«Прогресс» и катастрофы

Окаменелые остатки прошлого рассказывают нам, что история жизни на Земле была драматична. Повинуясь огромному множеству естественных причин, целые группы организмов появлялись и исчезали. Летопись ископаемых содержит свидетельства о том, что за последние 500 млн. лет развитие жизни 54 раза прерывалось массовыми вымираниями, стиравшими с лица Земли более 10 % древних родов. Климат непрерывно изменялся, ледники то наступали, то таяли. Понимание процессов, тормозивших развитие жизни в прошлом, поможет нам более точно оценить влияние человека на природу планеты.

На Луне не происходит процессов осаждения и эрозии, поэтому поверхность нашего спутника испещрена следами падения метеоритов и кратерами вулканов. Огромные кратеры Коперник и Тихо образовались от 800 до 400 млн. лет назад.

ЭВОЛЮЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ

Историю жизни по традиции изображают как череду непрерывных усовершенствований, поступательного развития от низших, самых примитивных организмов к высшим, более совершенным. Высочайшей точкой этого процесса считают млекопитающих, и в особенности человекообразных приматов. С начала XX века, после появления дарвиновской теории эволюции, движущей силой приспособления организмов к переменам окружающей среды считаются генетические мутации. Окружающая среда и другие существа представляют собой силы естественного отбора, под влиянием которой выживают и размножаются только самые приспособленные организмы.

СЦЕНАРИИ «ЯДЕРНОЙ ЗИМЫ»

Однако в последнее время ученые заново оценили роль катастрофических событий в истории развития жизни. Катастрофы не раз существенно меняли ход биологического развития и могут вмешиваться в него снова и снова, в не столь отдаленном будущем. Так, во времена «холодной войны» ученые смоделировали и рассчитали сценарии «ядерной зимы», которая наступит после обмена ядерными ударами. Эти расчеты показывают, что в результате ядерных взрывов в атмосферу будет поднято такое количество распыленных горных пород, что температура на Земле существенно понизится. Наступит многолетняя зима, губительная для всего живого. Растения, лежащие в основе всех пищевых цепей, будут уничтожены, и от этого пострадает жизнь на всех уровнях.

ЛАВОВЫЕ БАЗАЛЬТЫ

Сценарии «ядерной зимы» заставили ученых задуматься о последствиях других катастроф — например, крупномасштабных вулканических извержений или падения внеземных тел. Присутствие слоев пепла и лавы в стратиграфических пластах говорит о том, что природные события такого характера не раз происходили в истории Земли. За последние 250 млн. лет крупные излияния лавовых базальтов происходили 11 раз, то есть приблизительно через каждые 22 млн. лет. Летопись окаменелостей показывает, что почти все извержения совпадали с массовыми вымираниями живых существ.

ВЛИЯНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Крупные вулканические извержения выбрасывают в атмосферу огромные количества пепла и газов, преимущественно углекислого газа, который способен создавать парниковый эффект. Он пропускает солнечное излучение сквозь атмосферу Земли, но не позволяет длинноволновому тепловому излучению покидать поверхность планеты. Вследствие этого тепло задерживается у поверхности, температура на Земле повышается. Очень крупное извержение сначала вызовет похолодание из-за низкой освещенности и кислотных дождей, а затем наступит глобальное потепление. Оба этих процесса могут оказать катастрофическое влияние на жизнь, особенно растительную.

ПОВЕРХНОСТЬ ЛУНЫ

Наглядным примером того, какой была бы Земля, если бы на ней не шли геологические процессы, является испещренная кратерами поверхность Луны. И наша планета, и ее спутник непрерывно подвергаются бомбардировкам из космоса. Падающие метеориты имеют самые разнообразные размеры и состав. Однако на поверхности Луны все кратеры сохраняются в неизменном виде, а бурные геологические процессы на Земле непрерывно обновляют ее поверхность, стирая следы падения космических тел.

ПАДЕНИЕ ВНЕЗЕМНЫХ ТЕЛ

Тем не менее ученые обнаружили на поверхности Земли следы падения нескольких сотен крупных метеоритов, которые столкнулись с нашей планетой в последние 500 млн. лет. В тридцати случаях внеземные тела создавали кратеры диаметром более 10 км, и события такого масштаба происходили с интервалами менее 10 млн. лет.

ВЫМИРАНИЯ

За последние 500 млн. лет массовые вымирания на Земле происходили 54 раза. В 15 случаях с лица планеты исчезали более 30 % населявших ее родов. Только в последнее десятилетие ученые поняли, насколько частым явлением в истории жизни были массовые вымирания.

КОНЕЦ ПАЛЕОЗОЯ

Самым катастрофическим событием в истории Земли было массовое вымирание, произошедшее на рубеже пермского и триасового периодов. Оно ознаменовало собой конец палеозойской эры. Погибло не менее 57 % семейств морских обитателей и, возможно, до 95 % общего числа видов. Самый тяжелый удар пришелся по широко распространенным обитателям мелководных морей, которые живут, прикрепляясь к дну, — таким, как брахиоподы (плеченогие), бриозоа (мшанки) и криноидеи (морские лилии). Но пострадали и сухопутные животные. Удивительно, что жизнь на Земле сохранилась и снова расцвела. Животные и растения не только оправились после катастрофы, но и продолжали развиваться, становясь все многообразнее. Это говорит о высокой приспособляемости живых организмов.

ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Причиной пермо-триасового вымирания считают изменение условий окружающей среды. Оно совпадает с серьезными переменами климата и с излияниями базальтов на Сибирском нагорье, произошедшими 250 млн. лет назад. Не исключено, что имело место также падение космического тела, хотя эта причина не подтверждена геологическими свидетельствами. Ученые не обнаружили ни метеоритного кратера, ни осколков взрыва в породах соответствующего возраста. Исчезновение видов растянулось на период в 10 млн. лет. Еще одним существенным фактором могло стать движение тектонических плит навстречу друг другу, в результате которого все они собрались воедино и образовали суперконтинент Пангею.

ПАДЕНИЕ УРОВНЯ МОРЯ

Образование суперконтинента сопровождалось значительным снижением уровня моря. Вследствие этого мелководные моря, окружавшие берега континентов, схлынули, их дно превратилось в сушу. Жизненная среда, где обитали разнообразнейшие морские организмы, переменилась так быстро, что многие из них, в особенности те, кто прикреплялся к морскому дну или жил внутри коралловых рифов, не успели приспособиться.

ВЫМИРАНИЯ ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА

Самые недавние вымирания происходили в последнюю ледниковую эпоху. Зона вечной мерзлоты распространялась все дальше к югу — через Северную Азию, Европу, Северную Америку, в горах разрастались ледники, Атлантический океан покрывался морским льдом. Крупные млекопитающие оттеснялись на юг. Многие из них сумели приспособиться к холоду и выживали в морозных, продуваемых ветрами тундрах и травянистых степях Азии и Северной Америки.

СВИДЕТЕЛЬСТВА ПЕРЕМЕНЫ КЛИМАТА

В холодных регионах Азии, Европы и Северной Америки обитали мамонты, шерстистые носороги, медведи, волки, росомахи, гигантские олени, лошади, большие кошки и многие другие млекопитающие. В земле сохранились их многочисленные остатки, в том числе кости, безжалостно переломанные рукой человека. В пещерах Западной Европы мы находим яркие стенные росписи эпохи палеолита. Бок о бок с этими животными жил самый грозный хищник всех времен — человек.

ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Несомненно, исчезновение крупных животных, таких, как мамонты, в первую очередь произошло под влиянием быстрого изменения климата в конце ледникового периода и вызванной этим гибели привычного растительного покрова. Но в Северном полушарии человек, охотясь на редких, исчезающих животных, вскоре свел численность популяции к такому уровню, после которого она уже не смогла восстановиться. Генетический анализ показывает, что современные люди — кроманьонцы — могут быть повинны, хоть и косвенно, в вымирании неандертальцев. В нашем генетическом наборе нет никаких следов неандертальских генов, а они непременно имелись бы, если бы между этими ветвями происходило скрещивание.

СЧАСТЛИВЦЫ И НЕУДАЧНИКИ

Некоторые палеонтологи полагают, что вымирания играют значительную и довольно часто непредсказуемую роль в процессе эволюции. Они считают, что эволюция игра случая, где очень существенным фактором является везение и невезение. Развитие жизни прерывается вымираниями, которые происходят через нерегулярные промежутки времени и уничтожают непредсказуемое число видов. Восстановление и дальнейший путь развития жизни зависят от того, какие именно виды останутся в живых. Те, кто сумеет лучше всех воспользоваться открывшимися возможностями и заполнит пустующие экологические ниши, определит направление эволюции вплоть до следующего массового вымирания.

ВЫЖИВАНИЕ И ПРЕОБЛАДАНИЕ

Многие палеонтологи не согласны с этой точкой зрения. Они указывают на то, что определенные линии самых сложных и прогрессивных организмов сохраняются и продолжают развиваться при каждом вымирании. Например, позвоночные, которые произошли от хордовых в раннем кембрии, пережили все известные 54 вымирания и процветают до сих пор. Каковы бы ни были причины массовых вымираний, наше собственное выживание зависит от того, много ли мы сумеем узнать о нашем далеком прошлом.

Чиксулубский метеорит упал 65 млн. лет назад на полуострове Юкатан в Мексике. Это единственное столкновение, при котором образовался кратер диаметром более 100 км.

В Национальном парке Найроби, Кения, сжигают горы слоньих бивней. Самые грозные хищники на Земле - люди - ставят под угрозу существование крупнейших травоядных Африки и Азии.