лет, они все еще были мелкими и примитивными, без листьев и с недоразвитой корневой системой. Но перенесемся еще на пятьдесят миллионов лет вперед — и у растений уже есть прочные деревянистые стебли, которые удерживают их в вертикальном положении и доставляют воду и питательные вещества к веткам и листьям. Ландшафт усеивают крупные папоротники и примитивные деревья, особенно во влажных местах — эстуариях, дельтах и речных долинах. Именно с этой средой столкнулись первые четвероногие, вышедшие на сушу из своих болотистых прибрежных мест обитания.

Задолго до тетраподов на суше оказались мелкие существа. Первое известное нам животное — неприметная многоножка, которая прославилась как первое среди найденных существо, дышавшее воздухом и ходившее по земле. Ископаемую многоножку нашли в шотландских осадочных породах, которым 428 миллионов лет: иными словами, ей примерно столько же, сколько первому отпечатку наземного растения. Это существо «прославилось» больше прочих, но на суше, безусловно, жили и более ранние беспозвоночные, просто их еще не нашли. В чуть более молодых породах (от 396 до 407 миллионов лет) исследователи обнаружили останки первого известного настоящего насекомого. От него сохранились только фрагменты, и крылья отсутствуют, однако ученые обнаружили другие признаки, указывающие на то, что это было крылатое насекомое. Удивительно, но с помощью микроскопов палеонтологи смогли также разглядеть и описать мельчайшие детали челюстей и зубов этого хрупкого существа. В результате они пришли к выводу, что насекомое было грызущим. Что именно оно грызло, неизвестно, но выбор ограничен. Во времена его жизни растения были еще мелкими и либо не имели листьев, либо их листья были жесткими и колючими. В рацион первых насекомых могли также входить споры растений или другие мелкие беспозвоночные. Важный вывод из обнаружения этих различных окаменелостей: уже тогда, более 400 миллионов лет назад, на суше существовала разнообразная флора и фауна. Да, организмы были мелкими, а ареал их распространения ограниченным, однако плацдарм был создан. Меньше 200 миллионов лет отделяет первые имеющие раковины организмы из морей раннего кембрия от рыб, кораллов, наземных растений, насекомых и амфибий позднего девона и раннего карбона. На протяжении всего фанерозойского эона (за исключением коротких интервалов вымирания) разнообразие жизни на Земле неуклонно увеличивалось. Количество видов, родов, семейств и более высоких таксонов в биологической классификации следует одной и той же тенденции возрастания. Чтобы изложить то, что известно о деталях эволюции, понадобилась бы целая книга (или даже не одна), так что на оставшихся страницах этой главы я коснусь лишь нескольких основных моментов. Мы продолжим свой путь от времен первых четвероногих к современности, обращая внимание на некоторые данные летописи пород, раскрывающие как эволюцию жизни, так и эволюцию самой планеты. При этом можно обращаться к рисунку 31, особенно если вы не очень хорошо знакомы с геохронологической шкалой.

Карбон или каменноугольный период, в котором процветали первые четвероногие, получил свое название за обилие углерода, содержащегося в его породах. Большая часть этого углерода существует в форме угля. Куски угля есть и в некоторых более старых осадочных породах, однако именно в породах карбона в Европе и Северной Америки уголь встречается в неимоверных количествах. Откуда внезапно взялось столько угля? Почему именно в этих местах? Ответы на эти вопросы дает эволюция растений и тектоника плит.

В течение каменноугольного периода Северная Америка и большая часть современной Европы объединялись в один континент, который располагался по обе стороны от экватора. К тому времени у растений уже появились толстые прочные стволы, которые позволяли подниматься на десятки метров. В тропиках вдоль побережий располагались колоссальные угольные болота, где росли высокие деревья, гигантские папоротники и многие другие типы растений. В этой плодородной среде создавалось огромное количество органического материала, и во многих местах он создавал толстые отложения торфа. После попадания в землю, под влиянием высокого давления и температуры торф превращался в уголь.

Однако растения каменноугольного периода жили не только на угольных болотах: они активно видоизменялись и занимали новые ниши. Впервые в истории Земли образовались почвы того вида, что мы знаем сегодня: наполненные разлагающимся растительным материалом, бактериями и мелкими ползающими созданиями. Корни растений и органические кислоты помогали разрушать твердые породы, ускоряя образование почв. Быстрое распространение растений оказало и еще один эффект: с помощью фотосинтеза растения забирали из атмосферы углекислый газ и превращали его в органический углерод. Большая часть этого углерода ушла из атмосферы на длительные сроки, сохранившись в почвах или в виде