Краткая история почти всего на свете - Билл Брайсон

В конечном счете все крошечные организмы, участвующие в этом процессе, погибают и опускаются на дно моря, где постепенно спрессовываются в известняк. Среди мельчайших атомных структур, уносимых с собой в могилу планктоном, есть два устойчивых изотопа – кислород-16 и кислород-18. (Если вы забыли, что такое изотоп, не страшно, хотя для сведения напомним, что изотопы одного элемента различаются числом нейтронов в ядре.) И вот здесь-то в дело вступают геохимики, ибо изотопы накапливаются в различном темпе в зависимости от того, сколько кислорода или углекислого газа находилось в атмосфере во время образования осадочных пород. Сравнивая тогдашние темпы отложения этих двух изотопов, геохимики могут расшифровывать условия, существовавшие в древнем мире, – содержание кислорода, температуру воздуха и океанов, масштабы и продолжительность ледниковых периодов и многое другое. Объединяя данные, полученные методом изотопного анализа, с результатами изучения других остатков ископаемых существ, указывающих на такие показатели, как уровень содержания цветочной пыльцы и тому подобное, ученые могут со значительной долей уверенности воссоздавать вид целых ландшафтов, которых никогда не видел человеческий глаз.

Определяющей причиной такого устойчивого роста содержания кислорода в ранний период существования наземной жизни было то обстоятельство, что на суше доминировали гигантские древовидные папоротники и обширные топи, которые в силу своего болотистого характера нарушали обычный ход углеродного цикла. Вместо того чтобы полностью сгнить, опадавшие листья папоротников и другие остатки растительности накапливались в богатых, насыщенных влагой отложениях, которые впоследствии сдавливались в огромные угольные пласты и теперь в значительной мере служат опорой хозяйственной деятельности.

Повышенный уровень кислорода, очевидно, поощрял гигантоманию. Самым древним из обнаруженных на сегодня признаков существования сухопутных животных является след, оставленный 350 миллионов лет назад на горной породе в Шотландии существом, похожим на многоножку. По длине оно превышало метр. А к концу эры размеры некоторых многоножек увеличились более чем вдвое.

Когда кругом рыскали такие существа, пожалуй, неудивительно, что тогдашние насекомые выработали умение, позволившее им держаться на безопасном расстоянии от жадно высунутых языков, – они научились летать. Некоторые довели этот новый способ передвижения до такого удивительного совершенства, что с тех пор ничего в нем не изменили. Как и теперь, стрекозы тогда могли летать со скоростью более 50 километров в час, внезапно останавливаться, парить в воздухе, лететь задом наперед и подниматься намного выше любого человеческого летательного аппарата, если измерять высоту в пропорциях к размеру тела. «Специалисты американских ВВС, – писал один комментатор, – помещали их в аэродинамические трубы, чтобы узнать, как это им удается, но так и не смогли этого понять». Стрекозы тоже быстро росли в богатом кислородом воздухе. В лесах каменноугольного периода они вырастали размером с ворона. Деревья и другая растительность также имели гипертрофированные размеры. Хвощи и древовидные папоротники были высотой 15 метров, плауны достигали 40 метров.

Первые наземные позвоночные – иными словами, первые сухопутные животные, от которых происходим мы с вами, – в некоем роде являются загадкой. Отчасти из-за нехватки необходимых ископаемых материалов, а отчасти по вине одного уникума, шведа Эрика Ярвика, чьи странные толкования и скрытность задержали возможность разгадки почти на полстолетия. Ярвик входил в группу скандинавских ученых, которая в 1930-х и 1940-х годах посещала Гренландию в поисках ископаемых рыб. В частности, они искали кистеперых рыб, которые предположительно были предками для нас и для всех других ходячих существ, называемых тетраподами, то есть четвероногими.

Большинство крупных животных являются тетраподами, и все существующие тетраподы имеют одну общую особенность: четыре конечности, каждая из которых заканчивается максимум пятью пальцами. Динозавры, киты, птицы, люди, даже рыбы – все они тетраподы, что явно наводит на мысль об их происхождении от одного общего предка. Предполагалось, что ключ к раскрытию тайны этого предка следует искать в девонском периоде, начиная с четырехсот миллионов лет тому назад. До этого времени по земле никто не ходил. После этого ходило множество существ. К счастью, группа нашла именно такое существо, животное длиною в метр, которое получило название ихтиостега (Ichthyostega). Провести анализ этого ископаемого выпало Ярвику, начавшему работу в 1948 году и продолжавшему ее следующие сорок восемь лет. К сожалению, Ярвик никому не давал изучать своего тетрапода. Палеонтологам оставалось довольствоваться двумя поверхностными предварительными сообщениями, в которых Ярвик отмечал, что у существа на всех четырех конечностях было по пять пальцев, что подтверждало его значение как предтечи.

В 1998 году Ярвик умер. После его смерти палеонтологи нетерпеливо принялись за изучение образца и обнаружили, что Ярвик сильно ошибался относительно количества пальцев – на всех конечностях фактически их было по восемь, а к тому же он не заметил, что эта рыба, по-видимому, никак не могла ходить. Строение плавников было таким, что они подламывались бы под собственным весом животного. Нет нужды говорить, что это не очень продвинуло наше понимание первых сухопутных животных. Сегодня известны три древних тетрапода, и ни у одного нет пяти пальцев. Короче говоря, нам не вполне ясно, от кого мы произошли.

Но все же мы появились, хотя, разумеется, путь к нынешнему высокому положению не всегда был прямым. С тех пор как на суше началась жизнь, сменилось четыре мегадинастии, как их иногда называют. Первая состояла из примитивных, тяжело передвигавшихся, но порой довольно сильных земноводных и пресмыкающихся. Самым известным животным той поры был диметродон, существо с парусом на спине, которое обычно путают с динозаврами (в том числе, как я заметил, на заставке в книге Карла Сагана «Комета»). На самом деле диметродон был синапсидом, к которым, между прочим, относимся и мы. Синапсиды были одной из четырех главных групп древних рептилий, остальные три – это анапсиды, эвриапсиды и диапсиды. Эти названия просто означают число и расположение небольших отверстий на боковых сторонах черепа. Синапсиды имели одно отверстие внизу виска, диапсиды – два, эвриапсиды – одно височное отверстие, но повыше[339].

Со временем каждая из этих основных групп разделилась на подгруппы, некоторые из них преуспевали, другие слабели. Анапсиды положили начало черепахам, которые в какой-то момент, хотя это и кажется несколько невероятным, изготовились господствовать на планете, будучи самой развитой и опасной группой видов, но потом по прихоти эволюции они предпочли господству долголетие. Синапсиды разделились на четыре отряда, лишь один из которых продолжал существовать за пределами пермского периода. К счастью, это был отряд, к которому принадлежали мы, и он развился в отряд предшественников млекопитающих, известных как терапсиды. Они-то и образовали мегадинастию-2.