Растения и животные: где начало всех начал?
Зарождение первоначальной жизни
Земля сформировалась, вероятно, 4,5–5 млрд лет назад из гигантского облака космической пыли, частицы которой спрессовались в раскаленный шар. Из него в атмосферу выделялся водяной пар, а из атмосферы на медленно остывавшую Землю в течение миллионов лет в виде дождей выпадала вода. В углублениях земной поверхности образовался доисторический океан. В нем примерно 3,8 млрд лет назад зародилась первоначальная жизнь.
Имеется ряд гипотез о происхождении жизни на нашей планете. К примеру, одна из наиболее старых версий утверждает, будто жизнь принесена на Землю из космоса, однако бесспорных доказательств в ее пользу нет. Нужно еще учитывать то обстоятельство, что та жизнь, которую мы имеем, на удивление ладно привязана именно к земным условиям. И если она и возникла где-то вне нашей планеты, то на очень похожей, что называется, «земного типа». Подавляющее же большинство сегодняшних исследователей считают, что жизнь зародилась именно на Земле, а точнее, в ее морях. Но как возникла сама наша планета и моря на ней?
На этот счет имеется лишь одна общепринятая версия. Если верить ей, Земля образовалась из облаков космической пыли, которая содержала в себе все химические элементы, распространенные в природе, которые сжались в некий шар. С поверхности этого раскаленного докрасна шара поднимался горячий водяной пар, при этом покрывая его сплошной облачностью. В облаках водяной пар постепенно охлаждался и в виде обильных и постоянных дождей без перерыва лился на еще горячую, огненную планету. А когда попадал на ее поверхность, то вновь превращался в водяной пар и поднимался наверх, в атмосферу.
За тысячи и миллионы лет Земля лишилась такого количества тепла, что ее поверхность, состоявшая из жидкости, начала твердеть, постепенно остывая. Земная кора появилась именно таким образом.
Примерно 450 млн лет назад появились первые рыбы. Тело одной из древнейших – цефаласписа – было покрыто панцирной чешуёй, а голова – панцирем
Миновали миллионы лет, и Земля еще больше остыла. Бесконечные ливни прекратили испаряться и стали образовывать гигантские лужи. А затем, когда температура еще больше снизилась, начался подлинный потоп. Вода, которая раньше уходила в атмосферу и стала ее главной частью, бесконечно падала на Землю. Громы и молнии сопровождали теперь мощные ливни. Постепенно в наиболее больших угублениях земной поверхности стала накапливаться та вода, что уже не успевала испаряться. Так на планете образовался огромный протоокеан. Однако он не был никем населен. Жизни в нем пока что не было.
Непрекращающийся дождь принялся превращать горы в настоящую кашу. Вода текла с них и бурными реками, и мелкими ручьями. За эпохи водяные потоки избороздили до неузнаваемости земную поверхность и изменили ее внешний вид. Постепенно в атмосфере уменьшилось содержание воды, а на поверхности планеты ее накопилось очень много. Непроницаемый, казалось бы, облачный покров все истончался, и вот в один прекрасный день к Земле прорвался первый солнечный луч. Ливень, который вроде бы не кончался, наконец прекратился. К этому времени большую часть суши уже покрывал древнейший океан. Из верхних слоев этой суши вода вымывала гигантское количество растворимых минералов и солей, и все они уходили в море. Вода устремлялась наверх, превращаясь в облака, а соли оседали на дно, и со временем морская вода становилась соленой.
По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества. Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли – прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов. Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем возникли и крошечные одноклеточные организмы – древнейшие простейшие животные.
Они и сейчас составляют основу жизни в морях и пресноводных водоемах. Они так малы, что их можно увидеть лишь с помощью микроскопа. В капле воды из небольшого пруда их тысячи и тысячи. С этих простейших одноклеточных началось развитие всей животной жизни. В конце протерозоя, следующей эры после архея, 1000—600 млн лет назад, уже существовала довольно богатая фауна: медузы, полипы, плоские черви, моллюски и иглокожие.
От более простых по строению животных и растений, населявших море в конце протерозоя, не сохранилось следов. Можно только предполагать, что это были организмы, состоявшие только из мягких тканей, которые после смерти быстро полностью разлагались. Настоящих рыб в кембрии еще не было, но уже жили кишечнополостные, губки, ныне вымершие археоциаты, плоские и многощетинковые черви, улитки, каракатицы, раки и трилобиты. Последние походили на раков длиной до 10 см. Для того времени это были настоящие гиганты, крупнее всех других существ. (На суше в то время жизни еще не было.) В конце кембрия, очевидно, уже появились первые хордовые, похожие на современных ланцетников. В течение последующих миллионов лет животные постепенно изменялись, и в следующем геологическом периоде – силуре, начавшемся 500–400 млн лет назад, кроме многочисленных трилобитов на морском дне появились новые обитатели – морские скорпионы.
В толще вод силурийского моря пассивно дрейфовали одноклеточные организмы и медузы. А по морскому дну ползали ракообразные и трилобиты, черви и животные, защищенные раковинами, например двустворчатые моллюски и улитки. Плавать могли лишь очень немногие из них. Даже первые позвоночные, внешне уже напоминавшие рыб, обитали на морском дне. В силуре в морях и пресных водах появились и странные «рыбы» – без челюстей и парных плавников. До наших дней дожили их родственники – миксины и миноги. В силурийский период уже появились первые настоящие рыбы. У этих похожих на акул пловцов было обтекаемое, покрытое панцирем тело, плавники, рот с подвижной челюстью, напоминавшей клюв и усаженной острыми зубами. Примерно 450 млн лет назад, в силуре, появились первые позвоночные животные – рыбы. Тело одной из древнейших – цефаласписа – было покрыто панцирной чешуей, а голова – костным панцирем. По-видимому, цефаласпис был плохим пловцом. За миллионы лет в том же геологическом периоде развились два больших класса рыб – хрящевые и костные (двоякодышащие, кистеперые и лучеперые). И хрящевым, то есть имеющим хрящевой скелет, относятся акулы и скаты. В отличие от них, скелет костных рыб частично или целиком состоит из костной ткани. К костным относятся почти все хорошо знакомые нам промысловые рыбы: сельдь, камбала, треска и скумбрия, карп, щука и многие другие. Всего на Земле в наши дни насчитывается 20 тыс. видов рыб, и населяют они не только моря, но и другие водоемы.
400 млн лет назад силур сменился девонским геологическим периодом, который длился около 60 млн лет. Тогда на суше появились первые растения – лишайники, которыми зарастали увлажненные берега водоемов. В течение девона от них произошли другие формы, в том числе и первые высшие растения – папоротники и хвощи. Кроме того, если прежде все животные дышали лишь кислородом, растворенным в воде, то теперь некоторые из них научились извлекать его из воздуха. Эти первые сухопутные животные – тысяченожки, скорпионы и бескрылые примитивные насекомые, вероятно, обитали поблизости от воды. Предком всех сухопутных позвоночных животных была кистеперая рыба с похожими на лапы грудными и брюшными плавниками. Постепенно у кистеперых рыб развились настоящие верхние и нижние конечности, и с течением времени появились земноводные (амфибии) и пресмыкающиеся (рептилии).
Фауна Эдиакары
Самые древние следы жизни животных на Земле датируются миллиардом лет, но древнейшим окаменелостям самих животных приблизительно 600 млн лет, они относятся к вендскому периоду.
Первые животные, появившиеся на Земле в результате эволюции, были микроскопически малы и мягкотелы. Они жили на морском дне или в донном иле. Такие создания едва ли могли окаменеть, и единственный ключ к разгадке тайны их существования – это косвенные следы, такие как остатки нор или ходов. Но несмотря на свои крошечные размеры, эти самые древние животные были жизнестойки и дали начало первым известным животным на Земле – фауне Эдиакары.
Название своё эта фауна получила от Эдиакаран-Хиллз (холмов Эдиакары), расположенных в Южной Австралии. В 1946 г. один австралийский геолог заметил какие-то необычные окаменелости в слоях древнего песчаника. Некоторые из этих окаменелостей напоминали кораллы, медуз и червей, но остальные не были похожи ни на одно из живущих в настоящее время существ.
Эдиакарская фауна и каменный отпечаток древней медузы
Сначала решили, что эдиакарские животные – это живые существа кембрийского периода, времени, когда началось бурное развитие животного мира (приблизительно 570–540 млн лет назад). Однако более тщательное исследование показало, что найденные окаменелости ещё древнее и относятся к вендскому периоду. Он непосредственно предшествовал кембрийскому периоду. До находки этих окаменелостей вендский период казался биологической «чёрной дырой», так как учёным не удавалось найти никаких следов существования живых организмов.
После 40-х гг. XX в. эдиакарские животные были найдены в нескольких достаточно удалённых друг от друга районах Земли, в том числе в Гренландии, России и Намибии. По мере обнаружения всё новых окаменелостей биологи пытаются разгадать образ жизни существ, обитавших на Земле в то далёкое время, и понять, что с ними случилось в дальнейшем.
Это окаменевшее животное около 2 см в диаметре, медузина мавзони, внешне похоже на медузу, выброшенную на берег. Многие думают, что это животное или другие, похожие на него, были прямыми предками медуз, появившихся в начале кембрийского периода.
В отличие от большинства современных животных ни одно из эдиакарских животных не имело головы, хвоста или конечностей. Не было у них также ротовых отверстий и органов пищеварения. Они, вероятно, просто впитывали органические вещества из окружающей их воды. Некоторые из них могли служить прибежищем для водорослей. Этот симбиоз давал им большое количество энергии, которую водоросли аккумулировали из солнечного света. Среди эдиакарских животных были неразрывно связанные с морским дном и внешне очень похожие растения.
К таким видам относились чарния, похожая на студенистое перо, и свартпунтия, с четырьмя полукруглыми «гребешками». Самым же крупным из них была дикинсония, которая могла достигать размера коврика перед дверью. Притом она была не толще бумаги, что весьма существенно для животного, которое поглощает питательные вещества поверхностью тела.
Эдиакарские обитатели вели жизнь бедную событиями. У них не было никаких органов или средств для самозащиты и отражения нападения. В этом, впрочем, не было необходимости. Море в ту эпоху было безопасным местом, потому что эволюция ещё не породила хищников.
Это воображаемая картина жизни эдиакарских животных, найденных в различных частях земного шара. В центре дикинсония, самый крупный представитель этой фауны, достигавший иногда в длину 1 м. Слева похожие на три пера чарнии, как будто выросшие из ила, а на заднем плане мы видим трио свартпунтий кирпичного цвета. Сприггина – мелкое животное перед дикинсонией – похожа на примитивных трилобитов, хотя, как и у всех представителей эдиакарской фауны, у неё не было твёрдых частей тела.
Неудачный эксперимент?
Прошло уже более 70 лет после открытия первых эдиакарских животных, а учёные всё ещё продолжают спорить об их месте в животном мире. Некоторые исследователи убеждены, что эти существа вообще не были животными, а представляли собой организмы, более похожие на современные лишайники. Другие заявляют, что эти существа – представители абсолютно обособленного царства живых существ, так называемых вендобионтов, которые вымерли в начале кембрийского периода. Сторонники этой теории указывают на необычное строение тел эдиакарских животных, которые были похожи на наполненные жидкостью матрацы, разделённые на части. Они утверждают, что вендобионты были эволюционным экспериментом, протекавшим успешно, пока не появились более энергичные и агрессивные животные кембрийского периода.
Поскольку фактического материала очень мало, ни одна из этих теорий не убедила специалистов, занятых проблемами эволюции. Напротив, многие учёные полагают, что представители эдиакарской фауны были животными в полном смысле слова, но судьбы их в конце вендского периода сложились весьма неодинаково. Некоторые из них дали начало знакомым нам животным, которые широко распространились в кембрийский период, а другие вымерли.
Находки говорят: Уидлена-Паунд, огромный каньон в скалах песчаника шириной 17 км, находится в Южной Австралии. Это та же геологическая формация, в которой были найдены первые ископаемые эдиакарские животные. Песчаник, из которого состоят эти формы, сформировался более 540 млн лет назад, ещё до появления первых животных с раковинами и панцирями. Находки ископаемых животных в этих скалах изменили во многом наши представления об эволюции животного мира.
Как выглядели первые животные?
Земля неоднократно меняла внешний облик с момента своего образования, и эти перемены тщательно изучают специалисты, занимающиеся исторической геологией. Они определяют возраст геологических слоев по окаменелостям – остаткам древних животных и растений, ведь каждая эпоха отличалась собственными растениями и животными. Палеонтологи пытаются восстановить внешний облик вымерших древних организмов. Когда эти существа гибли в доисторическом океане, то оказывались на дне и покрывались слоем ила или песка, доставленного сюда реками.
На протяжении миллионов лет илистый грунт с включенными в него останками все уплотнялся, постепенно становясь камнем. При этом мягкие ткани животных исчезали, разлагаясь, но их отпечаток сохранялся, можно сказать, навеки. Надо заметить, что твердые раковины моллюсков или панцири ракообразных организмов нередко оставались нетронутыми.
За длительный период истории планеты случалось так, что морское дно под воздействием мощных тектонических сил и раскаленных недр Земли поднималось высоко к поверхности и превращалось в сушу. В этих случаях ученым гораздо легче отыскивать остатки и отпечатки древних организмов и по ним изучать мощные геологические процессы прошлых эпох. Получается, что слои горных пород для исследователей – это своеобразные страницы богато проиллюстрированной геологической книги, и следует только корректно расшифровать ее «текст», чтобы докопаться до многих тайн жизни.
В таких уникальных местах, как Большой Каньон, часто обнаруживают отпечатки древнейших животных
На протяжении миллионов лет слои песка и ила вперемешку с окаменелостями громоздились друг на друга. Такими они и остались: те, что ниже, – более древние, те, что выше, – более свежие. Раз за разом коллекционируя данные о том, в каких слоях доминируют те или иные виды окаменелостей, исследователи постепенно научились выяснять, к какому геологическому периоду они принадлежат. А уже после этого можно по ископаемым находкам выяснить возраст той или иной породы, в массе которой они были замечены.
Одно из немногих мест на Земле, где до наших дней «дожила» одна такая «каменная книга», – Большой Каньон реки Колорадо в американском штате Аризона. Здесь – будто специально для геологов – водный поток пронзил толщу известняков, песчаников и сланцев на глубину аж до 1800 м. Река образовала глубокую долину с отвесными склонами и необычайно узким дном, при этом размыв дно древнего моря, которое поднималось очень медленно и равномерно, не нарушая своего строения. В самом деле, тех процессов, которые всегда сопровождают гигантские сдвиги и разломы горных пород, тут не происходило. Поэтому горные породы залегают в том положении, в каком они находились здесь все время.
Геологи, внимательно просмотрев все содержимое крутого склона каньона, могут отследить те метаморфозы, которые происходили с населением древнего моря за гигантские исторические периоды.
Какое животное было первым на Земле?
Долгое время ученые не могли найти доказательств существования наиболее древнего обитателя Земли. И вот сегодня они не без оснований считают, что нашли останки существа, которое вдвое старше самых старых из известных окаменелостей.
В статье Виргера Расмуссена из университета Западной Австралии и его коллег, опубликованной в журнале «Сайенс», печатаются результаты исследований возраста образцов окаменелостей, обнаруженных несколько лет назад в одном песчанике в Юго-Западной Австралии.
Специалисты тщательно изучили следы, найденные ими в окаменелом песчанике. Сложный анализ содержания окаменелости показал наличие частиц слизи, оставленных каким-то червеобразным существом, которое проползло по поверхности песка более 1,2 млрд лет назад.
Окаменелости с червеобразными следами
Если верить другому автору исследования Иан Р. Флетчер, этот песчаник сначала был датирован возрастом 1,3 млрд лет. Однако, когда Расмуссен и его коллеги нашли окаменелости, они заметили там следы так называемой эдиакарской биоматерии, которая более молодая по возрасту: ей «всего» 600 млн лет.
Именно этот факт и подтвердил, что камни пород намного старше, и если след в камне оставило действительно живое существо, а не некая структура, порожденная природой в камне, тогда это окажется лучшим доказательством существования на Земле низших форм животных, возраст которых составляет более миллиарда лет!
«Конечно, сомнения, что это действительно живой след, остаются, – говорит И. Флетчер. – Однако мы приняли к рассмотрению практически все возможные объяснения образования подобного следа посредством сил стихии, но так и не смогли их обнаружить».
И все же окончательно доказать, что это след живого существа, ученым пока не удается.
Прежде всего, до сих пор найдено очень мало окаменелостей возрастом старше 600 млн лет, и, само собой, никаких костей и зубов в них не имеется, так как в ту далекую пору еще не было позвоночных форм жизни.
Далее, любые столь старые окаменелости, которые удалось отыскать, находят главным образом в простых песчаных отложениях, возраст которых трудно прояснить.
Те же самые ученые активно работают в области создания более надежных методов датирования осадочных пород, которые базируются на данных распада урана и тория в ископаемых породах.
Исследователи с оптимизмом заявляют, что их результаты приближаются к некоторым данным теоретического моделирования, выполненного микробиологами, которые также пытаются выяснить, когда первые животные появились на нашей планете. Это прибавляет вес версии о возможном следе, который оставило живое существо.
Найдены следы первых обитателей
Международная группа исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде, Массачусетского технологического и ряда других институтов почти одновременно пришли к выводу, что первые многоклеточные существа появились на Земле более 635 млн лет назад. Выходит, это произошло почти на сотню миллионов лет раньше, чем до этого предполагали биологи. В древних осадочных породах, обследованных на юге Омана, что на Аравийском полуострове, выявлено невероятно большое количество стероидов (соединений животного или растительного происхождения с высокой химической и биологической активностью), выработанных губками. Исследователи утверждают, что эти ископаемые – свидетельство того, что губки были распространены на дне морей задолго до так называемого кембрийского взрыва (он произошёл 540 млн лет назад).
Отпечаток древней губки
В ученом сообществе есть мнение, что это открытие может прояснить тот давний этап эволюции живого, когда на Земле возникли первые многоклеточные животные. При этом особенно важно познать среду, в которой развивались подобные эволюционные процессы.
«Губки развиваются на морском дне, на мелководье, а затем распространяются в более глубокие воды. Это значит, что уже тогда в воде было достаточно растворённого кислорода», – пояснил важность находки один из участников исследования Гордон Лав из Калифорнийского университета.
Лав считает, что «климатический шок» в неопротерозое (а с миллиарда по 542 млн лет назад на Земле царил ледниковый период, причём льды доходили до экватора) кардинально повлиял на древние экосистемы в океане, изменив его химию. А это, мол, открыло путь для «взлёта» животных, питающихся и живущих на морском дне, полагают биологи.
Как они распространялись по Земле?
Сколько видов животных обитает на Земле? Досконально на этот вопрос не может ответить никто. Можно говорить лишь об уже описанных и названных в соответствии с правилами зоологической номенклатуры существах. Случается, что иногда один и тот же вид описывают дважды и он фигурирует в списках и каталогах под разными названиями. Ведь единого центра, который регулярно регистрировал бы обнаруженные формы, нет. Число известных видов шагнуло за миллион, и ежегодно прибавляются тысячи новых. И это если не считать насекомых…
Увеличение числа видов происходит прежде всего за счет мелких форм, таких, например, как простейшие, круглые черви или клещи. Дело в том, что в прошлом коллекционеры обходили вниманием этих трудно определимых и эстетически мало привлекательных животных.
Использование новых методов сбора или исследование мест, которыми раньше пренебрегали, также может дать внезапный скачок числа новых видов. Таким «золотым дном» оказалась в последние десятилетия фауна морских побережий (животные, обитающие среди песчинок в приливно-отливной зоне).
Сравнительно недавно и случайно сделаны совершенно неожиданные открытия, оказавшиеся, по крайней мере для зоологов, сенсационными. Речь идет, разумеется, не о снежном человеке или морских чудовищах. В 1938 г. была поймана латимерия – первый живой представитель считавшихся вымершими около 70 млн лет назад кистеперых рыб, от которых якобы произошли земноводные. Вымершими еще раньше, в девоне, считали и класс моллюсков Monoplacophora, интересных тем, что на их раковинах обнаружены отпечатки мест, к которым прикреплялись мышцы. Это свидетельствует об элементарной сегментации их тела и, по мнению некоторых ученых, указывает на связь моллюсков с кольчатыми червями. И вот с 1952 г. мы знаем этих животных не только в виде окаменелостей. Они живут и сегодня! Представители родов Neopilina и Vema обнаружены в Тихом океане на глубине нескольких тысяч метров. Правда, предполагавшееся родство с кольчатыми червями пока не подтвердилось.
Латимерия – живой представитель считавшихся вымершими около 70 млн лет назад кистепёрых рыб
Чуть позднее появилась еще одна сенсационная находка: впервые обнаружили брюхоногих с двустворчатой раковиной. Было заманчиво увидеть в них связующее звено между брюхоногими и двустворчатыми моллюсками. Но и это предположение не получило подтверждения. Между тем обнаружили еще два вида этих необычных улиток. Они были найдены в нескольких местах, причем не в труднодоступных морских глубинах, а на мелководье – у берегов Японии и Австралии, в Калифорнийском заливе и у острова Ямайка.
По всему выходит, что зоологические открытия на Земле не окончены. На удачу могут еще надеяться и исследователи млекопитающих – сравнительно недавно, в 1938 г., был описан новый вид китов, тасманов клюворыл.
В классах птиц и млекопитающих число видов даже уменьшилось. Это произошло не столько за счет вымирания, сколько благодаря тому, что со временем ученые отказались от слишком дробного деления и многие виды были объединены.
Выходит, общее число известных и еще не открытых видов животных составляет, видимо, два, а то и три миллиона. Такое даже трудно представить!
Распределение животных на суше, в пресных водоемах и морях крайне неравномерно. Море – колыбель жизни, здесь проходили самые ранние этапы эволюции животного мира. Многие древние группы так и не нашли пути на сушу или в пресные воды. Это относится к головоногим, иглокожим и оболочникам, преуспевающим в морях и поныне, а также к некоторым мелким сохранившимся группам и к многим вымершим ветвям животного царства. Но, несмотря на огромные пространства Мирового океана, было бы грубой ошибкой сделать вывод, что число морских видов превышает число пресноводных или наземных.
Огромный срок, прошедший с момента их появления, и относительное постоянство условий окружающей среды, казалось бы, позволяли морским животным существовать значительно дольше и открывали перед ними безграничный простор для развития. Но нет! Именно благодаря этим обстоятельствам число видов в море сравнительно невелико: постоянство условий на большом пространстве и в течение длительного времени способствует сохранению, а не дроблению какой-либо группы животных. Огромное число видов наземных животных – результат разнообразнейших условий их существования, большого числа экологических ниш. Удивительно и не очень понятно, почему для насекомых, приспособившихся к самым невероятным условиям суши, обратный путь в море оказался недоступным. На любых побережьях, за исключением разве что наиболее холодных, мы найдем множество видов насекомых, а в толще морской воды их нет. Правда, в открытом море можно встретить клопов Halobatidae, напоминающих водомерок из наших луж и прудов. Они тоже носятся по поверхности воды, но и только. Не стали настоящими морскими жителями и пауки, хотя некоторые из них поселились среди коралловых рифов.
В крайне тяжелых условиях находятся и обитатели ледников. По-видимому, не имеют постоянных источников питания глетчерные блохи из отряда ногохвосток. В Альпах они известны почти каждому альпинисту – так заметны на снегу темные пятна огромных скоплений этих бескрылых насекомых.
Представители разных классов ухитряются существовать и в океанских впадинах, на глубине около 11 тыс. м, несмотря на чудовищное давление воды и вечный мрак. А вот в глубь земли животные проникают всего на несколько метров. Дождевые черви, термиты и муравьи-листорезы, пытаясь добраться до влажных горизонтов, закапываются иногда на 5–8 м. Но глубже их нет! Большинство почвенных обитателей не спускаются глубже одного метра…
В высокогорьях на все живое угнетающе действуют холод, длительно сохраняющийся снеговой покров, а также нехватка пищи и кислорода. «Чемпионами» по высоте обитания среди млекопитающих считают пищух. Эти зайцеобразные живут как в Азии, так и в Северной Америке. В Гималаях они встречаются на высоте 6300 м.
В горах Алтая на высоте 3000–4000 м обитают многие млекопитающие: баран аргали и горный козел, волк и лисица, горностай и степной хорек, по одному виду зайцев и сурков, несколько видов полевок. Еще выше поднимаются в горы некоторые птицы: орлы и грифы в Гималаях и кондоры в Андах достигают 7000 м.
В лишенные растительности области животные не могут проникать, отрываясь от растительной пищевой базы дальше нескольких километров. Совсем удаленным от этой базы кажется животный мир морских глубин. Он довольствуется падающим сверху «дождем» пищи, на что указывает и план строения многих глубоководных животных. Так, вверх направлены ротовые щупальца древних морских лилий и некоторых голотурий, или морских огурцов.
Иные обитатели пустынь и ледников обходятся тем, что им принесет ветер, – цветочной пыльцой или просто пылью, а то и «воздушным планктоном», поднятым в воздух порой за сотни километров. На ледниках и снежных равнинах высокогорий нередко можно видеть оцепеневших от холода насекомых. Они заброшены сюда воздушными течениями и станут легкой добычей обитателей ледников – других насекомых или обычных в альпийской зоне пауков-сенокосцев.
Преодоление пространств
Сегодня нам кажется само собой разумеющимся, что млекопитающие, пресмыкающиеся, земноводные или насекомые встречаются на всех материках. Но как животные преодолевали огромные расстояния по суше и по воде? Необъятные периоды времени объясняют многое, но не все. Например, современное разорванное распространение тапиров могло сложиться так потому, что когда-то при более благоприятных климатических условиях эти животные заселили огромную область от Южной Америки через Северную Америку до Юго-Восточной Азии.
Особого объяснения требует лишь преодоление Берингова пролива. Зато маловероятно, что такой же далекий путь совершили тропические семейства жуков, которые ныне встречаются в Южной Америке и Африке. А как попали названные группы животных в Австралию?
Ответ на эти вопросы искали, исходя из современного облика земной поверхности. Правда, очертания материков изменялись и после того, как сформировалась многообразная наземная фауна. Об этом свидетельствуют происходящие в настоящее время процессы опускания и поднятия суши, возникновения и исчезновения островов, находки окаменелых морских животных высоко в горах. Но за пределами континентального шельфа цоколь материков столь круто обрывается в глубину моря, что колебания земной коры и процессы горообразования вряд ли могли существенно влиять на форму материков. Отсюда и появилась необходимость объяснить расселение животных через моря.
Наличие крокодилов в Конго и Амазонке уже объяснено
Как мы уже установили, животные могут преодолевать значительные морские пространства самостоятельно или благодаря случайно представившейся возможности. Именно таким путем, передвигаясь от одного острова к другому, они смогли в конце концов заселить и очень удаленные от материков острова. Большое значение поэтапному заселению островов, или принципу «прыжков по островам», придавали американские авторы (сошлемся на так называемый «исландский прыжок»).
Многие ученые, однако, предполагают, что временами между материками возникали сухопутные мосты. Ведь бедность большинства островных фаун свидетельствует о малой вероятности уже первого этапа прыжка по островам. Еще меньше она для следующего этапа благодаря небольшой величине исходной популяции, которая могла возникнуть на острове.
В противоположность этому расселение по надежному материковому мосту более вероятно. И вот ученые принялись умозрительно создавать надежные сухопутные связи между материками. Сумчатые есть в Америке и Австралии? Пожалуйста, нужно только протянуть мост через Тихий океан. Ну а что верно для Тихого океана, то подходит и для Атлантического, и вот уже наличие крокодилов в Конго и Амазонке объяснено! В результате карта наполнилась материковыми мостами, которые, по мнению их авторов, возникли одновременно или один за другим. Если изобразить все их вместе, свободной осталась бы очень малая часть водного пространства. «Они делают свои мосты, как повар яичницу», – сетовал уже Дарвин. И хотя во многих случаях такие то исчезающие, то вновь возникающие материковые связи позволяют лучше объяснить особенности распространения животных, в общем с мостами явно перестарались. Правда, Азия и Америка, несомненно, долгое время были связаны сухопутным мостом в районе Берингова моря. Да и вообще то, что длинный узкий мост не так уж невозможен, доказывается существованием центральноамериканского перешейка. Однако в целом эта гипотеза неудовлетворительна, потому что часто, кроме особенностей распространения животных и растений, нет никаких доказательств возможности возникновения мостов на слишком больших расстояниях и глубинах.
Дрейфующие континенты
Казалось, все стало ясным, когда в 1915 г. Альфред Вегенер предложил свою сенсационную теорию дрейфующих континентов. Сразу нашло объяснение бросающееся в глаза соответствие береговых линий Южной Америки и Африки, а также ряд других особенностей облика нашей планеты, стало понятно распространение многих животных и растений. Реальность этой гипотезы подтвердилась расположением следов пермского оледенения, которые найдены в Индии, Африке и на Мадагаскаре, в Австралии и Южной Америке. Если бы материки тогда размещались, как теперь, едва ли можно было бы объяснить, почему следы оледенения, центр которого находился на Южном полюсе, заходят так далеко к северу (в Индии, например, даже севернее экватора).
По мнению Вегенера, в глубокой древности, еще до мезозоя, существовал огромный южный материк Гондвана
По мнению Вегенера, в глубокой древности, еще до мезозоя, существовал огромный южный материк Гондвана, который объединял Антарктиду, Австралию, Индию, Мадагаскар, Африку и часть Южной Америки. На севере этот гигантский континент был ограничен морем Тетис, великим океаном древней Земли, через который проходила лишь временная сухопутная связь с северными материковыми глыбами. Древний материк постепенно раскололся, и его куски стали медленно расползаться по вязкому нижнему слою земной коры (кремниево-магниевый, или базальтовый, сима-слой). Они, особенно более легкие, дрейфовали, словно льдины. Антарктида очень рано отделилась от Африки, но еще долго сохраняла связь с Австралией и Южной Америкой. Этот путь могли использовать уже многие животные. Потом отделилась Австралия, затем Южная Америка, за ней Индия и, наконец, от Африки откололся Мадагаскар. На севере Америка временами была еще связана с Европой и азиатским щитом. Согласно Вегенеру, материки до сих пор находятся в движении.
К сожалению, многие геологи и геофизики с течением времени пункт за пунктом опровергали предположения Вегенера. Продолжали верить ему лишь немногие биологи, а именно зоогеографы, пытавшиеся реконструировать историю расселения тех групп животных (например, жуков), формирование которых началось еще до разрыва сухопутных связей между материками.
Но вот всего несколько лет назад появились новые данные, свидетельствующие в пользу гипотезы дрейфующих материков. Особенно доказательными оказались результаты изучения палеомагнетизма. Современные методы геофизических исследований позволяют установить, какое направление имели силовые линии магнитного поля Земли во время остывания горных пород. Так как магнитное поле Земли довольно непостоянно, к тому же для некоторых точек характерно более сильное отклонение (магнитное склонение), то при реконструкции магнитного поля получается весьма своеобразная мозаика. Если сравнить результаты, полученные для западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки, их соответствие настолько явно выражено, что сомневаться в существовании прежней связи между этими материками уже нельзя.
И все же к объяснению возникновения разорванных ареалов за счет дрейфа материков следует подходить с большой осторожностью. Дело в том, что многие группы, имеющие разорванные ареалы, могли появиться лишь после того, как материки разошлись. Сейчас даже о таких древних группах, как беспозвоночные, трудно с полной уверенностью говорить, что их распространение определяется именно дрейфом материков.
С начала мезозоя суша и море неоднократно сменяли друг друга. В меловом периоде была затоплена большая часть и других материков. Море наступало и в третичном периоде, но повышения его уровня (трансгрессии) не были столь значительны. Во время оледенения уровень моря сильно понизился. В результате оказался возможным обмен между фаунами Евразии и Северной Америки благодаря обнажению Берингова моста, уже не раз поднимавшегося из воды в третичный период. Из-за того, что низовья рек, текущих в северном направлении, были погребены под ледниками, возникли большие подпружные озера (особенно когда лед начал таять). По этим озерам и древним речным долинам расселялись многие водные животные. Одно из таких озер позднее стало Балтийским морем.
Другое гигантское подпружное озеро через различные речные системы связывало Северный Ледовитый океан с Каспийским морем, Байкалом и другими озерами. Этим путем в них могла проникнуть кольчатая нерпа, которой нет в Черном море.
В периоды между оледенениями уровень воды снова поднимался, и большие пространства суши погружались в море. В результате прекращения гигантского давления, которое ранее оказывали ледниковые массы, в Северной Европе началось поднятие суши, продолжающееся до сих пор. Столь же большие, а иногда и более глубокие изменения происходили в облике земной поверхности в других частях света. Так, в плиоцене возникла сухопутная связь между Северной и Южной Америкой, которая разорвала ареалы множества морских животных, но зато позволила расселиться немалому числу наземных обитателей.
Степень обособления (в пространстве и времени) какой-либо области от соседних определяют по наличию эндемиков, то есть животных или растений, распространенных только в определенном географическом районе. Например, в Австралии эндемиков много во всех группах, тогда как в Евразии их, напротив, очень мало. О необычайной древности Байкала свидетельствует тот факт, что из 725 известных там видов (не считая простейших) почти 90 % являются эндемичными. Та же картина характерна и для старейшего в Европе Охридского озера. Еще более доказательно существование целых эндемичных семейств, которые могли развиться лишь при очень длительной изоляции.
О возможностях обмена животными в прошлом между различными областями земного шара позволяет судить степень сходства на уровне видов или родов. Конечно, выводы будут различны в зависимости от того, идет речь об эндемизме или общности среди млекопитающих, расцвет которых начался лишь в третичном периоде, или же среди стрекоз, принадлежащих к древнейшим насекомым и населявших леса уже в каменноугольный период.
(По материалам: www.parta.com.ua)
Проблемы с эволюцией: как были, так и остаются
Мало кто избежал знакомства с теорией эволюции Чарлза Дарвина. Его книга «Происхождение видов путем естественного отбора» впервые появилась в конце ноября 1859 г. и быстро выдержала три издания.
Интересно, что Дарвин никогда не занимался изучением биологии профессионально, проявляя только искренний любительский интерес к флоре и фауне.
В 1832 г. естествоиспытатель в качестве добровольца попал на исследовательское судно «Бигль». Экспедицию, в ходе которой судно должно было посетить разные континенты, снаряжало правительство Великобритании. Юный Чарлз, очутившись на Галапагосских островах, поразился многочисленности и разнообразию животного мира, особенно же его заинтересовало наблюдение за вьюрками. Он заметил, что видов птиц – огромное количество и все они отличаются клювами. Дарвин предположил существование зависимости длины клювов от условий окружающей среды. Исходя из этого, он пришел к умозаключению, что живые организмы не сотворены Богом по отдельности, а ведут свою родословную от единого предка и лишь со временем видоизменялись под влиянием местных природных условий.
Чарлз Дарвин и его книга «Происхождение видов» (1859 г.)
Рассказывает Майкл Бейджент, автор книги «Запретная археология»:
– Выдвигая в качестве фактора нашего происхождения скорее случай, нежели божественный замысел, теория Дарвина вступала в открытую конфронтацию с буквальным пониманием библейского рассказа о творении. А из-за одного-единственного указания на эволюционную связь между человеком и приматами ее стали широко высмеивать как «обезьянью теорию».
Во время спора с биологом-эволюционистом соратником Дарвина Томасом Гексли епископ Оксфордский Вильберфорс вопросил с изысканным сарказмом: «А вы полагаете, что произошли от обезьяны по линии дедушки или бабушки?»
И то верно, конечно, что теория Дарвина имела враждебные для религии цели, ведь она подразумевала, что жизнь является случайным процессом, не имеющим никакой другой цели, кроме выживания.
Теория Дарвина покоится на двух фундаментальных моментах:
1. В природе происходят небольшие изменения случайного характера в структуре или функции. Те, кто получает преимущество, путем естественного отбора сохраняются; те же, кто нет, отбрасываются.
2. Этот процесс эволюционных изменений постепенный, долговременный и непрерывный: он происходит сейчас точно так же, как происходил в прошлом. Накопление этих небольших изменений за длинные промежутки времени приводит к созданию новых видов.
Теория эта была, безусловно, привлекательна: в ней имелись логика, простота, а главное, она казалась самоочевидной. Уже через десятилетие Дарвин снискал широкую и мощную научную поддержку, которая продолжается и по сей день. Единодушное мнение ортодоксальной науки было подытожено в 1959 г. сэром Джулианом Хаксли, профессором зоологии и физиологии в лондонском Кингс-колледже, когда он заявил, что дарвиновская теория эволюции «более не теория, а факт». Профессор зоологии из Оксфорда Ричард Докинс выразился столь же недвусмысленно в 1976 г., высказав мнение, что «сегодня теория эволюции едва ли не так же мало подвергается сомнению, как теория о том, что Земля вращается вокруг Солнца…».
Потому подобно взрыву прозвучали слова Стивена Джея Гулда, профессора зоологии и геологии в Гарвардском университете, заметившего в 1977 г., что «постепенные изменения никак не подтверждались ископаемыми свидетельствами». Это заявление составляет прямой вызов одной из фундаментальных версий, на которых держится теория Дарвина.
В 1982 г. Дэвид Шиндел, профессор геологии из Йельского университета, в своей публикации в престижном журнале «Нейчур» поведал, что ожидаемые постепенные «фазы перехода между предполагаемыми предками и потомками… отсутствуют».
Что же случилось? Неужели ученые все просмотрели какой-то важный момент? Что-то упустили? Значит, спор по поводу эволюции еще не решен? Увы. Происхождение видов остается не меньшей загадкой сейчас, чем во времена Дарвина…
А где промежуточные формы?
Полный крах теории эволюции Дарвина и усовершенствованных разновидностей до сих пор не смущает ее сторонников. Чтобы убедить себя в том, что Бога нет, они смело изобретают самые невероятные и сказочные сюжеты. Вот отрывок из статьи, опубликованной в одном из номеров авторитетного журнала «Нейшнл джиогрэфик»: «Киты зародились 60 млн лет назад, когда волосатые четвероногие млекопитающие стали заплывать в море в поисках пищи. По прошествии веков с этими четвероногими млекопитающими постепенно происходили изменения. Исчезли задние конечности, передние же превратились в плавники; шерсть пропала, кожа стала толстой, мягкой подобно резине и постепенно приблизилась к коже кита; ноздревые отверстия сдвинулись к макушке головы; хвост расширился и превратился в щеткообразный хвост кита, а тело, постоянно увеличиваясь в воде, достигло огромных размеров». Вот так, оказывается, все было просто!
– Дарвин утверждал, – продолжает М. Бейджент, – что развитие всякого вида из своего предка является длительным и постепенным процессом изменения, который проходит через бесчисленное количество промежуточных форм. Он сознавал, что если его теория верна, то должны были существовать тысячи этих самых форм.
Карикатура 1871 г. на Чарлза Дарвина и его теорию эволюции
И более того, он сознавал, что от существования этих форм как раз и зависела прочность его теории. Так, Дарвин писал, что «между всеми живущими и вымершими видами должно было быть немыслимое число промежуточных и переходных связей. Но без сомнения, если эта теория верна, таковые существовали на нашей Земле». Однако почему же тогда, задавался он вопросом, выражая свои собственные сомнения, «мы не находим их без счета в отложениях земной коры?». Он мучительно сознавал недостаток подобных ископаемых в геологических пластах, но обманывал себя и своих читателей: «Ответ преимущественно в том, что [ископаемые] данные не столь полны, как принято думать».
Тем не менее факт этот не давал ему покоя, и он даже посвятил ему целую главу в своей книге, рассуждая в ней на тему «неполноты геологических данных». Невзирая на его вескую аргументацию, он явно по-прежнему испытывал некоторую неловкость по поводу этой ситуации, коль скоро счел необходимым высказать в печати свою уверенность в том, что в «будущие века… будут обнаружены многочисленные ископаемые связи». Но увы…
Пребывая в восторге от теории и в уверенности, что, охватив больше геологических пластов, содержащих остатки ископаемых, они успешно устранят эту «неполноту», геологи и палеонтологи (ученые, изучающие ископаемые) приложили титанические усилия, чтобы заполнить пробелы в ископаемых данных. Как ни удивительно, если учесть те огромные ресурсы, которые задействовались для решения задачи на протяжении многих лет, усилия эти не дали результата. Профессор Гулд поведал, что «чрезвычайная редкость переходных форм в ископаемой истории продолжает оберегаться как профессиональный секрет палеонтологии».
В 1978 г. коллега Гулда, профессор Найлс Элдридж, признался в интервью, что «никому не удавалось найти каких-либо “промежуточных” существ: среди ископаемых свидетельств не обнаруживается никаких “отсутствующих связей”, и многие ученые теперь все больше склоняются к убеждению, что эти переходные формы никогда не существовали».
Профессор Стивен Стэнли пишет: «В действительности в ископаемой истории нет ни одного убедительного подтвержденного случая перехода одного вида в другой. Кроме того, виды существовали поразительно длительные периоды времени. Никому, например, не удавалось найти ископаемого жирафа с шеей среднего размера…»
Не эволюция, а «псевдопоследовательность»
Ископаемая история в том виде, как она нам известна, начинается в период, именуемый геологами кембрийским, который, по их подсчетам, был примерно 590 млн лет назад, продолжает свой рассказ М. Брейджент. Несколько крошечных окаменелых останков было обнаружено в породах более раннего времени: несколько бактерий и несколько очень необычных существ, не похожих ни на что из того, что было найдено до или после, – эдиакарская фауна, возраст которой насчитывает около 565 млн лет. Но все они, по-видимому, вымерли вскоре после этого. Создается впечатление, что в книге Жизни было нацарапано несколько тренировочных упражнений, перечеркнутых затем жирной линией: с этого момента началась реальная эволюция, или, по крайней мере, началось нечто.
И это нечто имело драматический характер: что касается животного царства, то все возникло одновременно. Столь внезапным и загадочным было появление разнообразия форм жизни в то время, что ученые, как мы видели, говорят о кембрийском взрыве, произошедшем, согласно их данным, около 530 млн лет назад.
Самым поразительным открытием явилось то, что тогда зародились животные всех известных форм, ископаемые или живущие ныне. В этот период жизнь избрала свои основные формы и больше их не меняла.
Более того, хотя полагают, что полностью период кембрия продолжался около 85 млн лет, но фактическое появление всех этих новых форм, вероятно, состоялось примерно за 10 млн лет или меньше.
Другими словами, история жизни на Земле обнаруживает около 2 % творчества и 98 % последующего развития.
Именно по своему строению впервые были классифицированы все живые существа. Была разработана сложная система, которая делит все формы жизни на два огромных царства – животное царство и растительное царство. Они, в свою очередь, подразделяются сначала на филюмы (от греческого слова «племя»), а затем на все более мелкие единицы вплоть до видов и подвидов.
Древние акулы мегалодоны (два верхних силуэта) и современные их предки не имеют каких-либо принципиальных различий
Животное царство обычно делят на тридцать семь филюмов. Все эти филюмы возникли в период кембрия. С тех пор эволюция шла лишь по линии видоизменения основного плана. Кроме того, нет никаких свидетельств какого бы то ни было предшествующего их развития. Нет никаких данных о том, что они «эволюционировали» в дарвиновском понимании этого термина. Все они появились в ископаемой истории в готовом виде – полностью сформированными существами со своими весьма отчетливыми признаками.
Ученые пребывают в недоумении. Обращая наше внимание на тот факт, что «все эволюционные изменения со времени кембрия являлись лишь вариациями на все те же базовые темы», профессор Джеффри Левинтон из Нью-Йоркского университета вопрошает: «Почему же древние формы так устойчивы?» Но у него нет ответа.
Что весьма определенно вытекает из геологических данных, так это то, что такая стабильность является нормой. Ископаемые формы животных или растений появляются, существуют и развиваются миллионы лет, а затем исчезают, однако строение их мало меняется. Если и наблюдаются какие-то изменения, то они имеют постепенный характер и ограничиваются по преимуществу размерами: увеличивается все животное или растение – или отдельные его признаки. Не наблюдается того, чтобы одна форма изменялась в другую, даже относительно близкую: мышь никогда не эволюционировала в крысу; воробей никогда не становился дроздом.
К тому же подобные изменения носят, судя по всему, весьма избирательный характер. Огромное число и по сей день обитающих на Земле существ не претерпели никаких значительных изменений в своем строении за все длительное время своего существования. Это идет вразрез со всеми ожиданиями Дарвина.
Устрицы и двустворчатые моллюски сейчас имеют практически такое же строение, как и когда они появились впервые около 400 млн лет назад. Целакант и двоякодышащие рыбы обитают на Земле без каких-либо существенных изменений уже около 300 млн лет. Акулы сохраняют свой нынешний вид уже 150 млн лет. Осетр, каймановая черепаха, аллигаторы и тапиры – все эти виды демонстрируют завидную стабильность формы уже свыше 100 млн лет. Современные опоссумы отличаются от тех, что обитали 65 млн лет назад, только в самых незначительных чертах. Первая черепаха имела тот же панцирь, что и сегодня; первые змеи почти ничем не отличаются от современных змей; летучие мыши тоже практически не изменились, так же как и лягушки и саламандры.
Что же в таком случае, эволюция остановилась или действует какой-то иной механизм или фактор?
(По материалам: xromo.com)
Удивительные приключения лошади настоящей
Пример, часто используемый для демонстрации эволюции, – лошадь. Предполагается, что она произошла от маленького четырехпалого гиракотерия, который жил 55 млн лет назад и развился в современную Equus, живущую уже около 3 млн лет. Повсюду можно наблюдать элегантные и убедительные схемы и музейные экспозиции, изображающие поступательную эволюцию лошади. Они искусно демонстрируют, как пальцы постепенно свелись к одному, как заметно увеличился размер животного и как с изменением рациона изменились зубы.
Причисление гиракотерия к предкам современной лошади вызывает большие сомнения
Однако теперь эксперты, как правило, признают, что эта линия медленного, но верного превращения животного размером с собаку в сегодняшнюю крупную лошадь является «по большей части апокрифической». Проблема в том – и это обычная проблема реконструкции эволюции по ископаемым данным, – что имеется множество пробелов между различными видами ископаемой лошади, которые включены в этот ряд. Начиная с первого вида, гиракотерия, чей собственный предок остается загадкой, неизвестно никакой связи с предполагаемой «второй» лошадью и т. д.
То, что мы имеем, не является линией развития, это не является даже генеалогическим древом, приводящим к современной Equus, но представляет собой огромный куст, у которого очевидны только кончики многочисленных ветвей, а всякий вопрос относительно существования его ствола остается открытым. Во всякий отдельно взятый период существовало несколько различающихся видов лошади – одни с четырьмя пальцами, другие с меньшим их числом, одни с большими зубами, другие с маленькими. Лошади также сначала увеличились в размерах, потом уменьшились, а затем снова увеличились. И как постоянный источник раздражения – отсутствие объединяющихся видов.
Наконец, мы также должны признать, что предполагаемая лошадь-предок не так уж сильно отличается от современной лошади. Не считая нескольких второстепенных изменений касательно ступней и зубов и увеличения размера, мало что существенно изменилось. Это очень незначительное отличие, подаваемое как доказательство эволюции, даже если оно и соответствует действительности, едва ли впечатляет на фоне тех 52 млн лет, которые ушли на это.
Говоря прямо, рассматривать эту псевдопоследовательность как доказательство эволюции – это в большей степени акт веры, чем научный факт.
(По материалам: SunHome.ru)
Внезапное происхождение: виды есть, а предков нет
Ископаемую историю характеризуют две особенности. Первое, как мы уже видели, стабильность растительных или животных форм, когда они уже появились. Второе – внезапность, с которой эти формы появляются и, собственно говоря, в последующем исчезают.
Ископаемые наземные растения возникли без каких-либо признаков предшествовавшего развития
Новые формы возникают в ископаемой истории, не имея очевидных предков; точно так же неожиданно они исчезают, не оставляя каких-либо очевидных потомков. Можно сказать, что практически ископаемые свидетельства представляют собой историю огромной цепочки творений, объединенных лишь выбором формы, а не эволюционными связями. Профессор Гулд так подытоживает ситуацию: «Во всяком отдельном районе вид не возникает постепенно путем планомерной трансформации его предков; он появляется вдруг и сразу и полностью сформировавшимся».
Мы можем наблюдать этот процесс едва ли не повсеместно. Когда, скажем, около 450 млн лет назад появились первые ископаемые наземные растения, то они возникли без каких-либо признаков предшествовавшего развития. И однако даже в ту раннюю эпоху налицо все основные разновидности.
Согласно теории эволюции этого не может быть, если только мы не допустим, что ни одна из ожидаемых связующих форм не превратилась в окаменелость. Что представляется весьма маловероятным.
То же самое с цветущими растениями: хотя период, предшествовавший их появлению, отличается большим разнообразием ископаемых, не было найдено никаких форм, которые могли бы быть их предками. Их происхождение также остается неясным.
Та же аномалия обнаруживается и в животном царстве. Рыбы с позвоночником и мозгом впервые появились около 450 млн лет назад. Их прямые предки неизвестны. И дополнительным ударом по эволюционной теории оказывается то, что у этих первых бесчелюстных, но имевших панцирь рыб был частично костный скелет. Обычно излагаемая картина эволюции хрящевого скелета (как у акул и скатов) в костный скелет является, откровенно говоря, неверной. В действительности эти не имеющие костного скелета рыбы появляются в ископаемой истории на 75 млн лет позднее.
Кроме того, существенным этапом в предполагаемой эволюции рыб было развитие челюстей. Однако первая челюстная рыба в ископаемой истории появилась внезапно, при этом невозможно указать на какую-либо более раннюю бесчелюстную рыбу как на источник ее будущей эволюции. Еще одна странность: миноги – бесчелюстные рыбы – прекрасно существуют и поныне. Если челюсти давали такое эволюционное преимущество, то почему же тогда не вымерли эти рыбы?
Не менее загадочно и развитие амфибий – водных животных, способных при этом дышать воздухом и обитать на суше. Как объясняет в своей книге «За гранью естественного отбора» доктор Роберт Уэссон, «этапы, на которых рыбы дали жизнь земноводным, неизвестны… самые первые сухопутные животные появляются с четырьмя хорошо развитыми конечностями, плечевым и тазовым поясом, ребрами и отчетливо выраженной головой… Через несколько миллионов лет, свыше 320 млн лет назад, в ископаемой истории неожиданно появляется дюжина отрядов земноводных, причем ни один, по-видимому, не является предком какого-либо другого».
Млекопитающие демонстрируют ту же внезапность и стремительность развития. Самые ранние млекопитающие были маленькими животными, ведшими скрытный образ жизни в эру динозавров – 100 или более млн лет назад. Затем, после загадочного и все еще не объясненного вымирания последних (около 65 млн лет назад), в ископаемой истории в одно и то же время – около 55 млн лет назад – появляется дюжина с лишним групп млекопитающих.
Среди ископаемых этого периода находят окаменелые образчики медведей, львов и летучих мышей, имеющих современный вид.
И что еще больше усложняет картину – они появляются не в одном каком-то районе, а одновременно в Азии, Южной Америке и Южной Африке. В довершение ко всему этому нет уверенности, что мелкие млекопитающие эпохи динозавров и вправду были предками позднейших млекопитающих.
Вся ископаемая история изобилует пробелами и загадками. Неизвестно, к примеру, никаких ископаемых связей между первыми позвоночными и примитивными существами более раннего периода – хордовыми, которых считают предками позвоночных.
Существующие сегодня земноводные разительно отличаются от первых известных амфибий: между этими древними и позднейшими формами в ископаемой истории зияет пробел в 100 млн лет.
Как представляется, дарвиновская теория эволюции буквально на глазах рассыпается в прах. Вероятно, как-то можно спасти дарвиновскую идею «естественного отбора», но только в существенно видоизмененной форме. Ясно, что нет никаких свидетельств развития каких-либо новых форм растений или животных. Лишь когда живая форма появилась, тогда только, возможно, играет свою роль естественный отбор. Но работает он только на том, что уже существует.
Не только ученые, но и студенты колледжей и университетов проводят селекционные эксперименты на плодовой мушке – дрозофиле. Им объясняют, что они демонстрируют наглядное доказательство эволюции. Они создают мутации вида, дают ей глаза различной окраски, ножку, растущую из головы, либо, возможно, двойной торакс. Быть может, им даже удается вырастить мушку с четырьмя крыльями вместо обычных двух. Однако эти изменения – лишь модификация уже существующих видовых признаков мушки: четыре крыла, к примеру, не более чем удвоение изначальных двух. Никогда не удавалось создать какой-нибудь новый внутренний орган, как не удавалось превратить плодовую мушку в нечто, напоминающее пчелу или бабочку. Невозможно даже превратить ее в другой вид мухи. Как и всегда, она остается представителем рода дрозофил. «Естественный отбор, может быть, и объясняет происхождение адаптационных изменений, но он не может объяснить происхождения видов». И даже это ограниченное применение сталкивается с проблемами.
Как, например, естественный отбор способен объяснить тот факт, что люди – единственный вид живых существ – имеют разные группы крови? Как он способен объяснить то, что один из самых ранних известных науке ископаемых видов – трилобит кембрийского периода – имеет глаз с таким сложным устройством и настолько эффективный, что не был превзойден никаким более поздним представителем его филюма?
И как могли эволюционировать перья? Доктор Барбара Сталь, автор академического труда по эволюции, признается: «Как они возникли, предположительно из чешуи рептилий, – анализу не поддается».
Уже в самом начале Дарвин понимал, что столкнулся с серьезными проблемами. Развитие сложных органов, к примеру, до предела подрывало его теорию. Ибо до тех пор, пока такой орган не начал функционировать, за какой надобностью должен был поощрять его развитие естественный отбор? Профессор Гулд вопрошает: «Какая польза от несовершенных зачаточных стадий дающих преимущество структур? Какой прок от полчелюсти или полкрыла?»
Или, возможно, от полглаза? Тот же вопрос возник где-то и в сознании Дарвина. В 1860 г. он признался коллеге: «Глаз до сего дня приводит меня в холодную дрожь». И немудрено.
Куда пошла эволюция?
О проблемах с ископаемыми данными было известно с самого начала, ведет дальше свой рассказ М. Бейджент на страницах книги «Запретная археология». В течение столетия или чуть дольше ученые попросту уповали на то, что проблемы носят временный характер, что будут сделаны открытия, которые заполнят пробелы. Или, возможно, будет найдено некое доказательство того, что причина этих пробелов не в проблемах с эволюцией, а в нерегулярности геологического процесса. В конце концов, однако, терпение стало иссякать. Согласие в научном мире было нарушено в 1972 г., когда Стивен Джей Гулд и Найлс Элдридж представили на конференции по эволюции совместный доклад, носивший революционный характер. Их доклад прямо опровергал дарвиновскую теорию.
Они высказали утверждение, что, хотя ископаемые данные, безусловно, отнюдь не удовлетворительны, наблюдаемые внезапные появления новых видов не являются свидетельством неполноты ископаемых данных, напротив, они отражают реальность. Происхождение видов могло быть не постепенным эволюционным процессом, в котором длительные периоды стабильности изредка перемежались внезапными масштабными изменениями в живущих формах. С помощью этого аргумента Гулд и Элдридж могли объяснить отсутствие «недостающих звеньев»: они утверждали, что их попросту не было.
Чтобы у обезьяны – случайно – вышло осмысленное слово из двенадцати букв, понадобилось бы почти 17 млн лет
Как бы хорошо эта идея ни объясняла, возможно, ископаемую историю, она по-прежнему базируется на представлении о том, что развитие жизни носит беспорядочный, случайный характер. Однако может быть продемонстрировано, что эволюция, каким бы образом она ни происходила, вряд ли была случайным процессом.
Программы развития для растительных и животных форм содержатся в генетическом коде. Этот код очень сложен, а количество вариаций, которые могли бы быть задействованы, огромно. Мог ли этот код эволюционировать случайным образом? Простое знакомство с цифрами показывает, что этого не могло быть. Если бы, к примеру, обезьяна сидела за пишущей машинкой, ежесекундно стуча наобум по клавишам, то сколько бы потребовалось времени, чтобы у обезьяны – случайно – вышло осмысленное слово из двенадцати букв? Для этого ей бы понадобилось почти 17 млн лет.
Сколько бы времени потребовалось все той же обезьяне, чтобы у нее – случайно – получилось осмысленное предложение из 100 букв – цепочка знаков куда менее сложная, чем генетический код? Вероятность этого столь низка, что шансы против нее превышают общее число атомов во всей Вселенной.
Фактически же следует говорить о невозможности того, чтобы случайным образом могла получиться осмысленная последовательность из 100 символов.
Остается сделать вывод, что столь же невозможно и то, чтобы случайно мог получиться сложный генетический код жизни, как того требует теория эволюции.
Астроном Фред Хойл со свойственной ему меткостью выражений писал, что вероятность случайного создания высших форм жизни подобна вероятности того, чтобы проносящийся по свалке торнадо мог собрать «Боинг-747».
А в таком случае, если генетический код не создан случайным процессом, тогда он, надо полагать, создан неслучайным процессом. К чему же могла бы привести нас эта мысль?
Направляемый процесс. Но кем?
В 1991 г. книга Уэссона «За гранью естественного отбора» стала новым и мощным вызовом, брошенным официальной науке. Уэссон указывает, что нельзя рассматривать какое бы то ни было животное по отдельности. Он предлагает нам взглянуть более широко: «Организмы эволюционируют как часть общности, то есть как экосистема… которая неизбежно эволюционирует сообща. Скорее нужно говорить не о происхождении видов, а о развитии экосистем…»
Производя поистине радикальный пересмотр, Уэссон предлагает применить к эволюции выводы теории хаоса, чтобы понять смысл всех тех поразительных и странных явлений, которые мы наблюдаем как в ископаемых данных, так и в ныне существующих организмах.
Теория хаоса является инструментом, с помощью которого могут быть поняты очень сложные системы, например, такие, как эволюция. Но поняты как единое целое, а не как раздробленные факты, как это часто случается.
Объяснение хаоса было обнаружено в 1961 г. Эдвардом Лоренцем, ученым, работавшим в области предсказания погод
Традиционная физика заходит в тупик, когда пытается понять и предсказать поведение в таких сложнейших системах, как, скажем, изменения погоды, турбулентность текущей в трубе воды или рост населения – приводим лишь несколько примеров. Теория хаоса создала методику, которая способна уловить скрытую структуру во внешне, казалось бы, хаотичных явлениях, из которых складываются эти системы, – структуру, которая выглядит как модель.
Объяснение хаоса было обнаружено в 1961 г. Эдвардом Лоренцем, ученым, работавшим в области предсказания погоды. Он решил повторить результат компьютерного расчета, чтобы подробнее изучить один конкретный отрезок последовательности. Чтобы сэкономить время, он начал с середины программы, и вместо того чтобы ввести данные полностью, до шестого десятичного знака, он опустил три последних знака каждого числа. Он полагал, что если и будут какие-то изменения, то минимальные.
Он полностью прогнал программу, ожидая, что она продублирует первую. После чего отошел выпить кофе.
Когда он вернулся, то обнаружил, что произошло нечто весьма неожиданное: результат повторного расчета – график – сперва выглядел идентично первому, тому, который он уже распечатал, но потом стремительно стал расходиться с ним – сначала немного, а затем кардинально. Это стремительное нарастание скорости дивергенции теперь называют «лавинообразным низвержением в хаос». Очень крошечная, внешне незначительная ошибка, которую внес доктор Лоренц, опустив последние знаки чисел, быстро привела к совершенно непохожему результату.
Из этого доктор Лоренц вывел два принципа хаоса. Первый – чувствительность к начальным условиям; мелкие события могут создавать в конечном счете крупные последствия. Второй – важность обратной связи со средой. Существует постоянное взаимодействие между развивающейся системой и ее окружением, происходит постоянное воздействие в ту и другую сторону: система меняется совершенно непредсказуемым образом.
Теоретики хаоса вглядываются в модель поведения различных систем, а образцы хаотических систем демонстрируют сходные черты: те же модели, что наблюдаются в узорах снежинок, наблюдаются и в турбулентной воде, и в ритме сердцебиений, и в рисунке набегающих на берег волн.
Одним словом, кажущиеся на первый взгляд беспорядочными явления на поверку обнаруживают скрытый порядок.
Вся экосистема, внутри которой существуем мы и все остальные живые организмы, является частью всеобщего бытия, которое постоянно и поступательно движется к хаосу – и это происходит начиная с самых истоков жизни. Мы увидим, что эта идея решает проблему существования миллионов таинственных и невероятных форм животных и растений, которую не представляется возможным объяснить при помощи дарвиновского естественного отбора. Эти странные существа более не приходится рассматривать как имевших преимущество с точки зрения отбора. Развитие генетической вариации, хаотически разветвляющейся на протяжении тысячелетий, способно дать объяснение этому немыслимому разнообразию. В сравнении с этим подходом дарвиновский естественный отбор представляется линейным, механистическим и поверхностным.
Есть и еще один удивительный момент, на который указывает теория хаоса: эволюционное намерение.
По тому, какое значение при создании хаотических моделей имеет обратная связь – от среды и обратно, – можно видеть, что жизнь не столько беспомощно видоизменяется за счет одностороннего потока случайных воздействий, сколько активно вовлечена в создание вектора своего собственного будущего развития.
Возрастание сложности живущих существ на протяжении миллиардов лет находится в полном соответствии с теорией хаоса – система удаляется от своего начального момента, низвергаясь в непредсказуемую сложность. Но за этим стоит кое-что еще: это движение в направлении усложнения, очевидное в эволюции, свидетельствует о том, что она не беспорядочна. Более того, создается впечатление, что она является выражением некоего глубинного замысла: «Эволюция может пониматься как целенаправленный процесс постольку, поскольку является частью целенаправленной Вселенной, раскрытием потенциальных возможностей, неким образом присущих космосу».
И в качестве доказательства целенаправленности Вселенной Уэссон указывает на Солнце и планеты: они естественным образом эволюционировали из «огненного шара в Солнечную систему». Это свидетельство движения вперед, быть может, цикла, в котором актуализируется потенциальное.
Может быть, нечто пытается выразить себя?
Теория Дарвина стала порождением своего времени. Человеку Викторианской эпохи было присуще чувство превосходства над остальным миром, и Дарвин, похоже, научно узаконил это убеждение.
После того как позднейшие ученые присовокупили к теории открытия генетику, они посчитали, что отныне теория стала неопровержимой. Тем не менее она по-прежнему стояла гораздо ближе к вере, чем к научной истине. Может быть, она и приносит личное удовлетворение некоторым ученым, может быть, и придает смысл их существованию, но она не способна объяснить фактические данные.
В этом признался эволюционист-палеонтолог Дерек Агер: «Наша проблема состоит в следующем: при детальном исследовании останков на уровне видов или классов мы постоянно сталкиваемся с одной и той же истиной и видим не ступенчатое возникновение в процессе эволюции, а мгновенное образование групп на Земле». В этом утверждении его поддерживает еще один приверженец эволюционной теории палеонтолог Марк Чарнеки: «Останки всегда были большой преградой для доказательства теории (эволюции)… Они никогда не представляли переходных форм, предполагаемых Дарвином».
(По материалам: objectiv-x.ru)