Книга: Растения. Параллельный мир

Мор, глад и метеориты

Мор, глад и метеориты

Очень часто в научно-популярной литературе, посвящённой истории жизни на Земле, мы встречаем упоминания о так называемых «великих вымираниях» или «волнах вымирания» организмов. Обычно упоминается несколько таких событий далёкого прошлого: исчезновение фауны морских мягкотелых организмов на рубеже вендского и кембрийского периодов, вымирание конца перми — начала триаса и, конечно же, «мелпалеогеновый биосферный кризис». Последний получил наибольшую известность благодаря вымиранию в этот период динозавров и других, столь же привлекательных чудовищ. Эти мифы столь живучи, а описания различных катаклизмов столь широко распространены и растиражированы, что этот вопрос нельзя обойти, если мы хотим получить сколько-нибудь реальное представление о развитии жизни.

Надо сказать, что вымирание групп животных и растений такой же естественный и обязательный этап в эволюции жизни, как и возникновение новых. Если принять общее количество видов, живших когда-либо и живущих сейчас на Земле, за 100 % то, по самым скромным подсчётам, окажется, что 99,9 % из них уже исчезли, вымерли. И вымерли они не потому, что на них постоянно падали метеориты, а потому, что все они были вытеснены более приспособленными, более успешными конкурентами. Грубо говоря, их всех либо кто-то съел, либо этот кто-то съел всю их пищу Других причин гибели крупных, широко распространённых групп организмов просто нет. Как же так, скажете вы, а изменения климата? А изменения уровня океана или его солёности? А как же влияние орогенеза (образования горных цепей) или вулканизма? Неужели все эти события не оказывали влияния на флору и фауну Земли? Конечно, всё это было. Менялся климат, исчезали и возникали тёплые и холодные течения, материки то расходились, то сближались и сталкивались вновь. Возникали и разрушались целые горные страны. Но ведь то же самое происходило и в последние несколько миллионов лет, а особенных катастроф с массовыми вымираниями мы не видим. Сегодня Америка «уплывает» от Европы на 2 сантиметра в год, растут Гималаи, происходят землетрясения и извержения вулканов, раскалывается Африка. Очень велика сейчас вулканическая активность на дне океанов. Например, только в Тихом океане насчитывается около десяти тысяч действующих вулканов высотой более 1 километра! А прибавьте к этому числу вулканы Индийского океана да ещё атлантического срединно-океанического хребта. Поэтому надо понимать, что все эти события и сейчас, и в прошлом были очень сильно растянуты во времени и ни в коем случае не носили характера кратковременных и смертельных для всего живого катастроф. Значительные для растительного и животного мира изменения климата происходили за десятки тысяч лет и не на всей Земле.

Если принять во внимание эти соображения, становится ясно, что такие изменения условий жизни не могут непосредственно привести к вымиранию той или иной широко распространённой группы организмов. Хотя, конечно, они могли привести и приводили к изменению ареалов животных и растений. Ну, посудите сами, допустим, в какой-то области нашей планеты за десять тысяч лет сильно похолодало. Пусть был в этой области безморозный климат и росли там пальмы и бананы. Так что же, в одну прекрасную осень, как только ударят первые морозы, вся эта пышная растительность вымрет в одночасье и останется одна лишь голая земля? Да нет, конечно. Постепенно, все эти тысячи лет, будет идти замена одних растений (теплолюбивых) другими, более приспособленными к прохладному климату. А бананы останутся и прекрасно будут себе жить-поживать, но в других, более тёплых местах. Не стоит забывать и того, что популяция может приспособиться к меняющимся условиям, если эти изменения происходят достаточно медленно.

Так что, если понимать под вымиранием некое мгновенное исчезновение с лица Земли широко распространённых до этого групп животных или растений, то надо признать, что таких событий падеонтология не знает. Вымирание всех известных на сегодняшний день таксонов высокого порядка (порядков, классов) происходило постепенно. Постепенно и очень медленно сокращался ареал таких таксонов. К концу процесса вымирания оставались лишь реликтовые популяции в хорошо защищённых от проникновения конкурентов убежищах. Те же пресловутые динозавры вымирали, то есть сокращали свою численность и видовое разнообразие, в течение миллионов лет. И к концу мелового периода количество их родов исчислялось единицами. Тот же процесс происходил и с властелинами экваториального каменноугольного леса — гигантскими плауновидными. Их количество сокращалось десятки миллионов лет!

Конечно, небольшая популяция, живущая на маленькой территории, может быть в одночасье уничтожена, скажем, извержением вулкана. Если сейчас вдруг на площадь, где обитают амурские тигры, упадёт метеорит и убьёт их, сможем ли мы сказать, что взрыв метеорита вызвал вымирание этих красивейших хищников? Вряд ли. Мы прекрасно знаем, что их осталось всего около 200 особей и что исчезновение тигра связано с деятельностью человека. Если бы не мы с вами, все метеориты были бы этому виду нипочём.

Итак, никаких массовых, мгновенных и одновременных уходов организмов со сцены жизни история Земли не знает. Все перечисленные соображения прекрасно известны учёным — ботаникам, зоологам, палеонтологам. Так почему же до сих пор нас пытаются заинтриговать «загадками великих вымираний»?

На это есть несколько причин. Во-первых, такие старинные заклинания, как «всем давно известно» или «как мы все знаем», всё ещё работают совершенно безотказно. Кому же захочется спорить «со всеми» или оказаться в меньшинстве, среди тех, кто «ещё не знает»? Во-вторых, журналисты в погоне за сенсацией для очередного вечернего выпуска, готовы придумать или подхватить любую, даже совершенно бредовую «утку». Так, недавно читал о том, что «учёные нашли жабу, питавшуюся динозаврами». В-третьих, часто сами учёные для получения средств на исследования эксплуатируют темы любых, даже кажущихся «загадок» и несуществующих «проблем». Правда, на вкус автора, таких людей лучше называть не учёными, а рекламными агентами от науки. Все эти люди паразитируют на неосведомлённости среднестатистического читателя, зрителя или слушателя. Человек, далёкий от проблем эволюции, развития жизни, не видит разницы между смертью отдельного организма и вымиранием крупного таксона. Он автоматически переносит возможные причины смерти одного отдельно взятого динозавра на целых два отряда животного царства. А это вещи совершенно разные. Все фиалки на Земле не могут одновременно погибнуть от переувлажнения, а ваша, на окне, может. Если у вас на дачном участке погиб от солнечных ожогов можжевельник, то не надо думать, что цветковые потеснили голосеменных в меловом периоде из-за того, что солнце тогда стало ярче светить.

К счастью, история растений, по сравнению с историей животных, не обросла таким количеством мифов про «великие кризисы». Возможно, так получилось потому, что всякие там листочки-веточки меньше интересуют людей, чем тигры, носороги и тираннозавры. Но благодаря этому, история растений может дать нам более реальную картину развития организмов. Картину, где появление новых форм тесно связано с исчезновением старых. Где эти процессы идут медленно и неуклонно, в полном соответствии с теорией эволюции.

В связи с обсуждаемой проблемой нельзя не упомянуть о давнишнем, продолжающемся ещё со времён Дарвина, споре о неравномерном, скачкообразном развитии живой природы. Такие скачки получили название сальтации.

Дело в том, что геологи при изучении древних осадочных пород со следами прошлой жизни сплошь и рядом сталкиваются с ситуацией, когда при переходе от одного яруса разреза к другому резко меняются остатки древней флоры и фауны, заключённые в породе. Естественно, у исследователей складывалось впечатление, что животный и растительный мир менялся неравномерно. Что за периодами относительного покоя следовали короткие по времени вспышки видообразования и замены одних видов другими. Механизм таких вспышек был непонятен, что породило большое количество гипотез и теорий. Среди учёных были как сторонники постепенного, равномерного течения эволюции, так и приверженцы теории сальтаций. Например, Ч. Дарвин категорически отвергал возможность любых скачков, а его ученик и горячий сторонник дарвинизма Томас Гекели утверждал обратное. Спор этот не закончен и сейчас. До сегодняшнего дня то в одном, то в другом научно-популярном издании мы можем найти отголоски этой старой дискуссии. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Мы знаем о том, что наш мир меняется неуклонно и необратимо, то есть эволюционирует. Меняется не только живая природа. Меняется человеческое общество, облик Земли, состав и структура её недр. Меняется солнечная система и Вселенная. Меняются со временем даже, казалось бы, «незыблемые» физические законы. Постоянна ли скорость этого процесса или эволюция может ускоряться или, наоборот, замедляться? Происходят ли «скачки» эволюции?

В вопросы развития Вселенной мы с вами углубляться не станем. Наша тема — растительный мир. Поэтому и поговорим мы на тему эволюции на примерах из мира флоры.

Начнём с уже упоминавшейся проблемы кардинальной смены флоры в осадочных слоях. Очевидно, что привлечения теории сальтаций для объяснения этого факта не требуется. Действительно, осадконакопления без перерывов не бывает. Нигде на Земле нет геологического разреза, в котором были бы представлены все породы — от самых древних до современных. Осадки накапливаются лишь в понижениях рельефа. А рельеф нашей планеты не был постоянным. Морское дно поднималось и становилось горной страной, а горы превращались в морское дно. Уже сформировавшиеся пласты пород разрушались дождём и ветрами, а затем опять, опустившись, принимали на себя груз новых, молодых отложений. Поэтому понятно, что из геологической летописи «вырваны» и отдельные абзацы, и страницы, и целые главы. Промежутки времени, о которых не осталось следов в горных породах, могут составлять и тысячи лет, а могут быть растянуты и на сотни миллионов.

Не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что смена растительности в какой-то одной, отдельно взятой области может произойти и в связи с миграцией растений. А ведь местонахождения ископаемых остатков не велики по площади. Как правило, их протяжённость измеряется всего лишь сотнями метров. Изменение условий существования, даже незначительное на наш, человеческий взгляд, может радикально повлиять на флору таких небольших районов. На светлой поляне могут десятилетиями расти одуванчики, но вот подросли окружающие деревья, и за несколько лет одуванчики исчезли, а их доминирующую роль взяла на себя сныть. Берёзовый лес со временем исчезает, вытесненный елью. А ельник сменяется, в свою очередь, смешанным хвойно-широколиственным лесом. Как видно из этих примеров, резкая смена видового состава растительности на небольшой площади совсем не обязательно связана с одномоментным вымиранием одних видов и возникновением других, новых.

Но есть факты, которые трудно или даже невозможно объяснить без привлечения гипотезы скачков эволюции. Знаменитый бельгийский палеонтолог Луи Долло ещё в XIX веке говорил, что увеличение длины позвоночника может происходить как за счёт увеличения длины позвонка, так и за счёт увеличения количества позвонков. Во втором случае, казалось бы, никакого объяснения, кроме резкого качественного скачка, просто нет. Всё выглядит так, как будто у родителей с тридцатью позвонками родилось потомство, у которого, благодаря «счастливой мутации», насчитывался уже тридцать один позвонок. Но не будем спешить с выводами. Конечно, уродства встречаются в природе часто. Мутации вообще лежат в основе видообразования. Именно благодаря им и происходит превращение одних видов в другие. Селекционерам растений в условиях питомников и опытных посадок удаётся выделять особи с различными отклонениями и даже закреплять те или иные уродства в качестве устойчивых признаков сортов и разновидностей (сравните фото 40 и 41). Именно так получаются садовые формы с различными типами листьев, формами кроны и так далее. Но может ли привести мутация, качественно изменяющая морфологию организма, к образованию нового вида? Если и да, то это, по мнению автора, случается крайне редко. Любая значительная мутация, пусть даже и «счастливая», в огромном большинстве случаев приводит к тому, что отклонившаяся, уродливая особь не оставляет потомства. А, значит, и никакого «мгновенного» образования видов в этом случае не происходит.

Другими словами, конечно, темп эволюции не постоянен. Процесс видообразования может идти медленнее или быстрее. Это зависит от многих факторов.

Так, например, изоляция популяции на ограниченной территории, скажем, на острове, ведёт к очень быстрому возникновению новых видов.

Происходят и скачки эволюции, когда радикальное изменение строения организма закрепляется в потомстве. Именно это и называется «счастливым уродством». Но такие случаи, по мнению автора, крайне редки. Это именно тот случай, когда исключение подтверждает правило. Правило, сформулированное ещё Чарльзом Дарвином: «Природа не любит скачков».