Мартин Брезиер

Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле

Martin Brasier

Darwin’s Lost World

The Hidden History of Animal Life

© Martin Brasier, 2009

© Franz Anthony, cover illustration

© А. Вячеславова, перевод на русский язык, 2020

© И. Кригер, перевод на русский язык, 2020

© ООО “Издательство Аст”, 2020

Издательство CORPUS ®

Книжные проекты Дмитрия Зимина

Эта книга издана в рамках программы “Книжные проекты Дмитрия Зимина” и продолжает серию “Библиотека фонда «Династия»”. Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании “Вымпелком” (Beeline), фонда некоммерческих программ “Династия” и фонда “Московское время”.

Программа “Книжные проекты Дмитрия Зимина” объединяет три проекта, хорошо знакомых читательской аудитории: издание научно-популярных книг “Библиотека фонда «Династия»”, издательское направление фонда “Московское время” и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы “Просветитель”.

Подробную информацию о “Книжных проектах Дмитрия Зимина” вы найдете на сайте ziminbookprojects.ru

Предисловие

Чарльз Дарвин был озадачен. Он открыл “затерянный мир”, который, как позднее выяснилось, охватывает более 80 % истории Земли. Любопытно, что изучение “затерянного мира” – речь идет о кажущемся отсутствии окаменелостей в породах старше кембрийских – по-настоящему началось лишь сто лет спустя, в 1958 г. Но почему осознание проблемы заняло столько времени? Возможно, потому, что она была – и остается – очень сложной. Сейчас ею занимаются все естественные науки. Прогресс дался нелегко. Так, большую часть этого времени у ученых не было ни понимания огромной продолжительности докембрия, ни данных о живших тогда существах.

“Скелетом” книги я сделал рассказ о собственных изысканиях, начатых в юности, во время плавания на английском судне “Фон” в должности корабельного натуралиста (я изучал экосистемы Карибского моря). Дорога вела меня в прошлое, от кембрийского взрыва и эдиакарской биоты (600–500 млн лет) ко времени возникновения эукариот (более 1 млрд лет назад), и всякий раз я попадал во все более отдаленные части планеты, населенные все более непривычно мыслящими людьми. Поэтому я связал изложение проблем с описанием святых для палеонтолога мест, характерных ископаемых остатков, а также охотников за окаменелостями.

Я стремился показать здесь, как со временем изменялись суждения ученых о древнейшей жизни. Надеюсь, книгу вы прочтете с легкостью и удовольствием. В конце концов, хорошая наука – это не только голые факты. Наука должна увлекать, и если она не увлекательна, то это, должно быть, неправильная наука. Поэтому всякое поколение ученых отыскивает собственный ответ на вечный вопрос о возникновении жизни, и всякое новое поколение ученых дает куда лучший ответ. Я желал показать, какой именно наукой занимаюсь сам, как мы, палеонтологи, ставим вопросы и как “читаем” геологическую летопись, и развлечь всех, в ком живо любопытство и кому интересно узнать богатую историю жизни, лежащую у нас под ногами.

Итак, вот ваш паспорт Путешественника по времени, позволяющий делать собственные удивительные открытия о мире, в котором мы живем. Геологическая летопись – лучшее пособие для отыскивания закономерностей, понимания течения и смысла жизни. А вот отправная точка для поиска закономерностей: врожденное любопытство, чуть приправленное сомнениями. К счастью, наука исключительно хорошо приспособлена для оценки сомнений.

Как справедливо указал мой коллега из Гарварда Энди Ноул, наука – это занятие чрезвычайно суетное. Ученый ничего не сумел бы сделать без друзей и коллег. И я глубоко благодарен своим учителям и наставникам за то, что они подтолкнули меня к изучению древнейшей жизни (я занимаюсь этим с 1960-х гг.): Джону Дьюи, Тони Барберу, Биллу Смиту, Мартину Глесснеру, Персу Аллену, Роланду Голдрингу, Стюарту Маккероу, Максу и Франсуазе Дебрен, Майклу Хаусу, Джону Кауи, Питеру Куку, Джону Шерголду и Стивену Мурбату. Джонатан Антклифф и Лата Менон сыграли роль катализатора в появлении этой научно-популярной книги (которая, может быть, даже станет популярной) и помогли советами относительно слога. Я благодарю геологов со всего мира за неоценимую помощь на протяжении сорока лет в полевых работах (зачастую в местах далеких и опасных) и последующих лабораторных исследованиях: Оуэна Грина (за поддержку и “в поле”, и в лаборатории, а также за руководство оксфордской Лабораторией палеобиологии); моих многочисленных учеников и протеже (в том числе Дункана Макилроя, Грэма Шилдса, Луизу Пертон, Гретту Маккаррон, Дэвида Уэйси, Джонатана Лезера, Чжоу Чуаньмина, Николь Маклафлин, Джонатана Антклиффа, Майю Швейцер, Ричарда Коллоу, Александра Лю, Лейлу Беттисон и Лату Менон) за плодотворные дискуссии “в поле”, в лаборатории и в пабе; Алексея Розанова, Андрея Журавлева и Всеволода Хоментовского (с которыми я работал в Сибири и Монголии в 1990–1993); Сян Ливэня, Син Юйшэна, Чжао Юэ, Цзян Чживэня, Ло Хуэйлиня, Хэ Тингуя и Сунь Вэйго (Китай, 1986–2007); Елену Жегалло, Доржийна Доржнамжаа, Янданийна Бат-Ирээдуй, Рэйчел Вуд, Саймона Конвей-Морриса и Стефана Бенгтсона (Монголия, 1991–1993); Дхираджа Банерджи (Индия, 1990); и Пратапа Сингха (за пробы); Йоахима Амтора, Салима аль-Маскери, Филипа Аллена и Джона Гротцингера (за сотрудничество в Омане); компании “Петролеум девелопмент – Оман” и “Шелл интернэшнл” (Оман, 1994–2000); Филипа Аллена и Джона Гротцингера (которые показали мне, что значит заниматься докембрийской седиментологией); Бахауддина Хамди (за иранские пробы и полевые заметки); Эладио Линьяна, Антонио Перехона, Мигеля Анхеля де Сан-Хосе (Испания, с 1978 г.); Тревора Форда, Хелен Бойнтон, Майка Харрисона, леди Мартин, Майка Хау, Джона Карни и добрых людей в Англии и Уэльсе, помогавших мне с 1965 г.; Майкла и Элисон Льюис (за предоставление ими в течение нескольких десятилетий фермы в Уэльсе в качестве полевой базы); Майка Андерсона, Эда Лендинга, Ги Нарбонна, Кааса ван Стааля, Боба Далримпла и Дункана Макилроя (Ньюфаундленд и Новая Шотландия, с 1987 г.); Джона Ганчара и его коллег из Мемориального университета Ньюфаундленда; Джона Линдси (НАСА) и Криса Стокса (Австралия, 1998–2006); Джима Гелинга, Дэйва Маккирди, Ричарда Дженкинса и Пьера Круза (Австралия, 1998). К сожалению, я не могу упомянуть здесь всех моих коллег, друзей и наставников.

Наконец, я хочу поблагодарить своих почивших родителей – за то, что они научили меня любить природу, планету и скрытое под нашими ногами прошлое; жену и подругу Сесилию (за неустанную помощь в Швеции, Норвегии, Испании, Англии, Уэльсе и Шотландии в течение трех десятилетий, а также за то, что несколько месяцев каждого года она была идеальной “вдовой геолога”) и наших детей Мэттью, Алекса и Зои (за живой ум и энтузиазм во время каникул на островах Айлей и Джура, на озере Лох-Ассинт и в Дордони). Эта книга не появилась бы на свет без их поддержки.

Оксфорд

Июль 2008 г.

Глава 1

В поисках затерянных миров

Головоломка Дарвина

Январь 1859 г. Вы гость Даун-хауса в английском графстве Кент и сидите на диване в просторном затемненном кабинете Чарльза Дарвина. Рождественские украшения уже убраны. Пахнет кожаными переплетами и нафталином. Горит газ в рожках. Последние несколько месяцев натуралист заканчивал новую книгу “Происхождение видов”, в основу которой легли заметки и наблюдения, собираемые уже почти тридцать лет, с 1831 г.

Дарвин, сидя в кресле, что-то быстро пишет. Он поглощен своими занятиями и выглядит довольным. Но вдруг он поднимает голову, хмурится. Встает. Нервно ходит по комнате, постукивая ручкой по ладони. Берет с полки трилобита. Это одна из древнейших известных геологам окаменелостей. У трилобита нет глаз. Он слегка похож на увязшую в черном сланце мокрицу. Его как будто в шутку назвали агностусом (Agnostus), то есть “агностиком”. Дарвин вертит в руках ископаемое. Великий натуралист бормочет: “Необъяснимо… Совершенно необъяснимо”. Дарвин садится в кресло и пишет: “Этот случай нужно пока признать необъяснимым, и, возможно, на него справедливо указывать как на действительный аргумент против защищаемых здесь взглядов”[1].

Мой рассказ начинается с Большого вопроса, поставленного еще в 1859 г. (см. вкладку). Дарвин не спешил с публикацией “Происхождения видов”: это было очень опасно для репутации, здоровья и душевного равновесия. Много бессонных ночей он провел за формулированием аргументов в каждой главе. Он тщательно выбирал слова, чтобы каждое предложение звучало внушительно и взвешенно. Как и многие ученые, предъявляющие миру свое открытие, Дарвин буквально слышал шипение недругов, как слышал шипение ламп тихими вечерами. И к 1859 г. Дарвин заполучил великолепного врага. Орлом, клюющим его печень, стал знаменитый Ричард Оуэн: очень умный, прямой, амбициозный, даже более обычного неприятный анатом. Эдакий профессор Мориарти – мрачный, зловещий, элегантный. Это сходство подчеркивают огромные связи Оуэна[2]. Он заведовал естественно-историческим отделением Британского музея, состоял в литературном клубе “Атенеум”, а также был приближенной к королевской семье персоной. Кроме того, он был известен своим высокомерием и находил удовольствие в издевательствах над интеллектуальными соперниками. Дарвин с горечью писал другу, что Оуэн – человек “чрезвычайно злобный, умный и… опасный”[3]. Несмотря на неудобства, причиненные Дарвину оппонентами, и его нелюбовь к спешке, публикация “Происхождения видов” стала неизбежной еще тогда, когда Альфред Р. Уоллес написал Дарвину из джунглей Молуккских островов. Два натуралиста независимо пришли к поразительному и опасному выводу: естественный отбор – вот причина видообразования, двигатель эволюции жизни. И этот простой процесс является тем самым Розеттским камнем, который способен объяснить поразительное разнообразие жизни в настоящем и в прошлом[4].

В 1859 г., чтобы взять в споре об эволюции верх, Дарвину нужно было указать не только ее вероятный механизм, но и “первопричину”. И он обнаружил “первопричину”, причем удивительно простую. Это естественный отбор, устранивший вмешательство сверхъестественного в умножение числа жизненных форм. Дарвин, будто наблюдавший за полетом через бурное море стаи птиц, понял: берега достигнут лишь сильнейшие и наиболее приспособленные. Он указал, что жизнь – это бег наперегонки с непрерывным отбором, что она напоминает полет против дождя, ветра и волн[5]. Но Дарвин не мог объяснить ни разнообразия между популяциями, ни механизма передачи признаков от поколения к поколению.

Птичья стая, конечно, – метафора. Дарвину было нужно нечто более конкретное: ряд биологических экспериментов, нечто очень простое и очень доступное для изучения. Возможно, взятое прямо с обеденного стола. Любопытно, что он предпочел яства, подаваемые на воскресном обеде. И сделал неправильный выбор, видимо, думая о голубях, а не о горохе. Очень скоро моравский монах Грегор Мендель (после нескольких лет экспериментов в монастырском огороде) сформулирует основные законы генетики[6]. К сожалению, Дарвин не знал о работе Менделя. И сейчас его многое продолжало беспокоить: он собрал доказательства влияния естественного отбора, но пока не был способен объяснить механизм наследования. Также Дарвин не мог указать несомненные следы эволюции в геологической летописи.

И, как будто всех этих затруднений было недостаточно, Дарвин столкнулся с поистине большой загадкой. В самой геологической летописи стали появляться сюрпризы: большая ее доля, казалось, не сохранила доказательств присутствия жизни на Земле[7]. То есть ни один геолог в 1859 г. не мог предъявить ни одного надежного ископаемого из докембрийских пород. Не имелось убедительных ископаемых остатков существ, живших прежде трилобитов: эти породы хранили молчание. Это не имело бы значения, если бы докембрий длился недолго. Но, как мы увидим, Дарвин знал, что “тишина” не была кратковременным отклонением. Докембрий охватывает огромную часть истории Земли[8].

Дарвин стал терзаться вопросом, долго ли все это происходило (вернее, не происходило). Готовя первые издания “Происхождения видов”, он, похоже, считал, что “молчание” длилось несколько сотен миллионов лет. Но к 6-му изданию (1872) Дарвин почувствовал весь масштаб проблемы:

Здесь мы встречаемся с серьезным возражением, так как кажется сомнительным, чтобы земля существовала достаточно продолжительное время в состоянии, благоприятном для обитания на ней живых существ. Сэр У. Томпсон [лорд Кельвин] приходит к заключению, что отвердение земной коры едва ли могло произойти менее чем за 20 или более чем за 400 млн лет назад и произошло, вероятно, не меньше чем за 98 и не больше чем за 200 млн лет. Эти очень широкие пределы показывают, насколько сомнительны самые данные, и возможно, что впоследствии в решение этой проблемы будут введены и другие элементы. М-р Кроль [Кролл] полагает, что около 60 млн лет протекло со времени кембрийского периода, но это, судя по малому изменению органических форм со времени начала ледниковой эпохи, кажется очень коротким временем для тех многих и значительных изменений жизни, которые, несомненно, произошли со времени кембрийской формации; и предшествовавшие этому 140 млн лет едва ли можно признать достаточными для развития разнообразных форм жизни, которые уже существовали в кембрийский период[9].

К счастью, и Кролл и Томпсон были очень далеки от истины. Благодаря открытому в XX в. методу радиоизотопного датирования мы знаем, что докембрийские породы соответствуют около 80 % истории Земли (4560–542 млн лет). Содержание кембрийских и более молодых пород со всеми их ископаемыми остатками, от трилобитов и аммонитов до динозавров и человекообразных обезьян, – не более чем сноска в учебнике истории нашей планеты. Когда геологи-викторианцы переступили порог, который мы теперь называем границей докембрия и кембрия[10], все изменилось. Не последнее место заняло обнаружение остатков всех основных групп животных всего в нескольких десятках метрах породы, то есть они возникли за несколько миллионов лет. Таким образом, сложные формы жизни появились почти в одночасье. Открытие парадоксально долгого безжизненного периода (викторианцы называли его азойской эрой), сменившееся стремительным увеличением количества окаменелостей (сейчас – фанерозой), должно быть, явилось в 1859 г. потрясением для Дарвина. Только буйные французы-республиканцы способны затеять революцию в истории Земли. Но это чрезвычайно… не по-английски.

Дарвину пришлось признать, что внезапное появление множества сложных форм жизни в начале кембрийского периода (кембрийский взрыв) он объяснить не может. (Это затруднение назвали головоломкой Дарвина[11].) Более того, в кажущемся отсутствии ископаемых можно было усмотреть свидетельство Сотворения мира. Например, так считал Родерик Мерчисон (Мурчисон). Его наставник Чарльз Лайель старался сохранять трезвость в этом вопросе. Поэтому Дарвин в “Происхождении видов” тщательно выбирал слова, высказываясь об отсутствии ископаемых предковых или промежуточных форм в известных группах животных. Он говорил, что “затерянный мир” в тумане времен почти неразличим:

…Виды, принадлежащие к различным главным подразделениям животного царства, внезапно появляются в самых нижних из известных нам пород с ископаемыми остатками… Нельзя, например, сомневаться в том, что все кембрийские и силурийские трилобиты[12] произошли от какого-нибудь одного ракообразного, которое должно было существовать задолго до кембрийского периода и которое, вероятно, сильно отличалось от всех известных нам животных[13]… Следовательно, если эта теория верна, не может быть сомнения в том, что, прежде чем отложился самый нижний кембрийский слой, прошли продолжительные периоды, столь же продолжительные или, вероятно, еще более продолжительные, чем весь промежуток времени между кембрийским периодом и нашими днями, и что в продолжение этих огромных периодов мир изобиловал живыми существами[14].

Живой “затерянный мир”

Дарвин считал, что жизнь существовала задолго до кембрия и что рано или поздно это подтвердят находки окаменелостей. В экспедиции на “Бигле” он довольствовался подсказками, собранными на Галапагосских островах. С тех пор многие начинающие ученые мечтали найти какой-нибудь “затерянный мир”, который раскрыл бы древнюю историю жизни. (Когда я прочитал “Затерянный мир” Артура Конан Дойла, это сделалось и моей мечтой[15].) В 1970 г. я получил удобную возможность. Вскоре после университета я, к своему немалому удивлению, оказался (в должности корабельного натуралиста) на борту корабля ВМФ “Фон”, отправлявшегося из Девонпорта в Карибское море вслед за судном “Фокс”[16]. У “Фона”, исследовательского судна водоизмещением 1179 т, был сахарно-белый корпус, желто-оранжевая труба и глянцевая тиковая палуба. Интересно, что “Фон” наследовал дарвиновскому “Биглю”. “Фон” и его собратья “Фокс”, “Бигль” и “Бульдог” были гордостью Гидрографической службы[17]. “Фон” даже напоминал яхты миллионеров, особенно в лунном свете у Каймановых островов, где мы однажды встали на якорь.

У нас было задание: нанести на карту рифы и лагуны, а также систематизировать данные о морской флоре и фауне этого нетронутого уголка. Отчасти план состоял в том, чтобы детально изучить два естественных препятствия для судоходства в “пересохшем пруду” Британской империи. Первым была отмель Педро. Этот остров был столь же велик и прекрасен, как Ямайка. Но никто из ныне живущих его не видел, поскольку он, подобно легендарной Атлантиде, ушел под воду в конце ледникового периода (ок. 10 тыс. лет назад). Вторая опасность – еще более крупная отмель Барбуда к северу от Антигуа, где когда-то действовал Нельсон и некоторое время провели мы.

Море, небо, пляж цвета выбеленных костей и полуденный бриз облегчали рутинные задачи: отбор проб и промер глубин. Долгие вахты перемежались насыщенными визитами в дружественные островные государства, лежащие между устьем Ориноко и Флоридой. Однажды нас даже отрядили на месяц для поимки пиратов. Фидель Кастро пожаловался английскому правительству на то, что на северное побережье Кубы нападают пираты, укрывающиеся на пустынных островах Багамского архипелага, и наше правительство отправило туда флот. Нам пришлось, оставив составление карт и измерение очаровательных морских раковин, учиться обращению с оружием. По ночам мы сканировали море радаром. И однажды удача улыбнулась нам: метрах в ста по правому борту обнаружился подозрительный объект. За таинственным врагом была отправлена поисковая группа: это оказались десятки браконьерских ловушек с омарами. Неделю мы обедали как короли. Пиратов мы так и не увидели: мы были очень осторожны.

“Бородатая леди”

В августе 1970 г., после пяти месяцев в море, наступил момент истины. Моими “Галапагосскими островами” стал остров Барбуда, одно из нетронутых (в то время) мест тропической Атлантики[18]. Название заставит улыбнуться понимающего испанский язык человека: “бородатая леди” – возможно, из-за выступающей “бородки” штормовых пляжей. Христофор Колумб не заметил Барбуду, поскольку остров не особенно выдается из моря, да и сам невзрачен. “Невидимость” делает Барбуду одной из главных в регионе опасностей для судов. Путешественники после Колумба, как правило, также игнорировали остров, поскольку почвы его бедны, а климат довольно засушлив. Конечно, на Барбуде есть растительность, но представлена она главным образом эхинокактусами, мечелистной агавой, манцинеллой и мангровыми деревьями. На острове скромное сельское хозяйство, а население в то время составляло всего 1 тыс. человек, все они жили в Кодрингтоне и зарабатывали на скромную жизнь ловлей раков и собиранием раковин.

Путешествуя на “Фоне”, я мечтал по окаменелостям восстановить эволюционную и экологическую историю рифов и лагун. Совершив тем августом небольшую прогулку, пешком и верхом, я осмотрел возвышенности, низменности, лагуны и рифы (рис. 1).

Первое и самое древнее, что я обнаружил, – известняковое плато под названием Хайленд. Оно возвышалось метров на тридцать над джунглями. Дороги из Кодрингтона к таинственному плато не было, и без мачете я не смог бы попасть туда. Это было подобно приглашению в “затерянный мир” Конан Дойла.

Хайленд, подобно короне, окружают соленые озера и лагуны, вытянувшиеся вдоль западной (подветренной) стороны острова. Каждое из дюжины озерец и лагун, молодых и древних, стало отдельной экосистемой. Крупнейшая из них – Кодрингтонская лагуна (ок. 10 км в длину и 3 км в ширину) – на севере сообщалась с океаном посредством извилистого приливно-отливного канала. Еще мы открыли ответвляющуюся от Лагуны цепь небольших лагун. Каждую отделял от соседних узкий бело-розовый пляж, нередко со своим характером: на одном – мангровые деревья и птицы фрегаты, на другом – кокосовые пальмы и громадные москиты, и т. д. Единственным признаком цивилизации здесь были шхуны, везущие по Лагуне провизию с острова Антигуа.

Рис. 1. Живой “затерянный мир”. На Барбуде, одном из Малых Антильских островов, я начал изучать “затерянный мир” Дарвина. Карибское море лежит к западу, а основные участки коралловых рифов (закрашено черным цветом) на востоке соприкасаются с Атлантическим океаном.

Барбуду окружают три полосы рифов, и каждая защищает остров от штормов. Эти полосы едва ли не самые мощные во всей тропической Атлантике – из-за огромных волн. На острове нет ни уголка, где не слышен грохот разбивающихся о рифы волн. И каждое утро дикий рев встречал нас, когда мы приближались к рифам для работы. Основной береговой риф (длиной ок. 15 км) на протяжении почти всего восточного побережья острова соединен со скалистой береговой линией. На юге и севере Барбуды рифы разрослись в пышные “сады”, погруженные – подобно ребенку, окунаемому в ванночку, – в теплую прозрачную воду. Но рифы далеко не так безобидны. Здесь и там видны обломки примерно двух сотен потерпевших крушение кораблей. Водоросли и кораллы охотно используют их для надстройки рифа.

После долгих месяцев на корабле с его строгим распорядком и бесконечной вареной капустой было отрадно сбежать ненадолго на остров. Но если молодой Дарвин обращал внимание на птиц и черепах, подмечая необычное в пространстве, то я скромно готовился к странностям, проявляемым во времени.

В одной песчинке

В последней четверти 1970 г. мы с коллегами картировали на Барбуде распространение микроорганизмов, растений и животных. Обычно день начинался на рассвете с выхода на моторной лодке, погружения и отбора проб в какой-нибудь не исследованной до тех пор части подводного рая[19]. Работа продолжалась на лодке до полудня, когда пассат становился чересчур сильным для комфортной работы. Тогда мы возвращались к маленькому причалу на юго-востоке Лагуны, оставляли там лодку и отправлялись пить чай.

В Кодрингтоне мы устроили небольшую лабораторию на самом берегу, в здании бывшей хлопковой фабрики. В жаркие и ветреные послеобеденные часы мы готовили пробы розового песка и ярких ракушек к отправке домой. После заката мы выбирались из складского мрака с керосиновыми лампами в руках. Воздух наполняло бренчание стил-бэнда Гладуина Нэдда, доносившееся из бара “Тимбук-Уан”, а наши керосинки осаждали бабочки, жуки и богомолы. Но не скажу, что зато днем мы были в безопасности. Вокруг хлопкозавода рыскали и более ядовитые существа, чем мы надеялись повстречать. Однажды утром я, натягивая шорты, заметил, что в складке одежды угнездился пушистый тарантул. Мы несколько месяцев держали этого паука, прозванного Тарой, в банке. Казалось, тарантулы и гигантские многоножки здесь повсюду, но мы научились выпроваживать их из душа и, главное, из-под ободка унитаза.

Я расположился посреди этого зверинца с микроскопом. За сбором и определением растений, губок, кораллов и морских раковин прошли месяцы. К концу сентября мы собрали на дне Лагуны множество организмов и отметили их на карте[20]. Но меня ждал сюрприз: с помощью микроскопа я обнаружил обильную жизнь. Разнообразие раковин, казалось, возрастало с каждым приближением. Например, на квадратном метре лагуны или рифа можно визуально обнаружить около дюжины раковин моллюсков, причем даже в небольшом приближении это разнообразие жизни увеличивается. Когда же я заглянул в микроскоп, мне открылся удивительный мир с множеством существ размером до десятой доли миллиметра, многие из которых были необыкновенной красоты (см. вкладку). Мне стало понятно: биосфере присуще “фрактальное” качество.

Каждый день, возвращаясь на хлопкозавод, я приступал к рассматриванию “мира в одной песчинке”. Среди обстоятельств, подлежащих проверке в первую очередь, был подсчет видов в пробе песка и ила с Большого Козьего рифа. В песке с морского дна, выбеленном и непримечательном, как если бы он происходил из арабской пустыни, нашлось почти 10 тыс. раковин фораминифер почти 100 видов (и это исключая прочие создания и почти невидимые микроорганизмы). Я вовсе не был готов к такому, но подобное, как теперь известно, можно наблюдать в любом уголке мира. Это закон масштабирования: в присутствии множества малых существ количество более крупных прогрессивно уменьшается. Если я хотел восстановить историю жизни, то мне следовало позабыть о динозаврах и вместо этого обратить внимание на крошечных существ.

На Большом козьем рифе

Глядя с пляжа на восток, в сторону рифового пояса Барбуды, можно увидеть танцующие на горизонте белые хребты атлантических волн. Это признак пассатов, освежающих эту часть тропиков. Много лет в таких условиях кораллы образовывали гребни, мели, траншеи и пещеры всех форм и размеров. Одни обитатели рифа протягивали ветви к солнцу, другие укрывались в созданной ими самими тени. Поэтому у разных частей рифа собственная биота: светолюбивые кораллы и водоросли, тенелюбивые губки и простейшие, обосновавшиеся в нишах. Однажды утром мы подняли в лодку фрагменты живой “скалы”, и я с удивлением увидел множество отверстий. Эти впадины, щели, трубки, туннели (конечно, появившиеся естественным путем) стали домом множеству беспозвоночных, например желтым губкам, розовым асцидиям и сиреневым офиурам. Чем дырявее “порода” рифа, тем разнообразнее его обитатели. Поистине, жизнь – это поиски места под солнцем.

Главный архитектор этого рифа – похожий на оленьи рога коралл акропора (Acropora). Фактически каждый рог представляет собой колонию (ее возраст может исчисляться сотнями лет) генетически идентичных коралловых полипов. Погружение поблизости от рогов может быть занятием неприятным и даже небезопасным: крошечные кораллиты могут вызвать неприятные высыпания на коже, похожие на ожоги мелких медуз, а жесткая известковая поверхность коралла подобна рашпилю. Бывало, коралловые рога протыкали дно кораблей, устраивая обитателям рифа ужин из незадачливых моряков.

Биологи давно выяснили, что кораллы наподобие акропоры относятся к стрекающим – животным с радиальной симметрией, напоминающим цветы. Все стрекающие кишечнополостные снабжены простым, но очень эффективным набором для выживания: щупальца со стрекательными клетками и, возможно, не очень гигиеничный, но очень эффективный кишечник без ануса. (Поэтому единственное отверстие, через которое коралл может избавиться от продуктов жизнедеятельности – это рот.) Если говорить о положении стрекающих на древе жизни, то они считаются относительно примитивными животными. Ниже этой ветви располагаются лишь губки[21]. Другой замечательной особенностью рифообразующих кораллов является способ их питания. Каждое щупальце снабжено стрекательными клетками, которые “загарпунивают” проплывающих рядом мелких животных. Особенно искусно кораллы ловят зоопланктон: крошечных рачков и личинок различных животных, которые днем прячутся в глубине, а ночами собираются в толще воды на кормежку.

Внутренние слои коралловых полипов вдоль гребня рифа напоминают коммерческую теплицу с рядами простых клеток, похожих на растительные, приманенных из толщи воды. В природе у этих огненно-красных клеток имеются кнутовидные нити, помогающие им вертеться, подобно дервишам. Отсюда их название – динофлагелляты. При обособленном обитании эта группа может стать причиной жутковатых красных приливов, не только отравляющих токсинами промысловую рыбу, но и вызывающих массовую гибель морских рыб и птиц.

Динофлагелляты отправляются жить среди кораллов, соблазнившись бесплатной раздачей удобрений. Но взамен они должны изо дня в день производить пищу для кораллов при помощи аккумулирования солнечного света. Таким образом, пользу от симбиоза получают все[22]. Впрочем, трудно сказать, что это такое: брак или рабство. Я подозреваю второе. Тяжкий труд лежит в основе экологии целого кораллового рифа, жизнь которого зависит от питательных веществ, поступающих от симбионтов их хозяевам и вверх по пищевой цепи.

На нижней стороне “оленьих рогов” коралловые полипы, как правило, не селятся. На этих незащищенных участках строят убежища другие животные. Некоторые сверлят для этого старый коралловый известняк, иногда настолько упорно, что верхушка коралла валится на дно, где со временем превращается в песок. Другие, напротив, укрепляют остов, добавляя новые известняковые слои. Кораллиновые водоросли, выбравшие второй путь, защищают риф от бурь и времени.

Но не только водоросли стали стражами и героями рифов. Я хотел бы напомнить и о рубиново-красном простейшем гомотреме (Homotrema rubrum). У этой одноклеточной фораминиферы любопытный способ питания. Выставляя из раковины липкие нити-ретикулоподии, она собирает проплывающие спикулы губок. Спикулами, похожими на стеклянные иглы, гомотрема пользуется как удилищем. Да, человек способен создавать орудия, но и простейшие способны с успехом ими пользоваться.

Считается, что подобные гомотреме фораминиферы помещаются в самом основании древа жизни[23]. Все верно, они одноклеточные, без тканей и органов, присущих настоящим животным. Но они разделяют с животными страсть к достойной пище. Иными словами, все они, в том числе бактерии, любят покушать. И хотя их статус невысок, именно они образуют до 90 % биомассы морского дна в полярных водах и являются породообразующими микроорганизмами от верхних до нижних слоев океана. Гомотрема – хороший пример преуспевающего партнера в “семейном бизнесе”. Это крошечное создание добилось такого успеха, что его рубиновые раковины, подобно драгоценным камням, украшают почти все молочно-белые рифовые пляжи.

По изумрудной Лагуне

Забравшись в лодку и вернувшись к ведущему в Лагуну протоку, где вода редко стоит выше шеи, легко заметить перемены на дне. По пути к приливному каналу рифообразующие кораллы начинают исчезать, по-видимому, из-за слишком соленой воды, испаряющейся в жаркие и ветреные дни. Вместо кораллов появляются новые ниши: мелкозернистый природный илистый осадок, километры подводных отмелей, заросших зелеными водорослями талассией и нептуновой кистью, непроходимые мангровые заросли.

Подводная часть мангровых деревьев, растущих у приливного канала, часто заселяется яркими губками. Их синяя, фиолетовая и оранжевая окраска говорит об обитающих на них разнообразных микробах. Особенно нравятся губкам цианобактерии. Форма губок также удивительно разнообразна: одни губки напоминают мячики для гольфа, другие – цветочные вазы. Встречаются даже похожие на органные трубки. Биологи долго обсуждали природу губок (Porifera), поскольку те выглядят, как растения, и ведут себя, как растения. В отличие от кораллов, у губок нет кишечной полости и нервной системы. Они не убегают и не прячутся при нападении рыбы. Будучи немного большим, нежели колония клеток, губки могут принимать почти любую форму и расти почти во всех направлениях. Но они далеко не пассивны. В ходе известного эксперимента, поставленного в самом начале XX в., губку измельчили путем продавливания ее через шелковый дамский чулок (надеюсь, с позволения дамы и без последующего использования). Пройдя через ткань, клетки, однако, с легкостью собрались воедино (этот эксперимент не из тех, которые можно провести дома на земляных червях или медузах, так как результат будет неприятным). Иными словами, клетки губок ведут себя как колонии клеток, а не как, например, тела клетки медузы или клетки человеческого тела. Мне довелось наблюдать миграцию колонии губок с помощью клеток, правда, всего на несколько миллиметров в день. Они также способны выпускать длинные ленты клеточной ткани либо для перемещения, либо для уничтожения нежелательного соседа. При этом губки применяют медленнодействующие яды. Пожалуй, самая странная черта губок та, что они не слишком заботятся о симметрии своего тела, а входные и выходные отверстия разбросаны по его поверхности произвольно. Отсутствие симметрии у губок обычно считается признаком примитивности. Оно резко контрастирует с прекрасной симметрией кораллов и медуз, занимающих следующую ступень на древе жизни.

Тем не менее стенка губки отличается непревзойденной красотой, которая вам, конечно, знакома, если вы принимали ванну. Тело губки испещрено крошечными отверстиями, через которые тысячи клеток хоаноцитов фильтруют воду. Хоаноциты машут плетевидными жгутиками, подобно футбольным фанатам на матче, вызывая односторонний приток воды вовнутрь. Но поры такие крошечные, что они не подходят для фильтрации чего-либо крупнее бактерии (около тысячной доли миллиметра). Более крупные частицы, несомненно, будут забивать поры, что приведет к катастрофе. Мы, позвоночные, способны кашлять и потеть, но у губок нет механизма очистки пор. Таким образом, у губок остается два варианта. Первый: оставаться в районах с чисто ламинарным течением и очень прозрачной водой. По этой причине многие современные губки обитают только на морском дне. Второй выход изобретательнее: они приглашают к себе “уборщиков”-беспозвоночных, например креветок и офиур. Именно так многие губки на рифах и в лагунах Барбуды избавляются от детрита.

Здесь обитает еще один интересный организм. У него ярко-зеленая окраска, он образует большие скопления на дне морского канала и процветает в прудах, заросших манграми. Везде, где он обитает, морское дно покрывается чем-то похожим на белоснежные кукурузные хлопья. Эти “хлопья” из известняка покрывают большую часть дна и некоторые части рифа. Когда одна из зеленых глыб поднимается на поверхность, заметно ее сходство с опунцией обыкновенной. Но у нее нет ни тканей, ни цветов. Это водоросль, и ее фотосинтетические пигменты и ядра плавают внутри очень крупной клетки – синцития. Интересно, что это создание, халимеда (Halimeda), указывает один из возможных путей развития высших многоклеточных организмов: я имею в виду деление синцития на клетки. Но есть и кое-что еще. Плавая в лагуне ночью, можно заметить, что халимеда изменяет цвет на белый. Это оттого, что зеленые фотосинтетические пигменты “убегают” с поверхности водоросли и “прячутся” в канальцах известковых “хлопьев”. Водоросль проделывает это каждую ночь, как бы пытаясь защитить ценные фотосинтетические пигменты от созданий тьмы, рыщущих по дну: морских ежей, улиток и рыб. Те выходят на охоту сразу же, как только дневные хищники (барракуды и т. д.) удаляются спать в мангры. Иными словами, “хлопья” – это отпугивающее средство для ночных пасущихся животных. В древности, когда еще не было хищников и растительноядных животных (возможно, именно таким был “затерянный мир” Дарвина), “кукурузные хлопья”, скорее всего, не были нужны.

К лагуне Каффи-Крик

Неподалеку от мангровых болот расположены лагуны, соленые озерца, воды в которых обычно не выше колена. Если перейти такое озерцо босиком, ил будет приятно щекотать пальцы, а воздух наполнится слабым запахом серы, как при варке шпината. Это из-за того, что ил здесь богат органическими веществами, как и в тех старых лагунах, в которых мы позднее найдем древнейшие следы животной жизни. Соленая вода лагуны Каффи-Крик моментально напомнит, где у вас на ногах самые глубокие царапины. В такой агрессивной среде ни кораллы, ни водоросли жить не могут.

Дно озерец покрывает “ткань”, напоминающая небрежно сотканный из пастельных филаментов персидский ковер (см. вкладку). Нити, однако, погружены в слизь: такого точно не встретишь и в самых дешевых персидских коврах. Этот слизистый покров в биологии называется биопленкой или цианобактериальным матом из-за доминирующего присутствия цианобактерий и других видов нитевидных микроорганизмов. Геологи называют ископаемые остатки таких “ковриков” строматолитами. Строматолиты могут быть похожи на капустный кочан и сохранять следы древнейших сообществ. На Барбуде строматолиты стали пастбищами для батиллярий (Batillaria) и других маленьких улиток с остроконечными раковинами. Батиллярия, этот выносливый моллюск, активно питается подножным кормом, а с приходом засухи закрывает устье раковины и погружается в недолгий сон. Раковина улитки сама по себе является жизненным пространством для других созданий. Талом водоросли батофоры (Batophora) в форме щеточки нередко прикрепляется к такой раковине, поскольку здесь мало к чему можно пристать. А поверхность водоросли, в свою очередь, служит домом для тысяч простейших, например фораминиферы Quinqueloculina (“дом с пятью комнатами”).

Но и такие “тихие гавани” уступают первенство скучным цианобактериальным матам, выстилающим дно самых горячих и соленых прудов. Вода в таких местах, если она вообще присутствует, быстро впитывается в мат. Если встать на упругую поверхность цианобактериального мата, останутся отпечатки в несколько сантиметров глубиной, в которых видны полосы самых удивительных цветов. Такая зональность говорит о том, что микроорганизмы способны жить в соленых водоемах, лишь погружаясь в темноту. Микроорганизмы-победители держатся ближе к поверхности, а неудачники откладываются слоями, формируя иерархию еще более строгую, нежели у туристов на карибском курорте. Солнцелюбивые цианобактерии, например Oscillatoria, подобны суперзвездам, которые мечтают быть на виду. Сразу под ними лежит тонкий слой микроорганизмов свекольного цвета (из-за присутствия серобактерий) Thiocapsa, которые имеют пурпурный фотосинтезирующий пигмент. Они совершенно не выносят кислорода.

Оставшаяся часть “слоеного пирога” выглядит (и пахнет) как мусорный бак. Запах тухлых яиц указывает на присутствие сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio. Неспешно кормясь органическими отложениями, эти микробы производят в качестве побочного продукта токсичный сероводород, который помогает им избегать ненужной конкуренции. Сульфатредуцирующие бактерии подобны завсегдатаям ночных клубов: не терпят ни яркого света, ни кислорода.

В пределах ширины человеческого пальца в цианобактериальном мате можно наблюдать переход от “кислородного рая к бескислородному аду”. Эти изменения вызваны “примитивными” прокариотами. Примитивны они потому, что их хромосомы не сосредоточены в ядре, а дрейфуют по клетке. Также у них, как правило, отсутствуют полезные клеточные компоненты. Эукариотические клетки можно сравнить со швейцарским раскладным ножом: у них есть и приспособления и для фотосинтеза (хлоропласты), и источники энергии (митохондрии), и приспособления для движения (реснички, жгутики), и многое другое. У прокариот нет почти ни одного из этих “гаджетов”, но их выручает умение быстро расти в подходящей среде. А условия почти всегда подходят по крайней мере для одного вида из множества прокариот. Редко превышающие тысячную долю миллиметра прокариоты правят миром. Они повсюду. Без них наша жизнь была бы гораздо беднее. Вероятно, мы задохнулись бы или умерли от голода.

Великая цепь бытия

Как-то на Барбуде я развлекался тем, что выложил ракушки и выброшенный волнами мусор в ряд, который назвал “Великой цепью бытия”. В фундамент легли фрагменты цианобактериального мата, то есть бактерии и цианобактерии. Все они прокариоты: организмы одноклеточные и безъядерные. Выше них я поместил несколько рубиново-красных раковин гомотремы (Homotrema): одноклеточные простейшие с органеллами, например с ядром. Еще выше легли какие-то желтые губки без намека на наличие органов и симметрию тела. Над ними я поместил несколько обломков белого коралла: в моей схеме они представляли стрекающих, уже с органами, но еще без кровеносной системы, почек, мозга. Выше оказались крупные группы животных: морская звезда (иглокожие), трубки червей (кольчатые черви), розовая раковина королевского стромбуса (моллюски), сухопутный краб (членистоногие) и морская птица (хордовые, к которым относимся мы сами).

Чем-то похожим на классификацию живых существ, по крайней мере от губок до людей, уже давно занимаются философы и авторы трактатов по медицине. Восходящая к Аристотелю (384–322 гг. до н. э.) идея Великой цепи бытия с середины до конца XVIII в. служила основой понимания мира природы. Более широкое, эволюционное значение многообразия организмов не обсуждалось, пока был велик риск попасть за это на костер. Ободренный наступившей эпохой Просвещения, Эразм Дарвин, прославленный дед Чарльза Дарвина, смог написать в “Зоономии, или Законах органической жизни” (1794):

Не слишком ли смело предполагать, что за долгое время существования Земли, может быть, за миллионы лет до начала истории человечества… все теплокровные животные возникли из единой живой нити, этой первопричины животного мира, со способностью образовывать новые части, послушной новым устремлениям, направляемой возбуждениями, ощущениями, желаниями и ассоциациями… умеющей продолжать совершенствование благодаря собственной внутренней деятельности, передавать эти улучшения потомкам, и так без конца?[24]

Если бы в начале XIX в. Жорж Кювье или Ричард Оуэн приняли участие в “сервировке банкета”, от микробов до птиц, они подумали бы, что все организмы в “меню” созданы “шеф-поваром”, то есть Богом, который редко отклонялся от рецепта[25]. Если бы в “меню” были представлены креветки и омары, о них упомянули бы как о всего лишь вариациях архетипа “ракообразные”. То же самое произошло бы с моллюсками, иглокожими и т. д. Все внимание досталось бы архетипам – идеальным планам строения тела, а о промежуточных положениях не было бы ни слова[26].

Но в 1809 г. Жан-Батист Ламарк, “хранитель насекомых, раковин и червей” парижского Музея естественной истории, заинтересовался гораздо более радикальной идеей: что Великая цепь бытия больше похожа на обед в рабочей столовой, куда люди приходят в разные смены, чтобы съесть комплексный обед[27]. Некоторые группы животных появились раньше, как простые клетки (например, отварной рис), и дошли в своем развитии до стадии появления головного мозга обезьяны или человека. Но звонок на обеденный перерыв для каждой смены звучал не одновременно, и многие из обедающих добрались лишь до креветок или кальмаров. Некоторые только подбирались к медузе, а другие еще оставались на рисе. Это уже эволюция, но не та, которую знаем мы.

С этой идеей жизни и эволюции было затруднение. Как позднее указал Ричард Оуэн, высшие животные, например рыбы и человек, в ходе эмбрионального развития проходят не все этапы развития[28]. Так, ни один человеческий плод не проходит стадию моллюска. Вместо этого каждый тип животных как будто начинает с комплексного меню (эмбрион) и по мере роста переходит к выбору блюд по собственному вкусу. Оуэн фактически указал на объяснительную силу древа жизни, которую Дарвин открыл в 1859 г.

Дарвин должен был найти эту модель ветвления на всех уровнях, от происхождения особи до дивергенции видов и животных вообще. Но, как мы знаем, окаменелости преподнесли Дарвину сюрприз: все основные группы животных, казалось, сформировались внезапно и целиком. Пытаясь выяснить происхождение видов, он столкнулся с более серьезной загадкой: происхождением животных. Он придерживался в то время мнения, что исчезнувшие предки животных очень долго эволюционировали и в геологической летописи должны были сохраниться промежуточные звенья. Но к 1859 г. ученым не были известны окаменелости животных старше кембрийского времени.

Молекулярная головоломка

После выхода в свет книги Дарвина ученым потребовалось около века, чтобы доказать: скачок от прокариот (цианобактерии и т. д.) к эукариотам (например, гомотрема, человек) – это самая важная граница в истории жизни на планете. Еще через двадцать лет произошла другая революция: ученые сумели секвенировать ДНК и РНК. Это изменило представление о строении древа жизни в двух важных для нас аспектах. Во-первых, выяснилось, что прокариотические клетки гораздо разнообразнее, чем можно указать, описывая лишь их форму и размер. Так, в чайной ложке лесной почвы может содержаться до 5 тыс. видов прокариот. Всех их можно разделить на два типа: эубактерии, или “настоящие бактерии” (например, из цианобактериального мата в лагуне Каффи-Крик), и археи (подобные производителям метана в нашем кишечнике). Согласно молекулярным исследованиям, у нас может быть больше общего с археями[29], чем с эубактериями. Если так, предположим: наши предки произошли от попахивающих архей (или имели с ними общих предков)[30]. Во-вторых, выяснилось, что все группы животных, от губок до человека, сильно сближаются возле кроны древа жизни[31].

К сожалению, есть много такого, о чем секвенирование нам не расскажет. Так, молекулы не могут рассказать о созданиях, которые никогда не изучались либо потому, что они больше не живут на Земле, либо потому, что они еще не открыты. Больше всего об этих затерянных мирах, по мнению моему и моих коллег, говорят сами ископаемые остатки. Кроме того, молекулы не могут достоверно рассказать о темпе эволюции. Принцип молекулярного дерева прост. Различия в генетическом коде со временем накапливаются, их можно количественно оценить и применить для реконструкции древа жизни. Исследованные таким образом организмы представляют собой лишь концы ветвей, а сходство между ними может помочь найти перекрещивающиеся ветви, даже если их не видно.

В основе молекулярных часов лежат данные древа. Идея такова: чем больше различий в данном фрагменте генетического кода у двух потомков, тем раньше они разошлись и тем дальше они отстоят друг от друга на шкале геологического времени. А если нам известна приблизительная скорость возникновения мутаций, мы можем представить, давно ли разошлись две ветви. Молекулярные часы – это замечательная идея, позволившая получить некоторые интересные данные о сравнительно недавнем прошлом. Но калибровка молекулярных часов целиком зависит от окаменелостей. Следует помнить, что эта методика вызвала множество недоразумений. Молекулярные часы показывают скорость мутаций в определенной последовательности генетического кода, сравнивая ее с уже хорошо изученными ископаемыми остатками. Поэтому изучение древнейших из известных окаменелостей уводит нас в неизвестность. Частота замены одного аллеля другим может широко варьировать в зависимости от продолжительности жизни животных, от величины их популяций и т. д. Геологи показали, что живые организмы до кембрийского взрыва, по-видимому, претерпевали настолько радикальные изменения, что мы лишь недавно узнали о них.

Чтобы понять проблему молекулярных часов, представьте: “палеонтологическая полиция” нашла под железнодорожной насыпью труп. Специалисту по молекулярным часам предложено установить дату рождения жертвы по текущему расписанию поездов, даже если преступление было совершено задолго до того, как в этой местности были проложены пути. Ни один судья в Англии не примет такие доказательства![32] И, к сожалению, данные молекулярных часов пока не могут быть использованы нашим “судом” для датирования появления животных. Как неоспоримые доказательства могут рассматриваться лишь окаменелости. Если в породе отсутствуют окаменелости, молекулярные часы не лучше догадки. А догадки могут быть масштабнее вещей, которые они пытаются объяснить.

Неправильный вопрос

Это подводит нас к вопросу: могут ли организмы, подобные найденным на Барбуде, дать подсказки в отношении “затерянного мира” Дарвина? Рассмотрим бактериальные маты Барбуды с цианобактериями, процветающими на поверхности, и дурно пахнущими сульфатредуцирующими бактериями в глубине. Могут ли такие экосистемы сохранить что-либо, например, от времени до возникновения растительноядных организмов и появления атмосферного кислорода? Или рассмотрим популярное мнение, что губки и стрекающие кишечнополостные, подобные встреченным на рифах и в лагунах, напоминают предков высших животных (включая нас самих). Разве не должны мы искать их в докембрии?

Я полагаю, что эти живые существа вряд ли дадут ответ на наш главный вопрос – потому что они отвечают на неправильный вопрос “Как сейчас выглядят самые простые организмы?” – вместо “Как выглядели простые организмы в далеком прошлом?” Современная жизнь в значительной степени взаимосвязана. Кислород, вырабатываемый фотосинтетиками, необходим для образования сульфатов, которыми пользуются сульфатредуцирующие бактерии. Восходя по древу жизни, мы видим, что многие простейшие зависят от созданий, сидящих на ветвях далеко от них, например от кораллов, улиток и водорослей. Взглянув на соседнюю ветвь, мы обнаруживаем, что губки нуждаются в “уборке”, осуществляемой более сложно организованными животными вроде офиур. А те, в свою очередь, нуждаются в более крупных животных: они поднимают со дна бактерий, которыми питаются губки. Поэтому губки прекрасно адаптированы к миру червей, креветок и офиур. Такую же осторожность следует проявлять в рассуждении, будто древний океан изобиловал медузами. У наших современниц-медуз имеются стрекательные клетки книдоциты, а также удивительно сложные органы зрения. Однако, похоже, наилучшим образом медузы вооружены против животных, стоящих выше них на древе жизни. Могли ли медузы использовать стрекательные клетки в мире, где нет червей и креветок? Сомневаюсь.

Все предположительно “низшие” современные существа, например простейшие, губки и кораллы, приспособлены для жизни в окружении “высших”, от моллюсков до человека. В докембрии жизнь этих простых созданий, скорее всего, была иной. Кювье считал всякое существо созданным Творцом и имеющим определенный статус. Виды с течением времени оставались неизменными, а после были намеренно уничтожены. Современная же биосфера, представленная в виде древа жизни по Дарвину, выглядит как ветви, в течение нескольких миллиардов лет формирующиеся в результате эволюции. Эволюция по Дарвину предполагала значительные изменения в одних линиях, таких как позвоночные, тогда как другие линии, например цианобактерии, изменялись в гораздо меньшей степени. Но все они эволюционировали, чтобы вписаться в современную экологию.

Иными словами, не стоит пытаться переносить в прошлое наш мир с его биологией. Условия древней биосферы, вероятно, сильно отличались от нынешних. Возможно, докембрийский мир был похож скорее на далекую планету. Это и есть тайна, которую я называю “затерянный мир” Дарвина. И разгадку следует искать в окаменелостях.

Странные времена

В октябре 1970 г. я кружил с молотком по острову Барбуда. Я искал выходы горной породы, которые помогли бы ответить на вопрос, насколько хороша геологическая летопись? И я увидел кое-что интересное: древние биоценозы Барбуды – бактериальные маты, водоросли, мангровые заросли и рифы – выборочно сохранились в породе всего несколькими десятками метров ниже современных. То есть чем старше окаменелости, тем выше они залегают в террасах над уровнем моря.

Изучение скал на острове также показало: сильная фильтрация и способствует, и мешает фоссилизации. Наибольшие шансы сохраниться имели окаменелости со скелетами из кальцита. Поэтому в микроскоп я наблюдал остатки известковых водорослей, устриц, фораминифер и мелкие панцири морских ежей: все это из кальцита. В породах, относящихся к последней межледниковой эпохе (примерно на 6 м выше нынешнего уровня моря; ок. 125 тыс. лет), можно найти моллюсков и кораллы, но нередко их неустойчивые арагонитовые оболочки изрешечены. В более высоких и старых абразионных террасах, возраст которых доходит до 1 млн лет, эти хрупкие оболочки растворялись или замещались. Поэтому не удивительно, что редко сохранялись менее прочные ткани, например листья и корни, сухожилия и мышцы. Тем не менее, есть несколько способов узнать и их историю. Например, водоросли смогли оставить призрачные следы среди ископаемых организмов со скелетом[33]. В редких случаях даже листья мангровых деревьев и ризоиды морских водорослей оставались погребены в торфяном грунте глубоко под лагуной. Иными словами, налицо естественная шкала потенциала фоссилизации: от обычного (остатки скелетов иглокожих и фораминифер) до малого (ткани животных и цветковых растений). Дарвин еще в 1859 г. предсказывал: “Совершенно мягкие организмы совсем не могут сохраниться”. Как мы увидим, применительно к условиям мира до появления животных это предсказание является ошибочным.

Шифр в камне

Возникает вопрос: насколько реальным был кембрийский взрыв? Чтобы ответить на этот и подобные ему вопросы, попытаемся “прочитать” геологическую летопись. Заметим, что некоторые интерпретации “шифра” возрастом 4 млрд лет ложны, а другие сравнимы с прочтением Шампольоном Розеттского камня. У окаменелостей действительно много общего с мертвой письменностью, например с египетскими иероглифами. И то и другое предстает в виде знаков на камне. И то и другое имеет глубокий смысл. И то и другое можно перевести неверно. В случае иероглифов на ум приходит вариант, предложенный П. Б. Шелли в 1817 г. Поэт, осмотрев колоссальную статую Рамсеса II в Луксоре, написал[34]:

И сохранил слова обломок изваянья:

“Я – Озимандия, я – мощный царь царей!

Взгляните на мои великие деянья,

Владыки всех времен, всех стран и всех морей!”

Кругом нет ничего… Глубокое молчанье…

Пустыня мертвая… И небеса над ней…

Вариант Шелли занятен и справедливо известен. Но на колоссе не было этих слов. Подлинное значение иероглифов в картушах не было известно до 1822 г., когда задачей увлекся Жан-Франсуа Шампольон. И он прочитал: User-Maat-Ra Setep-en-Ra – тронное имя Рамсеса II. Это означает: “Сильный правдой Ра, избранник Ра”. Ни слова ни об Озимандии, ни об отчаянии.

Для правильного “чтения” окаменелостей необходимо применить методы дешифровщиков и шпионов. Начать нужно с тщательного копирования “надписей” и отыскивания закономерностей. Затем закономерности нужно интерпретировать. Так, прочитанные иероглифы позволили нам прочувствовать заботы, с которыми сталкивались древние: голод, наводнения, нашествия. И это помогло нам краем глаза увидеть “затерянный мир”.

Но “считывание” по окаменелостям биологии организма требует навыков игры в покер. Представьте, что вы сидите за столом с тремя другими исследователями, скажем, в отеле “Луксор”, где однажды ужинал Говард Картер. Мы решили сыграть в карты, чтобы получить доступ к спрятанному сокровищу – окаменелостям. Вы знаете, что вам нужно выиграть, чтобы выжить. Но лица других игроков ничего не выражают, да и сами они безмолвствуют. Хуже того: нам не сказали, в какую игру мы играем! Мы получили по семь карт, от туза до короля. Но сверх этого не известно ничего: ни старшинство карт, ни старшинство мастей. Нам не сказали даже, есть ли в колоде джокер.

Если известна суть игры или ее правила, игру можно выиграть. Но нам никто и никогда не рассказывал о правилах касательно окаменелостей. Поэтому, как и в покере, приходится рисковать, угадывать правила. Затем, шаг за шагом, можно надеяться довести игру до понимания того, как выиграть. Примерно так и осуществляется дешифровка. Но ученые, пытающиеся разгадать игру под названием “Жизнь”, сидят за зеленым сукном всего около четырехсот лет. А это одно мгновение в сравнении с 6 млн лет нашего – прямоходящих приматов – существования. Первые “круги” этой игры неизбежно трудны. Она неизбежно началась с кропотливого, долгого поиска закономерностей, и должна прийти к выдвижению гипотез. Путь к усвоению правил чтения геологической летописи был долгим, мучительным, извилистым. Но, как мы помним, наука, поощряющая хорошие вопросы, – это уникальная система оценки сомнений.

Глава 2

Чертов коготь

Древние чаши

В сентябре 1973 г. я неожиданно столкнулся с проблемой “затерянного мира”. Попавшийся мне на глаза фрагмент горной породы, испещренный черными и белыми завитушками, напоминал образец поп-арта. Этот булыжник нашел в 1967 г. мой коллега Роланд Голдринг, когда, выпрыгнув из “лендровера”, он открывал ворота фермы в ущелье Брачина в Южной Австралии[35]. Булыжник подпирал забор. Роланд, недолго думая, сунул его в сумку и увез в Англию, в Рединг.

К концу 1973 г. я отказался от бесперспективной карьеры в Геологической службе и в один миг изменил специальность: устроился на время лектором в Редингский университет – в то время одно из лучших мест для изучения древних отложений. Я искал серьезную проблему, чтобы заняться ее решением. В идеале, столь же серьезную, как и головоломка Дарвина: я предполагал что-нибудь сделать с “затерянным миром”.

Роланд принес мне два необычных образца породы. Первый – обломок ржаво-красного песчаника из Эдиакарских гор с дискообразными отпечатками, которые можно было счесть оставленными докембрийскими медузами. Второй – булыжник из ущелья Брачина. Тогда думали (неоправданно, как мы увидим), что Мартин Глесснер дешифровал загадочные эдиакарские “знаки” из Австралии, и я буквально ухватился за образец из ущелья Брачина. Целыми днями я вертел камень в руках, пытаясь прочитать это “письмо”.

Я разглядел в породе множество прелестных археоциат. Греческое название этих существ – Archaeocyatha – означает “древняя чаша”. Их колонии, должно быть, напоминали бурную перепалку итальянских мороженщиков, которые в пылу спора усеяли морское дно конусообразными скелетами, похожими на рожки для мороженого (рис. 2). Когда археоциат извлекают из породы винного цвета, в которой их обычно находят, молочно-белые “кубки” могут напомнить кружево или цветы, например ромашки, особенно если ваше воображение подпитывается превосходным австралийским вином.

“Древние чаши” давно занимают мысли палеонтологов. Археоциаты появились в начале кембрия – без всякой видимой причины. То есть они, как и трилобиты, – представители одной из первых в геологической летописи скелетной фауны. Затем, всего через несколько миллионов лет, археоциаты по неизвестной причине исчезли. Но занятнее всего вот что: ученые никак не могут сойтись во мнении, что за существа это были. Когда я начинал работать в этой области, кое-кто полагал, что археоциаты были родичами одноклеточных амеб или даже морских водорослей. Вторые считали, что это остатки многоклеточных, принадлежавших, возможно, к отдельному царству. Третьи связывали археоциат с самыми “примитивными” из современных животных: с губками.

Губки состоят из колоний клеток, соединившихся случайным образом и, по большому счету, не заинтересованных в симметрии. У археоциат из ущелья Брачина множество мелких пор, похожих на таковые у современных губок с Барбуды. Но археоциат отличает строгая симметрия, похожая на симметрию современных и ископаемых кораллов. И действительно, археоциаты во время своего недолгого существования проявили почти нездоровый интерес к точной геометрии, обзаведясь потрясающе аккуратными и элегантными скелетами.

Рис. 2. Томмотский переполох. Реконструированные мною окаменелости из сибирских пород, датируемых ранним кембрием (ок. 530 млн лет), расставлены примерно в порядке их появления (с 15.00 по часовой стрелке): кактусовидная ханцеллория (Chancelloria), археоциаты – дисковидный Okulitchicyathus и конический Kotuyicyathus, а также древнейший трилобит фаллотаспис (Fallotaspis), появление которого приурочено к концу томмотского яруса. Длина этих окаменелостей, как правило, составляет менее 10 см.

Я решил разгадать тайну древнейших окаменелостей, воспользовавшись лишь одним образцом породы из Южной Австралии. Я воображал себя Шампольоном, вот-вот раскроющим секрет египетских иероглифов. У Шампольона имелась лишь прорисовка надписи с Розеттского камня. А у меня был целый камень. И мне повезло. Разрезав его на дюжину слоев, я обнаружил две редких в геологической летописи сцены: археоциат, растущих вместе, и археоциат, борющихся друг с другом за пространство. Кусочек за кусочком я реконструировал 520-миллионнолетнее сообщество и попытался восстановить борьбу за пространство на морском дне. Вот одна “древняя чаша” обосновалась на дне и начала расти вверх, а вот вторая прикрепилась к первой и превратила ее жизнь в ад – несчастная первая “чаша” могла деформироваться или даже погибнуть. И тогда захватчик завладел бы освободившимся местом.

Камень преткновения

Археоциаты из ущелья Брачина предоставляют нам, вероятно, старейшее свидетельство борьбы конкурирующих организмов. Это умопомрачительная вещь, которую можно наблюдать огромное время спустя. Кроме того, мы видим еще несложное поведение животных. Но что за животные были эти “чаши”? Чтобы узнать об этом больше, мне пришлось разыскать Макса и Франсуазу Дебрен.

Своей упорядоченностью Парижский Ботанический сад напоминает гигантскую доску для “Монополии”. Ряд огромных оранжерей вдоль западной стороны “игровой доски” скрывает коллекцию тропических растений. Напротив оранжерей, через аллею с фонтанами, возвышаются три величественных здания, занимаемых Музеем естественной истории с его растениями, минералами и окаменелостями (см. вкладку). Одно из этих зданий – краснокирпичный Палеонтологический музей (Le Galerie d’Anatomie comparée et Paléontologie) – снаружи охраняют изваяния естествоиспытателей[36]. Внутри музей напоминает большой викторианский вокзал, запруженный скелетами, посматривающими в сторону билетной кассы. Среди них мы находим все группы млекопитающих, от огромного усатого кита до крошечной игрунки. Все они, жестоко лишенные плоти, застыли еще в 1890-х гг. на полпути к какому-то давно забытому поезду.

Музей подвергает испытанию не только наши чувства. Он дает и знания (если мы знаем, как и где их добыть). Эти скелеты и окаменелости собирали некоторые из заметнейших представителей французского Просвещения: Жорж-Луи Леклерк де Бюффон, Жан-Батист Ламарк, Альсид-Дессалин д’Орбиньи. Но прежде всего за этими костями возвышается фигура Жоржа-Леопольда де Кювье: пионера сравнительной анатомии (ныне неотъемлемой части эволюционной биологии)[37]. Кювье, изучив все доступные ему трупы, нашел, что теперь способен по морфологии и деталям скелета восстановить образ жизни любого млекопитающего. Знаменитая история (увы, выдуманная) гласит, что некий студент, желая напугать Кювье, прицепил козлиные рога и копыта и вбежал в его спальню, крича: “Я дьявол и пришел тебя съесть!” Кювье с любопытством осмотрел гостя: “Я не боюсь тебя, mon ami. Рога, копыта – травоядное. Ты не можешь меня съесть”. Именно эта логика привела ученых к пониманию того, что летучие мыши – это не птицы, а летающие млекопитающие, а киты – не рыбы, а морские млекопитающие. Каждое из этих открытий прокладывало дорогу эволюционизму Ламарка, а позднее и Дарвина.

В 1973 г. в пыльном подвале Палеонтологического музея я, помня о незримом присутствии здесь Кювье, с волнением показывал своих археоциат Франсуазе Дебрен. Образцы из ущелья Брачина заинтересовали и ее. К счастью, она согласилась с моим предположением, что археоциаты вели себя агрессивно друг по отношению к другу, подобно современным губкам и высшим животным, и что они совсем не похожи на морские водоросли, каковыми их считал, например, чикагский палеонтолог Джек Сепкоски. Однако имелось затруднение. Как выразился один из моих студентов, Джонатан Антклифф, “если вы не понимаете, как растет организм, вы ничего о нем не знаете”. Кювье показал с помощью окаменелостей, что можно изучать природу и взаимодействие загадочных организмов, например археоциат, сравнивая модели их роста и регенерации. Иными словами, не только наличие пор и каналов, но и регенерация тканей, подобная таковой у губок, указывали, что археоциаты, вероятно, были похожи на губок[38].

Клуб исследователей

Десять лет спустя, в мае 1983 г., палеонтологи из разных стран приехали в Беруоллс-хаус, неподалеку от Бристоля, порта на юго-западе Англии. За неделю ученые собирались обсудить в узком кругу “затерянный мир” Дарвина (рис. 3). Конгресс состоялся в разгар холодной войны. Одиннадцать тысяч советских ядерных боеголовок были нацелены на Запад, еще десять тысяч американских – на Восток. По ТВ показали фильм “На следующий день” (о ядерной войне), и это никому не прибавило спокойствия. Рональд Рейган подлил масла в огонь, разглагольствуя об “империи зла” и программе “Звездные войны”. Маргарет Тэтчер вторила американскому президенту. В мае 1983 г. Восток и Запад, по-видимому, шли к полномасштабному обмену ядерными ударами. В тех условиях палеонтологический конгресс был похож на съемочную площадку детективного кино: Беруоллс-хаус (построенный производителем сигар Wills Whiffs готический особняк с остроконечными крышами и стенами, обшитыми дубовыми панелями) служил декорацией, а актерами была компания эксцентричных профессоров, горничных, русских, китайцев и переводчиков. В течение недели “актеры”, как в настоящем детективе, устраивали встречи: то в зале с деревянными панелями, то в аллее, то общее обсуждение, то тайное свидание, и все это на странных языках. Не хватало лишь сыщика, расследующего убийство.

Рис. 3. Как видно, “затерянный мир” Дарвина (закрашено черным и серым) охватывает около 80 % истории Земли. Ко времени публикации “Происхождения видов” (1859) было мало что известно об ископаемых остатках младше позднего кембрия (ок. 500 млн лет). В последние полвека найдены окаменелости, датируемые ок. 3 млрд лет. В главах 1–9 я излагаю историю, двигаясь по временной шкале с цифрами от 1 до 9.

* В русскоязычной литературе форчунский и немакит-далдынский ярусы часто относят к эдиакарскому периоду. В Международной геостратиграфической шкале (International Chronostratigraphic Chart v2019/05) у кембрия более сложное членение. – Прим. науч. ред.

Зато имелся труп, даже тысячи трупов: окаменелости кембрийского периода в лотках перед нами, либо вертящиеся у нас в голове, либо сокрытые в наших публикациях. Целью собрания было обсуждение проблемы границы докембрия и кембрия: достижение – ни больше ни меньше – единообразного толкования “затерянного мира”[39]. Задача действительно трудная, учитывая присутствие сильных личностей, но организатор Джон Кауи верил в успех. У нас был шанс прийти к единому мнению о том, чем отличалась жизнь в докембрии от жизни в кембрии. Кроме того, следовало найти на планете место, где эту волнующую трансформацию можно изучать. Прежде неоднократно предпринимались попытки разобраться в этом вопросе, например в Праге в 1968 г., однако ту встречу прервали советские танки. Конечно, Советы не посягали на границу докембрия и кембрия, хотя нас стоит извинить за такие мысли: она является одной из важнейших за всю историю Земли, а это около 4,56 млрд лет. Она была и остается величайшей наградой. Она отделяет знакомый нам мир кембрия от таинственного докембрия (рис. 3).

Почти столетие после публикации “Происхождения видов” (1859) считалось, что “темный век” докембрия подошел к концу с появлением трилобитов. Ныне вымершие трилобиты столь широко представлены в породах кембрийского периода, что их эволюцию можно использовать для изучения изменений кембрийского климата и уровня океана. Поэтому кембрий долго считали эпохой трилобитов. А одно из лучших мест для изучения ранней эволюции трилобитов – это склоны гор Маккензи в Канаде, на границе Юкона и Северо-Западных территорий.

В Беруоллс-хаусе геолог Билл Фриц рассказал, как он провел последние десять лет в этом безлюдном месте, сражаясь с буранами, гризли и поломками вертолета. Это помогло реконструировать эволюцию первых трилобитов в Скалистых горах от Юкона до калифорнийского хребта Иньо, где окаменелости скрываются среди корней остистых сосен. Каким был мир трилобитов? Чтобы ответить, рассмотрим фаллотасписа: первого американского трилобита.

Первый панцирь

По сравнению с другими трилобитами фаллотаспис (Fallotaspis) невелик[40], всего 1–2 см в длину. Но облик его поразителен (рис. 2). На одном конце – голова-щит в форме полумесяца, с парой серповидных глаз. Голова переходит в длинное остроконечное тело, разделенное на сегменты, помогающие ползать и копать. Некоторым он напоминает монстра из фильмов ужасов. Я видел рослых парней, которых бросало в дрожь при виде этой окаменелости: древний страх перед членистоногими “зашит” в наш мозг. Скелеты фаллотасписа попадаются и в Америке, и в горах Атлас (Марокко), и в бассейнах крупных сибирских рек. При этом ничто не указывает на то, что фаллотаспис (то есть “щит Фалло”) был хорошим пловцом. В этих местах он не найден и в глубоководных отложениях кембрийского времени. Можно предположить, что Америка и Марокко в кембрии не были далеки друг от друга настолько, как теперь. И действительно: есть данные, что тогда Атлантического океана не существовало.

В свое время трилобиты имели огромный успех. Своим восхождением фаллотаспис и другие древнейшие формы, по-видимому, обязаны довольно непростым глазам. Трилобиты были, пожалуй, одними из древнейших существ, увидевших мир. Свет улавливался парой глаз в форме полумесяца, расположенных рядом посередине головного щита. У хорошо сохранившихся экземпляров различимы крошечные, плотно прилегающие друг к другу линзы-соты (как у нынешних комнатных мух), которые, вероятно, поблескивали в морской воде. Расположение глаз указывает на то, что они, по-видимому, предназначались не для поиска пищи, а чтобы избегать хищников, которые могли бы атаковать сверху.

На нижней стороне головы расположено ротовое отверстие для перемалывания ила и червей, а на брюшной стороне – семнадцать пар длинных двуветвистых конечностей. Хотя они редко сохраняются в ископаемом виде, мы знаем, что конечности располагались вдоль тела. Хищнику, атакующему сверху, нижняя сторона тела фаллотасписа представлялась лакомым, но недоступным кусочком, как у современных креветок или крабов. Такой трилобит, скорее всего, передвигался по дну перебежками, будто креветка, стараясь защитить брюшко и заботясь, чтобы его не перевернули.

Чтобы не стать чужим обедом, у 34-ногого фаллотасписа имелось еще два способа защиты – оба инновационные. Во-первых, верхнюю часть тела покрывал твердый панцирь из кальцита, похожий на таковой у современных омаров. По этой причине хищник, желающий отобедать трилобитом, должен был обладать достаточной силой, чтобы перевернуть жертву. Во-вторых, с помощью мощных конечностей фаллотаспис умел закапываться в донный осадок, пряча мягкие части тела, например жаберные лепестки на конечностях, подальше от чужих ртов.

Обе стратегии выживания запечатлены в геологической летописи кембрийского периода (ок. 525 млн лет). Твердые покровы легко обнаруживаются в горных породах. А убежища можно обнаружить по следам зарывания (Rusophycus) конечностей в подошве песчаников, где фаллотаспис и его сородичи радовались жизни.

Но трилобиты ли первыми вышли из “темного века” докембрия? Чтобы узнать это, вернемся в Беруоллс-хаус.

Томмотский переполох

Встреча 1983 г. стала легендарной из-за политики. Команды из СССР (Москва и Сибирь), Китая, Северной Америки, Австралии и Европы изучали регионы настолько отдаленные или труднодоступные (Юкон, побережье Белого моря, ущелья в верховье Янцзы, Ньюфаундленд), что мало кто, за исключением представителей этих команд, там бывал. Делегаты из коммунистических стран испытывали скрытое давление – им поручили вернуться на родину с главным трофеем: границей докембрия и кембрия. Это держало в напряжении и организаторов, включая меня.

До сих пор в дискуссии о “затерянном мире” и кембрийском взрыве тон задавали две команды советских ученых. Отчасти это объясняется тем, что докембрийские и кембрийские остатки необычайно хорошо сохранились на территории современной России. Дарвин обратил на это внимание еще в 1859 г.: “Имеющиеся у нас описания силурийских [от кембрия до силура] отложений на обширных территориях в России и Северной Америке не подтверждают предположения, что чем древнее формация, тем более она подверглась процессам денудации [эрозии] и метаморфизма”[41]. Любопытно, что после революции 1917 г. значение этих пород возросло. Масштабные геологические изыскания в 1960–80-х гг. были обусловлены во многом борьбой капиталистической и социалистической систем и, соответственно, необходимостью разведки месторождений полезных ископаемых. Из-за потребности государств в ресурсах для войны положение геологов в СССР и Китае нередко было привилегированным. Для изучения и колонизации арктических (особенно северо-восточных) земель были созданы целые академические городки, например в Новосибирске. Геологи все лето занимались картированием. А палеонтологи в Новосибирске или Москве весь год трудились над привезенными образцами пород, отыскивая под микроскопом все новые окаменелости и придумывая им названия.

Так, советские ученые достигли огромных успехов в изучении границы докембрия и кембрия. В Бристоле Алексей Розанов рассказывал с приятным русским акцентом о десятилетиях, потраченных на картирование и разведку в Сибири[42]. Советские палеонтологи сделали очень важное открытие. Они наткнулись на отложения до времени появления фаллотасписа, в которых присутствуют и иные скелетные остатки. Именно Розанов и его коллеги ввели термин “томмотский ярус” для мира (530–525 млн лет), в котором доминировала мелкораковинная фауна.

Важно отметить, что трилобиты никогда не встречались в породах столь же древних, как породы томмотского яруса. Похоже, они либо не сохранились, либо вовсе отсутствуют. Но вместо трилобитов на исторической сцене дебютировали многие другие организмы, в том числе те, которые спустя 530 млн лет живут у морских побережий. Мелкораковинная фауна томмотского яруса обычно включает фрагменты трубок червей, моллюсков, улиток и губок. Иными словами, там много организмов, похожих на встреченных мной в лагунах Барбуды. Чтобы познакомиться с ними поближе, я решил отправиться в Сибирь.

В лабиринте

Лето 1990 г., Москва. У опушки лесопарка меня остановил часовой с овчаркой на поводке. Строго кивнув, он закрыл за мной железные ворота и сообщил, что у него инструкция: сопроводить меня к зданию Палеонтологического института. Мы – я, солдат и собака – быстро прошли километра полтора, укрываемые листвой от растущего зноя московского утра. Я шел за подсказками и провожатыми, которые помогли бы мне отыскать “затерянный мир” Дарвина. Розанов и его коллеги продемонстрировали, что ответы на вопросы скрыты в береговых утесах в Сибири. Но чтобы туда попасть, мне пришлось сначала сразиться с драконами.

Мы вошли в знаменитый зал с динозаврами[43]. Напоминающий большую пещеру зал был закрыт для посетителей. Везде выключен свет, кости закрыты белым полотном. Под этой драпировкой находились некоторые из лучших скелетов динозавров, когда-либо найденных в монгольской пустыне. Белые простыни, как я вскоре узнал, указывали на экономические неурядицы. Острая нехватка денег у института привела к тому, что залы погрузились в темноту, а гигантские кости были погребены под пыльными простынями. То было действительно темное время для России.

Из-за драпировки скелеты приобрели устрашающий вид. Эффект усиливали железные петли на огромных деревянных дверях в атриуме: первые напоминали гигантские лосиные рога, вторые – клешни изготовившегося к атаке скорпиона. Но фантазии вскоре отступили на второй план, потесненные прозаическими рассуждениями о целесообразности путешествия в Сибирь в это неспокойное время. Я пересек зал юрского периода и, поднявшись по ступеням, оказался в лабиринте тускло освещенных комнат и пыльных коридоров института. Верхний коридор был узким, и слева и справа от пола до потолка на деревянных стеллажах лежали окаменелости и кости. В ящиках покоились действительно старые (примерно на 500 млн лет старше костей динозавров из Гоби) окаменелости. Ярлыки на ящиках гласили, что они собраны в Сибири, на территории между лагерями и тюрьмами. Их откололи от породы, помнившей сумрак докембрия.

Я напряженно думал. Позволит ли мне директор института Розанов увидеть некоторые из важнейших окаменелостей, которые помогут переоткрыть “затерянный мир” Дарвина? Ходили слухи, что в России находили окаменелости очень старые и очень странные. Но обладатели действительно старых и странных окаменелостей стараются спрятать их, и в этом нет ничего удивительного. Репутацию можно построить и на одном-единственном открытии неожиданного предка (например, древнейшей ископаемой рыбы). Меня тревожило и другое. Рассказывали, что в том году в Сибири была эпидемия лямблиоза. Наконец, я не был единственным, кто надеялся попасть в Сибирь: геологи со всего мира обрадовались бы редкой возможности. Поползли слухи, что топливо все труднее раздобыть. Было очевидно, что некоторые не смогут добраться до цели. Оставалось надеяться, что это буду не я.

Поскольку все еще шла холодная война, следовало приготовиться к неожиданностям. Породы могли оказаться недосягаемыми и по политическим причинам. В прошлом Розанов и его московские коллеги потратили много сил и времени на изыскания в Сибири. Они подготовили элегантную работу о крупномасштабной эволюционной радиации групп организмов у начала томмотского яруса в районе реки Алдан. Другим ученым, в основном из Новосибирска, ситуация виделась иначе. Владимир Миссаржевский и его коллеги утверждали, что они нашли разрезы и севернее Алдана (у реки Анабар), и южнее (во “Внешней” Монголии), в которых обнаружили скелеты еще более древние и относящиеся к выделенному ими же немакит-далдынскому ярусу. Вопрос обсуждался очень эмоционально: новосибирцы считали, что москвичи не уделяют должного внимания полученным ими данным. Розанов возражал, что немакит-далдынский ярус невозможно отличить от томмотского.

Этот вопрос имел большое значение тогда и все еще важен теперь. Случился ли кембрийский взрыв внезапно, у начала томмотского яруса, – или, может быть, на много миллионов лет раньше, у начала немакит-далдынского яруса? Вместе с коллегами по всему миру я искал способ проверить две конкурирующие гипотезы. Для этого было необходимо произвести радиоизотопный анализ самих пород. И преодолеть бюрократические препятствия. Мне также нужно было сотрудничество с другими группами, а главное – с директором. Директор встретил меня чашкой чая в своем кабинете, а в институте меня ждали улыбающиеся лица.

И когда показалось, что все позади, случилось худшее. В моей визе была допущена серьезная ошибка. В документах вместо “Якутск” значилось “Иркутск”, а это на несколько тысяч километров южнее. Надежда увидеть “затерянный мир” оказалась под угрозой. Было слишком поздно что-то предпринимать. И я вернулся через парк к себе в комнату – страдать от бессонницы и гонять мокрым полотенцем московских комаров.

Улахан-Сулугур

Спустя неделю группа ученых сидела, скорчившись, внутри катера. Мы плыли на север по Алдану. Палубу покрывал лед. Рокот двигателя заглушали волны и стук ледяного дождя. Нашей целью был пляж у ручья Улахан-Сулугур. Мы крепко держали свой багаж и угрюмо глядели в иллюминаторы. Ни травы, ни цветов. Только стена соснового леса по обеим берегам.

Чтобы добраться сюда из Москвы, потребовалось около недели переговоров и перемещений на старом самолете, вертолете и лодках, подобной этой. Первая остановка – Якутск. Из асфальта торчат пни деревьев, спасавшихся от вечной мерзлоты. Дома соединяются огромными, проложенными по земле трубами, несущими жизненно необходимое тепло. Первую ночь мы провели в заброшенной школе в лесу. Оттуда нас перевезли в многоэтажку, при которой имелась столовая. По сравнению с подающимся там блюдом покойник с рисом даже мои школьные обеды 1950-х гг. показались вполне съедобными. Несколько дней спустя нас посадили в огромный оранжевый вертолет “Аэрофлота” и отправили в долгий полет к реке Алдан на востоке. У вертолета не было дверей. Видимо, по этой причине ремни безопасности и кресла также отсутствовали. Были лишь скамейки, которые весь полет угрожающе заваливались к открытому проему, подталкивая на прыжок с парашютом. Уверен, что оксфордский комитет по охране здоровья и безопасности на рабочем месте ни за что не одобрил бы такое. Еще мне показалось, что пилот положил ноги на приборную панель, а в руках у него была бутылка водки. Поскольку прежде я не летал на вертолете, я счел это нормальным. Однако мой друг, канадец Ги Нарбонн, весь полет был странно бледен, и в итоге я сделал вывод, что нормальным это все же не было.

Наконец мы увидели огромный каменистый остров на реке Алдан. Вертолет сел. Мы оказались посреди великого ничто. Мы с рюкзаками за спиной весьма неизящно выпали из двери. Пилот что-то закричал нам по-русски. Огромные колеса заскользили, задев меня, еще не успевшего подняться на ноги, и стали прижимать к камням. Прежде я не летал на вертолете и снова решил, что это нормально. Но, похоже, нормальным не было и это.

Звук удаляющегося вертолета – самый запоминающийся для современного путешественника звук. С ним может сравниться лишь звук вертолета, возвращающегося спустя несколько недель. Пару минут мы привыкали к той мысли, что оказались в центре Сибири на необитаемом острове посреди реки. Затем мы заметили катер, который должен был доставить нас в лагерь в нескольких километрах выше по течению. Нас уже истощила диета из дурной пищи и водки, долгих переездов и недостаточного сна. Мы устраивались на ночлег в старинных каторжных городах, пустых школах, в лесу на земле. Постоянно сводило живот. Было сыро и холодно. Мы оказались в тысячах километрах от того места, где река впадает в Северный Ледовитый океан, и почти на таком же расстоянии от форпостов цивилизации на юге. (А всего несколько недель назад я в Оксфорде потягивал херес и читал “Кантри лайф”!)

Долго не было ясно, позволят ли мне присоединиться к экспедиции на Алдан, о которой я давно мечтал. Примерно из шестидесяти геологов поехать должна была лишь горстка. Однако переговоры в Москве принесли свои плоды, и комитет выбрал меня. В команду, подпрыгивающую на катере по волнам, вошла дюжина ученых со всего мира, в том числе Алексей Розанов из России, Син Юйшэн из Китая, Гонсало Видаль из Швеции и Ги Нарбонн из Канады. Наши неудобства искупал потрясающий вид проплывающих мимо доломитовых утесов. На солнце они сверкали, как арктический лед, а в тени изменяли цвет на темно-коричневый. Утесы (а некоторые из них достигали 50 м) были похожи на огромную, изъеденную временем стену. Их мы и приехали изучать.

Но нам подойдет не каждый. Мы осмотрели их и убедились, что породы опускаются по направлению к северу, и, значит, более древние осадочные породы, лежащие выше, раскрыты перед нами, подобно страницам гигантской книги. За три часа, двигаясь вдоль реки, мы миновали с полдюжины белых утесов. И только после этого увидели то, что искали: гряду утесов, выступающих из воды. Этот обрыв на левом берегу Алдана явно отличался от своих собратьев. Удивительный красный известняк покрывал уже знакомый нам белый доломит. Сердце екнуло. Это и есть Улахан-Сулугур.

Мы спрыгнули на берег. Мне хотелось целовать землю! Кроме того, меня сильно тошнило[44]. Капитан заглушил мотор, чтобы сэкономить топливо (см. вкладку), и тревожно обсуждал его запасы с экипажем. (Напоминаю, это был 1990 г.) Алексей Розанов прокомментировал: “Сейчас в России все возможно – и все невозможно”. На нас обрушилась тишина сибирского леса. Мы слышали лишь плеск волн о борт и ледяной шорох ветра в верхушках деревьев. Ни пения птиц, ни стрекотания сверчков. Только тревожная, угрюмая тишина.

После небольшой передышки мы полезли на большой утес, работая молотками так, будто от этого зависела наша жизнь. По крайней мере, профессиональная жизнь от этого зависела точно. Это был удивительный момент гармонии в моей сорокалетней карьере. Всего несколько месяцев назад я оправлялся от горького спора с обычно жизнерадостным шведским ученым Гонсало Видалем. Но здесь, в палеонтологической Мекке, разногласия забылись. Всего через несколько минут мы раскололи зеленовато-серую плиту с окаменелостями: остатками брахиопод, хиолитов и первых археоциат. Мы почувствовали себя охотниками за окаменелостями, попавшими в профессиональный рай. Мелкораковинная фауна – это одно из ранних свидетельств жизни в любой точке планеты. Накануне днем мы работали выше по течению на подстилающей доломитовой породе, однако почти ничего не нашли. Но, казалось, все переменилось в этой верхней точке разреза. Окаменелости, миллиарды лет скрытые, вдруг вступили на путь перестройки, устроили одну из величайших революций в истории Земли: кембрийский взрыв. Еще раз подчеркну, что это событие по-настоящему необычное. Возможно, самое необычное в истории.

Чертов коготь

Переход от докембрия к кембрию, столь заметный в разрезе Улахан-Сулугур, – самая важная граница в истории Земли. Она гораздо важнее, чем грань между человеком и другими обезьянами, и почти столь же важная, как переход от мира до зарождения жизни к обитаемому миру. И ни одна из окаменелостей разреза Улахан-Сулугур не иллюстрирует странность кембрийского взрыва нагляднее, чем крошечное ископаемое алданотрета (Aldanotreta).

Алданотрета похожа на ноготь и выглядит не очень привлекательно. Но ее потомки до сих пор процветают на морском дне. В разрезе Улахан-Сулугур состоялся первый грандиозный выход алданотреты на сцену жизни. Многие из них почти не изменились за 530 млн лет! Пришли, увидели, превратились в известняк. Весьма вероятно, что они переживут и наш вид. Эти очаровательные существа называются плеченогими (брахиоподами).

Плеченогие на первый взгляд невзрачны. И после повторного осмотра они разочаровывают. Раньше на лекциях я подшучивал над студентами: показывал цветной слайд с плеченогим и сообщал, что это видеозапись. Они несколько минут смотрели, но на экране абсолютно ничего не происходило. Я желал проиллюстрировать факт: с плеченогими ничего особенного и не происходило. Но, парадоксально, именно пассивность привела к их ошеломительному успеху. Плеченогие подобны Клиффу Ричарду эволюции[45].

Итак, почему алданотрета стала легендой? Во-первых, у этого плеченогого есть твердая раковина, напоминающая формой нашу ногтевую пластину. Эта раковина создавала внутреннее пространство, позволяя животному спокойно питаться. Трудно представить плеченогое без этой скорлупы, как сложно представить поп-звезду без кадиллака. Возможно, алданотрета одной из первых среди живых существ (и первой среди плеченогих) использовала внешний скелет таким образом. Без сомнения, особенностью кембрийского взрыва в первую очередь является приобретение организмами раковин или скелетов иного рода.

Вторая причина: алданотрета является одной из древнейших окаменелостей, чьи остатки можно отнести к группе современных животных[46]. Ближайший из живых родственников этого плеченогого – небольшая овальная лингула (Lingula), обитающая у побережья Японии. Как мы увидим, многие окаменелости старше алданотреты и лингулы сохранились лишь в геологической летописи, и их трудно соотнести с современными группами. Иными словами, современный нам животный мир дебютировал еще в томмотском ярусе, в разрезе Улахан-Сулугур, и в следующие 530 млн лет животных ждали взлеты и падения. И те же самые группы организмов соседствуют с нами и теперь. (Под “нами” я подразумеваю хордовых, от рыб до человека.)

Кубок Окулича

Выше уровня с чертовыми когтями в красных известняках попадается множество других любопытных форм. Чтобы отобрать лучшие пробы, нам пришлось вернуться в базовый лагерь у утесов Дворцы. Некоторые из найденных здесь окаменелостей похожи на смятые винные кубки, по-видимому, брошенные после оргии, начавшейся в кембрийском периоде. Даже порода заляпана красным. Поднявшись повыше и осмотрев породу, я понял, что “кубки” – это остатки наших старых друзей археоциат. Но в данном случае эти похожие на губок ископаемые встречаются в породах, которые примерно на 5 млн лет старше первых трилобитов, например фаллотасписа.

Археоциаты появляются у основания томмотского яруса в Сибири, почти там, где желто-оранжевый доломит переходит в винно-красный известняк. У этих животных из томмотского яруса просто устроенные скелеты, с простыми порами, вроде тех, что были у губки Okulitchicyathus, названной в честь палеонтолога Владимира Окулича (рис. 2). Если углубиться в породу, можно наблюдать удивительную картину. Похоже, экологические условия здесь в то время напоминали нынешнюю Барбуду. Например, в Кодрингтонской лагуне имеются населенные и укрепленные водорослями иловые хребты, на которых живут губки и моллюски. Почти то же самое мы видим в Дворцах. Скелеты археоциат сгруппированы вокруг сероватых холмов из ила (биогерм) высотой около 2 м и шириной около 3 м. Иными словами, морское дно в томмотском ярусе было похоже на дно современной Кодрингтонской лагуны: известняковые холмы в неглубокой воде и дно, усеянное раковинами и остатками водорослей.

Но был и еще один сюрприз: породы ниже томмотских, с губками, сложены из темно-желтых юдомских доломитов с остатками бактериальных матов, но почти без скелетов. То же самое мы наблюдали в современной лагуне Каффи-Крик. С осторожностью мы можем реконструировать экологическую обстановку. Нижние слои породы имели такие же характеристики, как если бы они сформировались в соленых водоемах с бактериальными матами, как в Каффи-Крике, а верхние слои винно-красной породы были похожи на глубокие лагуны и заливы со скоплениями водорослей, как у современного Большого Козьего рифа. Если так, то мы смогли бы утверждать, что у начала томмотского яруса море на этом участке сменялось на лагуны и сушу.

А если этот участок суши в томмотском ярусе находился под водой, то взрыв в этом сибирском разрезе вовсе не был эволюционным взрывом: он мог быть обусловлен изменениями среды. Так, суровые условия соленых лагун с бактериальными матами и небольшим количеством остатков живых существ (в юдомском доломите) уступили место нормальным морским условиям с множеством окаменелостей (лежащие выше известняки томмотского яруса).

Но верна ли такая реконструкция? Если да, то можно сделать еще более важное предсказание: скелеты животных старше томмотского яруса могут быть обнаружены и в других древних местообитаниях с менее суровыми условиями. И напротив: если взрыв был почти мгновенным, окаменелостей древнее существовать не должно. Можно ли на сибирских породах проверить эти гипотезы?

Чудачество

К счастью, мы с Гонсало Видалем и Ги Нарбонном выяснили, что в Дворцах есть место, где могут найтись окаменелости древнее томмотского яруса. Разумеется, это место оказалось почти недоступным.

На следующее утро после завтрака мы пошли на штурм склона, надеясь добраться до залежей окаменелостей старше томмотского яруса. Утесы, с которых открывался великолепный вид, венчал густой сосновый лес. Но любоваться было некогда: проводник указал на скальный выступ у нас под ногами. С этого места был виден огромный доломитовый откос. Мы осторожно пробирались к нему, пока не увидели зеленоватый слой, предположительно расположенный в юдомских доломитах. Мы были уверены, что здесь можно найти первые в этом разрезе признаки жизни: колючие лучи похожей на кактус ханцеллории (Chancelloria) (рис. 2). Это место с виду напоминало водопоглощающую воронку. Мы наполнили мешки зеленоватой породой и приготовились возвращаться.

Ханцеллория – чудаковатое ископаемое, известное лишь в кембрии. Хорошо сохранившиеся экземпляры найдены в сланцах Берджес (Британская Колумбия, Канада), а также в породах аналогичного возраста в Юте (можно разглядеть покрытое лучами-шипами кактусовидное тело). Однако в Дворцах мы рассчитывали найти лишь обломки этой великолепной защиты в виде мелкораковинной фауны[47].

На первый взгляд колючие лучи ханцеллории напоминают спикулы губок из лагуны у Кодрингтона. Но известняковые спикулы губок обычно цельные, а у ханцеллории лучи полые, и у основания каждого имеется небольшая пора. Как будто существо пыталось надеть лучи на ручки, подобно ребенку, надевающему перчатки. Этот признак делает его совсем не похожим на губку. В самом деле, ханцеллория не похожа ни на одно из современных животных. Как мы увидим, древние моллюски, например, напоминающая морское блюдечко майханелла (Maikhanella), предпринимали попытки построить себе раковину из полых игл. Но ханцеллория не похожа на морское блюдечко. Она прикреплялась на дне и росла вверх, как кактус, окружая себя лучами-шипами.

Некоторые раннекембрийские окаменелости можно сравнить с современными нам организмами, например, соотнести алданотрету с родственными ей современными плеченогими. Некоторые окаменелости, например археоциаты, можно сравнить с современными губками. Но есть и окаменелости, о которых ничего не нельзя сказать с уверенностью, и ханцеллория к ним относится. Таким образом, породы у реки Алдан разделяют мир молодой, легко узнаваемый (в частности, с помощью сравнения ископаемых с современными организмами), и непонятный мир дотоммотского времени. На первый взгляд непонятный.

Первый трюк

Какие подсказки насчет закономерностей мы обнаружили у реки Алдан? Чарльза Дарвина прежде всего озадачивало внезапное появление ископаемых остатков в известных кембрийских породах. Но, судя по недавно открытым в Восточной Сибири породам, кембрийский взрыв произошел не вдруг. Словно гости, съезжающиеся на бал из сказки, окаменелости появляются постепенно. Первыми на “кембрийский бал” явились нетерпеливые и не очень привлекательные сестры ханцеллории. За ними последовали более известные животные, например алданотрета. Последними прибыли очаровательные юные трилобиты с большими карими глазами: фаллотасписы.

Второе открытие, сделанное нами в Сибири, заключалось в том, что жизнь на планете прошла этапы кембрийского взрыва не везде одновременно. Существовали строгие экологические ограничения, не позволяющие появиться нашим предкам. В местах с неблагоприятными условиями, например в дельтах рек, заливах и на литорали, возникновение животных откладывалось до лучших времен. Поэтому взрыв, вероятно, начался в теплых неглубоких морях и вряд ли был вызван внезапным вторжением из озер и лагун.

Чтобы выяснить, что было до томмотского яруса, оставим сибирские лагуны и отправимся туда, где условия ранних морей были мягче.

Глава 3

Ископаемые “пупсики”

Чэнцзян

Мы стояли у разреза и непринужденно беседовали о трилобитах. Вдруг послышалось:

– Ух ты! Только посмотрите!

Вибхути Рай обстукивал неподалеку аргиллиты медового цвета. Показавшееся на свет драгоценное ископаемое напоминало креветку. Даже мягкие части отлично сохранились. Мы столпились вокруг. Антенны, жабры, конечности и хвост, покрытые оксидом железа, выглядели потрясающе. У животного имелись даже глаза на стебельках. Мои собственные глаза, казалось, тоже выскочили на невидимых стебельках. Несколько мгновений мы с восхищением смотрели на Вибхути. Потом восхищение сменила легкая зависть. Но и она не задержалась надолго. В мрачном расположении духа мы, словно безумные гномы, стали долбить породу, сражаясь за место у разреза.

Несколькими часами ранее автобус с нашей вполне благодушно настроенной командой подпрыгивал на ухабах, направляясь из Куньмина на восток. Стоял сентябрь – время сбора риса, – и мы мало кого встретили. Дорогу покрывал ковер из коричневого риса, оставленного подсыхать под еще теплым солнцем. Здесь и там мелькали буйволы в упряжке для молотьбы, к 1992 г. почти повсеместно замененные пыхтящими тракторами. Автобус пробирался по красно-коричневым холмам к деревне Маотяньшань. Здесь несколько лет назад геолог Хоу Сяньгуан из Юньнаньского университета сделал грандиозное открытие: нашел кембрийские окаменелости с прекрасно сохранившимися конечностями и мягким телом.

Можно сравнить находки Хоу в уезде Чэнцзян[48] с окаменелостями из сланцев Берджес, обнаруженными Чарльзом Д. Уолкоттом в 1900-х гг. и Стивеном Дж. Гулдом в 1980-х гг.[49]. Чэнцзянские ископаемые (также солидного возраста и даже старше) гораздо привлекательнее биоты из сланцев Берджес. И они не намного моложе пород в разрезе Улахан-Сулугур. К счастью, мы получили официальное разрешение на сбор окаменелостей.

Маотяньшаньские карьеры, откуда родом чэнцзянские ископаемые, напоминают цепь взрывных воронок в желтой породе, окруженных сланцевыми отвалами. Картину вряд ли можно назвать живописной, но если по куску здешнего аргиллита посильнее ударить молотком, на свет явятся сокровища. Кроваво-красные синдареллы (Cindarella) во всем своем блеске выступают, одна за другой, из породы: выражаясь языком геральдики – в золотом поле шествующая червленая фигура, смотрящая впрям.

Синдарелла – восхитительный представитель чэнцзянской биоты, и она замечательна не только своим сказочным именем. Это было животное с телом в форме щита и длиной 2 см, похожее на головастую ошпаренную креветку. У этого предшественника трилобита фаллотасписа и эоредлихии (Eoredlichia) нет кальцитового панциря. При этом синдарелла – как и ее страшненькая сестра ксандарелла (Xandarella) – выставляет напоказ то, что остальные трилобиты обычно прячут: ряды ходильных конечностей и перистые жабры, расположенные в два ряда вдоль сегментированного брюшка. Эти конечности и жабры напоминают потроха, которые мы за ужином удаляем у креветок. И трудно не думать, какой была бы на вкус синдарелла, вымоченная в соусе табаско и поданная с белым вином. Увы, мы никогда этого не узнаем.

Из другого обломка сланца показался старый знакомец: плеченогое лингулелла (Lingulella). Ее раковина, как и раковина сибирской алданотреты, напоминает коготь и состоит из фосфата кальция. Но, в отличие от других ископаемых плеченогих, лингулелла сохранила короткую мясистую ножку. Лингулелла из Уэльса, из Кембрийских гор, могла бы озадачить Дарвина, если бы мы могли вернуться в 1859 г., когда он заявил: “Некоторые из наиболее древних животных, например… Lingula и др., мало отличаются от нынешних видов…”[50], прибавив: “В роде Lingula, например, все виды, появлявшиеся последовательно в разные эпохи, связаны друг с другом непрерывным рядом поколений от нижнего силура и до настоящего времени”[51]. Проблему Дарвин изложил так:

Согласно с нашей теорией, нельзя предположить, чтобы эти древние виды были прародителями всех относящихся к этим группам видов, которые появились впоследствии, так как они ни в какой степени не являются промежуточными между ними по своим признакам.

Таким образом, по мнению Дарвина, брахиоподы, к которым относится и лингулелла (так сейчас называют это ископаемое) – не только живые ископаемые. Лингула чересчур развита и поэтому не может выступать прародителем всех плеченогих. Дарвин имел в виду, что предки таких сложных животных, как лингулелла (и, конечно, предки трилобитов), должны находиться в очень древних слоях (возможно, на отметке 1200 млн лет).

Дарвин крайне скептически оценивал шансы найти ископаемых рыб в породах старше силурийских:

Древнейшие известные нам… рыбы безусловно принадлежат к современным классам этих животных… Тщетно было бы искать животных с общими эмбриологическими чертами позвоночных, пока не открыты богатые ископаемыми слои много ниже самых нижних кембрийских слоев, но на это открытие мало надежды[52].

Представьте его реакцию, если бы он узнал, что среди чэнцзянской биоты отыскались предполагаемые древнейшие рыбообразные существа. Возможно, это изменило бы его взгляды на длительность кембрийского взрыва. Окаменелости, о которых идет речь, появились на свет гораздо позднее, разбуженные от долгого сна севернее Хайкоу. Позднее обнаружение связано с непривлекательностью аргиллитов в этой местности: здесь они не ярко-красные, а тускло-серые. Правда, это указывает на лучшую сохранность органических остатков внутри породы. Слои отложений в Хайкоу покрыты сотнями отпечатков существа, названного хайкоуэллой (Haikouella)[53]. Это ископаемое очень похоже на современных бесчерепных, например на ланцетника. Их тело (длиной 2–3 см) имело сигарообразную форму. Голова была заостренной. Хайкоуэлла имела семь овальных жаберных щелей, спинной плавник и длинный хвост для передвижения. Возможно, она, подобно сардинам, даже сбивалась в косяки по несколько сот особей. По-видимому, хайкоуэлла (как и другие представители чэнцзянской биоты) пострадала от массового вымирания[54]. К гибели этих животных в Хайкоу предположительно привели штормы, поднимавшие со дна ядовитый сероводород. Печально думать, что прекраснейшая из кембрийских картин нарисована с такой жестокостью.

Черви в платьях

Одна из самых любопытных особенностей чэнцзянской биоты – не то, что здесь нашлось, а то, чего здесь не оказалось. Кажется странным отсутствие кольчатых червей: предков дождевых червей и морских пескожилов. Мы привыкли считать этих животных непременными участниками животного мира. И они обнаруживаются в больших количествах в Британской Колумбии, в сланцах Берджес (которые моложе чэнцзянских пород) в виде ископаемых канадии (Canadia) и берджессохеты (Burgessochaeta). Трудно сдержать улыбку при виде этих разодетых окаменелостей. Канадия, скорее всего, выглядела как червь в платье с множеством рюшей, оборок и складок (рис. 4).

Рис. 4. Древний червь в платье. Здесь я изобразил реконструкцию канадии из сланцев Берджес (средний кембрий, ок. 505 млн лет) в Британской Колумбии. Эта окаменелость обычно имеет длину 2–3 см. Здесь она представлена в виде многощетинкового червя и дополнена простыми глазами и пучками щетинок. Канадия является одним из самых древних представителей таксономической группы кольчатые черви, включающей, например, дождевых червей и нереид.

В Чэнцзяне, однако, никаких признаков древних червей в платьях не нашлось. Самым распространенным ископаемым здесь является параселькиркия (Paraselkirkia), очень напоминающая, гм, детородный орган с надетым на него презервативом. Головка-луковица, украшенная остроконечным шлемом, переходит в длинное морщинистое тело, защищенное эластичной органической оболочкой. По мнению Саймона Конвей-Морриса из Кембриджа (помимо прочего, он признанный эксперт по пенисоподобным ископаемым червям), параселькиркия не является настоящим кольчатым червем, а относится к приапулидам (Priapulida).

Следует признать, что многие представители старшей чэнцзянской биоты (но не канадия) внешне очень похожи на представителей более молодой биоты из сланцев Берджес из Канады. В Чэнцзяне даже нашлась жутковатая галлюцигения (Hallucigenia), в 1970-х гг. ставшая настоящей знаменитостью. Каждое Рождество на заседании Палеонтологической ассоциации в Англии мы, бывало, узнавали о новых открытиях, сделанных кембриджской группой Гарри Уиттингтона. Ходили даже слухи, что они заключили договор с дьяволом в обмен на возможность открывать новые необыкновенные таксономические группы.

Как бы там ни было, галлюцигения сделала поразительную карьеру. Кульминацией стало заявление о “большом надувательстве сланцев Берджес” в книге “Чудесная жизнь”[55]. (Она до сих пор полезна, особенно для успокоения непослушных детей перед сном.) Знаменитый Стивен Джей Гулд с нежностью описывает легион кембрийских чудовищ.

По мнению Гулда, в кембрийском периоде разнообразие планов строения тела в различных группах животных было значительно шире нынешнего. Но случайные события со временем уменьшили разнообразие, и теперь мы наблюдаем уцелевших счастливчиков. Иными словами, наши собственные предки не то чтобы приспособились к окружающей среде, а просто оказались удачливее[56]. Но экстраординарные заявления требуют таких же доказательств, и Гулд, похоже, мог совершить серьезную ошибку. Когда он писал свою книгу, “большой пузырь” уже был готов лопнуть, и маленькая галлюцигения сыграла в этом одну из главных ролей.

Внимательно рассмотрим галлюцигению, чтобы вспомнить, как в прошлом столетии изменялся взгляд на нее. Галлюцигения выглядит почти как раздавленная сапогом гусеница на садовой дорожке. Удлиненное тело разделено на сегменты и снабжено семью парами мягких конечностей. Подобно гусенице современного шелкопряда, на спине почти столько же пар острых шипов, сколько ножек под брюхом. Шипы, возможно, помогали галлюцигении защищаться, как и нынешним гусеницам. Все это мы знаем, поскольку имеем прекрасно сохранившийся чэнцзянский материал. Но это было не столь очевидно, когда ученые располагали лишь окаменелостями (менее удачными) из сланцев Берджес. Поэтому в 1911 г. американский геолог Чарльз Уолкотт ошибочно отнес галлюцигению к многощетинковым червям, к которым относилась и канадия. Так галлюцигения стала еще одним червем – забытой и нелюбимой спящей (в ящиках Королевского музея Онтарио в Торонто и Смитсоновском институте в Вашингтоне) красавицей. Это продолжалось до 1970-х гг.

В 1970-х на смену хиппи пришли панки и металлисты, но все вокруг еще живо напоминало о временах хиппи, и шипастое ископаемое назвали галлюцигенией. Саймон Конвей-Моррис в Кембридже реконструировал его и вверх ногами, и перепутав передний и задний конец. Итог озадачивал. Согласно этой реконструкции выходило, что животное передвигалось на длинных ногах-ходулях (в реальности они располагались на спине), в которых были полости с маленькими отверстиями. Предполагалось, что передние конечности доставляли пищу ко рту (но то, что принималось за голову, оказалось задней частью тела). Теперь галлюцигения уже не была старомодной принцессой. Она предстала истинной бунтаркой, особенно если вспомнить ее шипы. К счастью, шведский палеонтолог Ларс Рамскольд избавил мир от кошмара. Оказалось, что галлюцигения – всего-навсего бархатный червь (онихофора), похожий на современного перипатуса (Peripatus), но снабженный изящными шипами на спине и маленькими ногами, на которых можно танцевать. Походка галлюцигении также (всего за несколько недель переосмысления) эволюционировала от панковских прыжков до задумчивой румбы.

Рис. 5. Бархатный червь. Это моя реконструкция микродиктиона (Microdictyon) из раннекембрийской (ок. 520 млн лет) чэнцзянской биоты. Длина окаменелости обычно 2–3 см. Такие окаменелости чаще всего сохраняются в виде изолированных фосфатных пластин (несколько миллиметров в поперечнике и слегка напоминают глаз трилобита). В чэнцзянской биоте эти фосфатные пластины также встречаются парами (вверху) и являются частью дорсальной брони существа, которое можно реконструировать как гусеничного бархатного червя (внизу). По сравнению с микродиктионом у галлюцигении были более простые и заостренные пластины. Оба они – старейшие из известных бархатных червей надтипа лобоподы (Lobopoda).

В чэнцзянской биоте стали появляться и другие бархатные черви, в том числе микродиктион (Microdictyon), у которого шипы, похожие на шипы галлюцигении, превратились в огромные ложные глаза. Вероятно, это пример мимикрии для защиты от хищников (рис. 5). Палеонтологи отреагировали незамедлительно. Сами по себе окаменелости из сланцев Берджес не были странными. Странной была философия их реконструкции, если так можно выразиться. Когда Гулд мечтал о галлюцигении, остальные с грустью наблюдали, как рушится миф о сланцах Берджес. Один за другим таинственные создания приобретали знакомые черты. Ричард Форти съязвил тогда: “В биоте из сланцев Берджес нет никого страннее артемий и безумнее усоногих раков. Старый хлам”. Или что-то в этом роде[57].

Перчатка брошена

Биота сланцев Берджес важна в историческом отношении, но чэнцзянская биота важнее с научной точки зрения: ведь она старше примерно на 20 млн лет. Чэнцзянская биота – это целый зверинец времен древнейших трилобитов. Но главное послание чэнцзянской биоты – не о кембрийских чудесах. И окаменелости из сланцев Берджес, и чэнцзянская биота показывают нечто не менее странное. Замечание Дарвина о невозможности фоссилизации “совершенно мягких организмов” неприменимо к миру кембрия.

Чэнцзянские находки также подтверждают, что кембрийские океаны кишели существами, которые, возможно, были близки к прямым предкам современных морских и наземных животных (и, конечно, человека). Но откуда взялись все эти создания? И внезапно ли они возникли? Вернемся в Беруоллс-хаус в 1983 г. (гл. 2).

Мало кто на Западе знал о лихорадочной работе по геологическому картированию в Китае в 1970-х гг., после Культурной революции. В поисках материала для фосфатных удобрений геологи наткнулись на богатое окаменелостями месторождение на юге Китая, которое растянулось на несколько тысяч километров (рис. 6). Последовал вал находок. Тогда язвили, что китайских палеонтологов, придумывающих имена находкам докембрийского и кембрийского времени, больше, чем самих находок. К счастью, это было не так.

Рис. 6. Мэйшуцуньский фосфоритный рудник. Богатые фосфоритовыми окаменелостями разработки показали мне начальник карьера (слева) и палеонтологи Чжао Юэ (в центре) и Цзян Чживэнь (справа). Древнейшая раковинная фауна (ок. 540 млн лет), в т. ч. анабариты (Anabarites) и протогерцины (Protohertzina), появляются в геологической летописи [их систематическое положение неясно; первые – сидячие беспозвоночные, а вторые, возможно, родственны конодонтам или хетогнатам (Прим. науч. ред.)] на уровне ног, а раковинные моллюски, близкие к майханелле (Maikhanella) и алданелле (Aldanella), – чуть выше их голов.

В 1983 г. в Беруоллс-хаусе доклады советских ученых были встречены пылким одобрением с одной стороны и насмешками – с другой. Этот гомон уступил место тишине, когда на сцену поднялись четверо китайских ученых. Перчатку собирались бросить незнакомые геологи – из тех первых, кто оказался за пределами красного Китая. Мы замерли.

Переводчик китайской делегации начал с долгих извинений за свой неважный английский язык. Затем он продолжил на безукоризненном английском, с шутками и отступлениями. Далее последовали выступления Син Юйшена, Ло Хулиня и Цзян Чживэня о начавшихся в Китае удивительных открытиях. Они заявили, что томмотские ископаемые Алексея Розанова – далеко не древнейшие доказательства существования животных со скелетом. Китайские геологи нашли окаменелости еще ниже по стратиграфической шкале и, следовательно, старше. Свои находки они назвали в честь деревни Мэйшуцунь, в окрестностях которой были обнаружены ископаемые. В мэйшуцуньских породах нет остатков плеченогих, брюхоногих моллюсков и губок, подобных найденным в разрезе Улахан-Сулугур и в Дворцах в Сибири, зато есть загадочные вымершие организмы, многие из них трубчатой и серповидной формы.

Было очевидно, что после этого заявления отношения между русскими и китайцами стали накаляться. По мнению московских ученых, китайские породы были того же возраста, что и советский томмотский ярус, и просто относились к другой его части[58]. С точки же зрения китайских ученых, их мелкораковинная фауна была значительно старше сибирских находок и потому важнее для понимания эволюции[59]. Чтобы помочь разрешить спор, по крайней мере для себя, было необходимо отправиться в Китай.

Бамбуковый храм

Осенью 1986 г. по приглашению пекинского Геологического музея[60] я провел в Китае около месяца. Культурная революция закончилась, но оставленные ею шрамы виднелись повсюду[61]. Огромная коллекция окаменелостей и минералов выглядела позабытой. Не было видно ни туристов, ни школьных экскурсий, ни просто посетителей. Хорошего настроения также не было. Во время Культурной революции даже директорат музея трудился на рисовых полях.

Каждое утро меня забирал шофер в белых перчатках на “номенклатурной” машине с занавесками на окнах[62]. У дверей музея уже ждала госпожа Чжан, мой личный переводчик. Мы шли длинными зелеными коридорами, в которых время от времени раздавался вызывающий оторопь звон расставленных вдоль стен гигантских плевательниц. Мои вечера были столь же незабываемыми. Торжественные обеды сопровождались речами и пылкими тостами.

После осмотра огромного музея я в компании палеонтолога Чжао Юэ отправился на старом черном лимузине с шофером на юг. День за днем через окна с изысканными шторками мы наблюдали удивительный мир. На протяжении многих и многих километров наш лимузин оставался единственным автомобилем на дороге с пешеходами, велосипедистами и повозками, запряженными быками. Время от времени мы переставали обсуждать бесчисленные выбоины и оползни. Местные жители приходили поглазеть (возможно, впервые) на “длинноносого”: европейца. Я чувствовал себя польщенным. Однажды нас даже подвели к деревянной платформе, нависающей над рисовым полем, и попросили облегчиться на запряженную быком повозку, готовую отправиться в путь. Отказаться было невежливо.

Наконец мы приехали в Куньмин, “город вечной весны”. Слабая пелена дыма висела над многоэтажками и просачивалась в парки на окраинах. Пейзаж с ивами и померанцем, пагодами и бамбуковыми мостиками выглядел ожившей репродукцией со старинного расписного блюда. Ежедневно в течение недели мы выезжали за город, в сторону холмов с руинами буддийских монастырей. Монастыри были пустынны и безмолвны: просто музеи с изваяниями, колоколами и фонтанами.

Цюнчжусы, Бамбуковый храм, находится по дороге к одному из мест, где были найдены чэнцзянские окаменелости. Цюнчжусы, построенный не позднее VII в., в прошлом году сгорел при пожаре. Во дворе, перед большим розовым Буддой, расположился тщедушный монах с закрытыми глазами. Каждые несколько минут он вскакивал и бил деревянным молотом по большому бронзовому котлу, звучавшему наподобие курантов. Присмотревшись, мы заметили, что котел заполнен мусором, преимущественно старыми газетами. Должно быть, это спасало барабанные перепонки. Миновав двор с гонгами и драконами, мы увидели ряд статуй в человеческий рост. Божества и демоны стояли плечом к плечу, демонстрируя целую гамму чувств – от гнева до высокомерия. Но то, что мы обнаружили сразу за углом, меня удивило больше всего. Там располагался маленький музей: десятки небольших окаменелостей, собранных на окрестных холмах и заключенных в багетные рамы. Каждое ископаемое было обозначено латиницей и иероглифами. Как это странно: окаменелости в храме! Или нет? Я задумался: а решились бы протестанты почтить историю жизни таким вот образом?

Ванцзявань

Одно из удобнейших в Китае мест для изучения кембрийского взрыва, как мы вскоре узнали, – это фосфоритные рудники неподалеку от деревни Мэйшуцунь[63]. Но в то время рудники были небезопасны и напоминали каторгу. Более приятное место – Ванцзявань – нашлось к югу от живописного озера Дяньчи. Чтобы туда добраться, мы объехали озеро на машине и пошли к разрезу пешком, причем, дабы нам оказаться там вовремя, проводник Цзян Чживэнь задал весьма быстрый темп.

В конце приблизительно четырехкилометрового пути нас ждали фосфоритные породы. С помощью окаменелостей мы попытались найти нужную зону, соответствующую основанию томмотского яруса, обнаруженного в разрезе Улахан-Сулугур. Как и в Сибири, в Ванцзяване этот поворотный момент эволюции отмечен резким изменением цвета породы, однако во втором случае цвет изменялся снизу вверх от коричневого к черному (почти как агат), а не от белого к красному. Кроме того, в Ванцзяване мы нашли то, что не смогли увидеть на Алдане: черный “томмотский” слой располагался под слоем (до 10 м) богатого окаменелостями коричневого фосфорита.

Этот слой раковинной фауны в пределах фосфоритных пластов в Ванцзяване был важным открытием китайских ученых: многие из нас убедились в присутствии разнообразной жизни до томмотского яруса. Причем в этом слое не представлена ни одна из современных нам групп животных, например плеченогие и иглокожие. Вместо них китайские палеонтологи нашли незнакомые раковинные остатки: трубки, зубчики, пятнистые сферы. Об этом они и рассказывали в Беруоллс-хаусе.

Одна из окаменелостей, характерных для мэйшуцуньских залежей – анабариты (Anabarites). Сначала их открыли (рис. 7) далеко к северу, у сибирской реки Анабар, а также поблизости от кембрийских пород почти на противоположной стороне планеты – от Канадских Скалистых гор до предгорьев Гималаев (Индия) и Китая. Раковины анабаритов имели форму трубки, как соломинка для напитков, а длина редко превышала 1 см. Самой любопытной чертой окаменелости является трехлучевая симметрия. Вниз по бокам отходят три длинных гребня. В поперечном сечении ископаемое напоминает лист клевера. Любопытно, что раковины с подобным строением мы не найдем ни у современных животных, ни у окаменелостей другого времени. Кажется, будто этот стиль был популярен в начале кембрийского взрыва и резко устарел с восхождением трилобитов (например, фаллотасписа и эоредлихии).

До сих пор об экологии этой раковинной фауны известно удивительно мало. Раковинки (например, анабаритов) во время шторма кувыркались во всех направлениях, и теперь нам трудно представить образ жизни этих существ. Тем не менее длинная раковина в форме трубки может дать некоторые подсказки. Такие раковинки особенно популярны сейчас у организмов-фильтраторов, питающихся взвешенной в воде органикой. Классический пример мы находим на рифах у Барбуды. Обитающая там морская улитка верметус (Vermetus) прикрепляется к кораллу, а затем “разматывается” в длинную трубку, углубляясь в толщу воды. Подобно садовому слизню, верметус может производить огромное количество слизи, которую он выбрасывает наружу в виде длинных нитей. Через несколько часов улитка поедает эту сопливую ленту вместе с частицами пищи. (Пирог с вареньем, упавший на кухонный пол, обычно собирает больше мусора, чем сам оставляет.) Отвратительно, зато эффективно. Эта стратегия настолько успешна, что можно наблюдать огромные луга верметусовых трубок в местах, где океанские воды богаты пищей. Поэтому предположим, что и анабариты образовывали “луга”-колонии, прикрепляясь к камням, и питались органическими частицами, плавающими в толще воды. Тесная связь между ископаемыми анабаритами и фосфоритами, образование которых требует большого количества биогенных веществ, делает эту гипотезу еще привлекательнее.

Рис. 7. Как правило, подобные изображенным здесь трубчатые ископаемые первыми из представителей раковинной фауны появляются в геологической летописи. Они процветали задолго до трилобитов. Анабариты (слева) имели известковую раковину с тремя продольными бороздками. Они могут быть родичами стрекающих. Колеолиды имели известковую раковину, снабженную многочисленными спиральными канавками (в центре). Они могли принадлежать беспозвоночным (червям). Платисолениты имели агглютинированную раковину (справа), склеенную из мелких песчинок. Эта раковина принадлежала одноклеточному простейшему фораминифере. Длина каждой из этих окаменелостей редко превышает несколько сантиметров.

Забавно вот что. Повсюду, где бы мы ни искали, древнейшие сообщества ископаемых животных почти одинаковы: это бескрайние “луга” трубчатых раковин. Пока неизвестно, кормились ли их хозяева при помощи лент из слизи или захватывали пищу иначе, например “метелкой” или щупальцами. Мы также не знаем, какие именно животные жили в трубках. В конце концов, трубка – это просто трубка. Отсюда множество вопросов. Большинство ученых сходится, однако, в том, что анабариты и подобные им животные были беспозвоночными (кольчатыми червями, медузами или кораллами). Впрочем, в одном можно быть уверенным: в начале кембрия “луга” существ, живущих в трубках и прихлебывающих густой “бульон”, были повсюду.

Ископаемые “пупсики”

Дарвин, указывая, что “совершенно мягкие организмы совсем не могут сохраниться”[64], не понимал ни всей странности геологической летописи, ни объяснительной силы собственной Главной мысли. Эволюционировали не только формы жизни, но и механизмы фоссилизации. Кажется, что чем глубже мы погружаемся в прошлое, тем лучшей сохранности окаменелости находим. Как это удивительно! Мы (и Дарвин, и Лайель) ожидали противоположного.

Например, отличная сохранность материала времен динозавров довольно редка[65]. Как правило, такие находки ограничиваются областями древних озер. Но окаменелости большего возраста (ок. 520 млн лет), современники чэнцзянской биоты, являют замечательно сохранившиеся на морском дне мягкие ткани. Конечно, в этом случае ученым фактически приходится осматривать трупы, и чем отвратительнее труп, тем сильнее палеонтологам он нравится. Организмы с нетронутыми внутренностями обнаружены в морских сланцах от Юты до Канады, от Гренландии до России, от Китая до Австралии.

В породах на том уровне, которые мы сейчас осматриваем в Китае (недалеко от линии начала кембрийского взрыва), качество и количество прекрасно сохранившихся остатков поражают. Этот фосфоритный слой у южных границ Китая, в Индии, Пакистане и Казахстане настолько мощен, что древнейшие из известных ископаемые перемалывают в удобрения[66].

Я отправился из Юньнани на запад, в провинцию Сычуань, и в городе Чэнду, в Геологическом институте, встретился с Хэ Тингуем. Кампус, где геологию изучают около 1700 студентов, напоминал городок с собственным футбольным стадионом, театром и кинотеатрами. В 1986 г. институт в Чэнду был одним из семи таких в Китае. Однажды вечером ко мне присоединился Чжао Юэ. Мы смешались с толпой только что приехавших первокурсников, которые покупали тростниковые циновки и пельмени, тащили свертки с постельными принадлежностями, чинили обувь и развозили багаж на велорикшах. Любопытно, что в кампусе не было ни газет, ни телевизоров. Новости узнавали из больших стенгазет, часто снабженных изречениями Мао. У этих плакатов собирались толпы студентов. Но отсутствие новостей не несло с собой покоя. По утрам мы подскакивали от звука громкоговорителей.

Мы проехали на запад около 170 км, к священной горе буддистов Эмэйшань, где сокрыты кембрийские окаменелости. Нашей целью был знаменитый базальный фосфоритный слой, образовавшийся в кембрийском периоде, балансирующий на крутом склоне. Пока Чжао Юэ и Хэ Тингуй наполняли мешки фосфоритовыми образцами (см. вкладку), я с восхищением осматривался. Ряды покрытых пышным лесом конических холмов временами исчезали под вуалью тумана, спускавшегося со склонов священной горы. Крошечные, тщательно возделанные террасы льнули к холмам. Пока мы работали, мимо проплывала сама Азия во всем своем древнем великолепии и разнообразии: девушки с инструментами для обработки земли, старуха в носилках, черная бабочка величиной с птицу, двое мужчин, несущих на рынок стреноженного поросенка. Сычуань действительно может показаться самым оживленным местом на планете.

На следующее утро в лаборатории мы рассматривали в микроскоп собранные окаменелости. Среди них, как и ожидалось, нашлись анабариты. Но в одной пробе из середины толщи мы обнаружили нечто похожее на окаменевшее рагу по-китайски: клубки “лапши” с “гороховым пюре”, “орехами кешью” и “мясом” – и все это в фосфорите. “Лапша” оказалась остатками нитевидных водорослей с кембрийского морского дна, “пюре” и “кешью” – пупырчатыми сферами оливооидеями (Olivooides): возможно, это цисты водорослей[67]. А “кусочки мяса” – это предположительно остатки вымерших книдарий, близких к артрохитам (Arthrochites). Зрелище восхитительное. В дальнейшем Чжао Юэ из Китая и Стефан Бенгтсон из Швеции продемонстрировали, что “гороховое пюре” – это, вероятно, стадии роста “мясных кусочков”. И все это смогло сохраниться в необычных условиях на дне[68]. Интересно, что такие условия, судя по всему, в самом начале кембрия нередко складывались в Азии, Европе, Австралии и Северной Америке. Итак, мы нашли доказательство того, что великая догадка Дарвина о невозможности сохранения мягких организмов несправедлива в отношении “затерянного мира”. Что же происходило в то время на Земле?

Угадайка

Полученные в Китае данные подтвердили закономерность, начавшуюся проявляться в геологической летописи. Действительно, до появления трилобитов, например фаллотасписа и эоредлихии, существовало множество животных со скелетами. Китайские находки также подтвердили представление, что кембрийский взрыв не был внезапным и мгновенным, а длился десятки миллионов лет. Но главным стало то, что эти находки прояснили невнятные рассуждения ученых из Новосибирска относительно дотоммотского мира, лишенного остатков плеченогих, брюхоногих и губкоподобных археоциат. По-видимому, тогда доминировали анабариты и другие сидящие в трубочках беспозвоночные.

Таким образом, наше знание геологической летописи расширилось настолько, что мы смогли приступить к распознаванию закономерностей эволюции определенной группы животных. А знание таких закономерностей увеличивает шансы угадать суть игры, то есть выдвинуть ряд гипотез. Но помните, нам никто и никогда не рассказывал о правилах составления геологической летописи. И оттого нашей главной целью было понимание этой игры и ее внутренних правил. Стоит не забывать и о том, что все первоначальные догадки могут оказаться далеки от истины.

И снова встает Главный вопрос: действительно ли в докембрии, то есть в “затерянном мире” Дарвина, отсутствуют окаменелые остатки животных – или это “блеф”? Если переформулировать вопрос относительно нашей карточной игры, то – где отсутствующие карты: еще в колоде (в породе)? На руках у других игроков – возможно, в музеях? Или их вовсе нет? История знает три главных маневра, избавляющих нас от ответа на этот основополагающий вопрос. Назовем их так: “догадка Лайеля” (Lyell’s Hunch), “уловка Дейли” (Daly’s Ploy) и “маневр Солласа” (Sollas’s Gambit).

“Догадка Лайеля”

В середине XIX в. кембрийский взрыв объясняли, как правило, с позиций креационизма. Об этом можно судить по некоторым замечаниям Дарвина, высказанным в 1859 г.:

На вопрос, почему мы не находим богатых ископаемых отложений, относящихся к этим предполагаемым древнейшим периодам, предшествовавшим кембрийской системе, я не могу дать удовлетворительного ответа. Некоторые выдающиеся геологи, с сэром Р. Мерчисоном во главе, были до последнего времени убеждены, что мы видим в органических остатках самого нижнего силурийского слоя первую зарю жизни[69].

Но у Чарльза Лайеля имелось другое объяснение. Он предположил, что отсутствие скелетных окаменелостей докембрийского периода связано с неполнотой геологической летописи. Дарвин, последовав в этом вопросе за Лайелем, допустил, что самые древние окаменелости исчезли глубоко под дном современных океанов. В эдвардианские годы великий американский геолог Чарльз Д. Уолкотт сделал еще один шаг и придумал мир, в котором животные докембрийского периода скрывались в липальском океане[70], донные отложения которого еще не найдены или просто исчезли. Оба мнения относятся к точке зрения, которую мы здесь называем “догадкой Лайеля”, потому что Чарльз Лайель, известнейший геолог из Оксфорда, первым об этом подумал.

Вот что сам Лайель написал в 1853 г.:

Если вслед за этим мы обратимся к ископаемым животного царства, когда они расположены геологом в хронологическом порядке, то можем спросить, подтверждают ли они мысль, что существа, с высшей организацией и с большим умственным развитием, появлялись на Земле в постепенно наступавшие друг за другом эпохи, и что животные с простейшей организацией были созданы прежде, а с более сложной после. Наши познания о силурийской [т. е. от кембрия до силура] фазе в настоящее время черпаются исключительно из горных пород морского происхождения; ибо до сих пор еще не было открыто пресноводных осадков, принадлежащих такой отдаленной древности. Впрочем, ископаемые этих горных пород сразу ставят теорию прогрессивного развития в весьма тесные пределы; ибо и они уже дают нам возможность составить весьма ясное понятие о животных с радиальной симметрией, моллюсках и суставчатых животных [кораллах, моллюсках и членистоногих], свойственных тогдашнему морю… Некоторые натуралисты полагают, что древнейшая фауна была исключительно морская; потому что мы до сих пор не нашли еще ни одной силурийской улитки, ни одного насекомого, ни одной птицы, ни одного сухопутного пресмыкающегося или млекопитающего. Но относя исследования к периоду, столь отдаленному от настоящего, мы не должны удивляться, если единственный доступный для нас слой будет ограничиваться осадками, образовавшимися вдали от суши; потому что океан, по всей вероятности, занимал тогда, как и теперь, большую часть земной поверхности[71].

“Догадка Лайеля” означает здесь, что кембрийский взрыв не является настоящим взрывом и что богатый окаменелостями докембрийский мир еще не найден. Возможно, это необходимый шаг – нежелание принимать отрицательные доказательства или предопределенность в истории жизни. Фактически то была основная гипотеза, относительно которой можно проверять заявления о “прогрессивном развитии” жизни. Лайель считал, что мы должны предполагать (пока нет доказательств противного), что в прошлом все было устроено точно так же, как сейчас. Иными словами, он говорил о принципе актуализма. Эта гипотеза была и остается хорошей отправной точкой для сильных прогнозов и предположений.

Должно быть, в 1859 г. Дарвин хорошо понимал опасность “догадки Лайеля”. Затруднение в его случае заключалось в том, что геологическая летопись была слишком мало изучена. Когда он писал “Происхождение видов”, то, должно быть, чувствовал необходимость угадывать “суть игры”. Можно лишь предполагать, чего он действительно ждал от ископаемых. Скорее всего, его ожидания были недалеки от представления, что животные, какими мы их теперь определяем, появляются в геологической летописи в начале кембрийского взрыва, однако этому предшествовало довольно долгое, в целом последовательное развитие.

“Догадка Лайеля” до сих пор в ходу у некоторых молекулярных биологов, особенно при реконструкции по геному современных животных. Такие реконструкции порой проводят в отрыве от геологической летописи. И это справедливо. Исключение окаменелостей из рассмотрения имеет кажущееся преимущество: это помогает избежать опровергающих доказательств, которые в данном случае выражаются в отсутствии окаменелостей или молекул. А опровергающие доказательства иногда считаются слабее подтверждающих, потому что, как сказал астроном Карл Саган, отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия. Это суждение можно проиллюстрировать эффектом Лазаря, отмечаемым, когда исследователи находят организмы, считавшиеся вымершими. Самый известный пример – это, пожалуй, целакантообразные (Coelacanthiformes). Эти примитивные рыбы считались вымершими в конце мелового периода (вместе с динозаврами), пока в 1938 г. одну такую не поймали у берегов Южной Африки[72]. Другой, менее известный, но не менее замечательный пример, – примитивные моллюски неопилины (Neopilina), “вымершие” около 300 млн лет назад и однажды живыми поднятые на поверхность у берегов Пуэрто-Рико. Не менее романтична история гинкго двулопастного: описанное палеонтологами дерево “воскресло” в монастырском саду в Японии.

Отбрасывание опровергающих доказательств может показаться отличной идеей на ранних этапах исследования[73]. Но они все же являются неотъемлемой частью математических моделей и вероятностей. Чем дольше играть, тем яснее должна вырисовываться картина. Так, последние двести лет геологи играли в игру “догадка Лайеля”, но, как видим, убедительных находок в докембрии трилобитов и более развитых животных не случилось. Не будем также забывать, что бедолага Лайель допускал возможность обнаружения остатков млекопитающих в породах палеозойского времени[74].

Однажды на вопрос, какое единственное наблюдение опровергло бы эволюцию, оксфордский биолог Дж. Б. С. Холдейн бросил: “Ископаемые кролики в докембрии!”[75] Однако долгожданные сообщения о кембрийских кошках и докембрийских кроликах так и не появились, и уже к 1859 г. “догадка Лайеля” стала казаться сомнительной. Предсказательная сила приема не подтверждалась, и его применение уменьшилось.

Теперь мы видим, что Дарвин, не желая войны, старательно избегал разговоров о “прогрессивном развитии” и вместо этого сетовал на неполноту геологической летописи. Его прогноз был слишком мрачным. Он явно чувствовал себя обязанным поддержать гипотезу, по сути, неэволюционную. Дарвин оказался в ловушке, подстроенной Лайелем. Вскоре проблему “затерянного мира” попытались решить иначе.

“Уловка Дейли”

Дарвин рассказывал друзьям, что лекции минералога Роберта Джемсона, которые он студентом посещал в Эдинбурге, были ужасно скучны. Бедняга Джемсон считался живым ископаемым: он был учеником знаменитого минералога XVIII в. Абраама Готлоба Вернера. В свою очередь, Вернер первым (насколько нам известно) читал курс об окаменелостях во Фрайберге в 1797 г. И сейчас нас интересуют взгляды Вернера на кристаллические породы, например гранит и гнейс. Согласно Джемсону и Вернеру, кристаллические породы образовались на ранних стадиях испарения первичного океана. Таким образом, наслоения пород, подобные сибирским (доломит под слоем известняка, а тот под слоем сланца), отражают изменявшийся химический состав Мирового океана.

Гипотеза Вернера красива – и прискорбно ошибочна. Коллеги Джемсона Джеймс Геттон (Хаттон) и Джон Плейфэр опровергли ее. Изучив окрестности Эдинбурга, они доказали, что большая доля кристаллических пород не является морскими отложениями, а имеет вулканическое происхождение[76]. Эта дискуссия – полемика нептунистов с плутонистами[77] – пришлась на подъем шотландского Просвещения. Нептунистам в итоге пришлось признать свое поражение. И все же Вернер заслуживает нашей благодарности за вклад в разработку двух важных идей. Во-первых, слои породы представляют собой последовательные события и их можно реконструировать[78]. Во-вторых, химия океана за очень-очень долгое время изменилась (теперь можно твердо сказать, что она эволюционировала). Иными словами, Джемсон стоял на позициях, противоположных актуализму Лайеля.

Вернер представляет для нас интерес и потому, что он утверждал: до кембрийского периода химия первичного океана была враждебна жизни. Эта очень популярная идея (в несколько измененном виде) позднее получила поддержку в том числе Чарльза Лайеля и Роберта Чамберса. Даже в 1859 г. еще считалось, что кристаллические породы, например гранит, гнейс и сланец, являются остатками первичного океана, температура воды в котором достигала температуры кипения[79].

Позднее Реджинальд Олдуорт Дейли воспользовался некоторыми соображениями Вернера и предположил, что до кембрия в океане не было карбоната кальция, а значит, животные просто не могли иметь твердые скелеты, необходимые, чтобы попасть в геологическую летопись[80]. Однако быстро выяснилось, что древние породы, известняки и доломиты, уходят на многие километры вглубь.

Более поздняя версия “уловки Дейли” была выдвинута американским геологом Полом Кнотом. Он предположил, что вода первичного океана была слишком соленой. Тогда древнейшие растения и животные эволюционировали лишь в пресноводных озерах. Скудная жизнь в лагуне Каффи-Крик (гл. 1) на Барбуде и разнообразный животный мир в нормальной морской воде у Большого Козьего рифа показывает, чего ожидать в этом случае[81]. Но большинство кембрийских существ – плеченогие, губки, иглокожие – сейчас презирают пресную воду и, насколько можно судить, презирали в далеком прошлом.

Все модификации “уловки Дейли” говорят об одном: экологическая ситуация, то есть небиологические внешние факторы, может стать причиной появления “затерянного мира” и его главного врага: кембрийского взрыва. Среди небиологических факторов – температура, гидростатическое давление, токсичные газы, соль или кальций, фосфор, кислород. Или сразу несколько из них. Или все вместе. “Догадка Лайеля” предполагает, что правила игры установлены и просты, но мы что-то упустили, а “уловка Дейли” – что правила непросты и могут произвольно изменяться. Помните: нам никто не объяснял, каковы настоящие правила игры с геологической летописью.

“Маневр Солласа”

При описании следующего маневра мы встречаемся с “сэром Дэвидом и овражным кварцитом”. “Сэр Дэвид” – это Эджуорт Дэвид, известный оксфордский геолог, который стал великим путешественником, шедшим по Антарктиде рядом с Эрнестом Шеклтоном. Но Дэвид известен и своими эпизодическими исследованиями в Южной Австралии в 1896–1926 гг. Он искал мягкотелых докембрийских животных в овражном кварците в породах значительно старше кембрийских трилобитов. Дэвид – один из первых ученых, систематически изучавших “затерянный мир”.

Дэвид обратил внимание, что раковины животных, как правило, становятся тоньше, если двигаться по временной шкале в прошлое, то есть от силурийского периода с его толстостенными моллюсками и кораллами к кембрию и тонкостенным созданиям вроде лингулеллы. И предположил, что в докембрии животные могли быть вообще без раковины[82].

Может показаться, что Дэвид имел в виду нечто вроде океана Дейли без карбоната кальция. Однако он картировал докембрийские известняки прямо на уровне овражного кварцита. Он даже дал им названия: торренсский и брайтонский известняки, голубой металлический песчаник. Поэтому Дэвид знал, что в докембрийском океане не могло не быть карбоната кальция. Кроме того, он работал с оксфордским коллегой Уильямом Солласом над проектом по бурению скважин в известняке на тихоокеанском атолле Фунафути. Итак, смело можно сказать, что Дэвид знал об известковых скелетах все.

К счастью для нас, Соллас занимался той же теорией, так как, видимо, это была его собственная идея. Вот что он писал в 1905 г.:

Как это возможно, что за исключением немногих видов, обнаруженных в слоях непосредственно под кембрийскими, они не оставили следов? Объяснение заключается не в характере осадков, которые якобы не являются пригодными для сохранения окаменелостей [т. е. “догадка Лайеля” неверна], и не в составе тогдашней морской воды, в которой могло содержаться столько же карбоната кальция, сколько в нынешней [“уловка Дейли” также неверна]. Таким образом, единственное правдоподобное предположение таково: организмы в ту эпоху не вышли за пределы стадии, представленной личинками существующих теперь беспозвоночных животных, и, следовательно, либо вовсе не имели скелета, либо не имели скелета, пригодного для сохранения[83].

Иными словами, кембрийский взрыв – это эффект эволюции минеральных скелетов, которые с легкостью превращаются в окаменелости.

Соллас был одним из последних великих умов своего времени. И всемирно признанным экспертом в области биологии губок, экологии пресных вод, эволюции гоминид и древнейшей истории Земли. Один из коллег Солласа даже называл его автором пилтдаунской фальшивки[84]. Соллас был близок к тому, чтобы угадать, какие карты в игре. Но закономерности – не то же самое, что процесс. Поэтому нам предстоит ответить на несколько вопросов: реален ли кембрийский взрыв с точки зрения эволюции основных групп животных, и если да, то почему? Произошел ли переход от беспозвоночных животных к животным с минеральным скелетом? По какой причине? Соллас не мог ответить на эти вопросы в 1905 г.: первые подсказки найдены недавно.

Теперь простимся с Китаем и отправимся в сердце Монголии.

Глава 4

Первый кошмар с зубами

В ту степь

Припоминаю, как в августе 1993 г. я, стоя рядом с круглой монгольской юртой, ущипнул себя, чтобы удостовериться: я не сплю. Над лагерем – небольшим скоплением юрт, поставленных кочевниками с реки Завхан (Дзабхан), – кружили орлы. Стоя здесь, в горах к северу от пустыни Гоби, я всматривался в горизонт в поисках всадников. Воздух был кристально чист, но я не видел ни лошадей, ни людей. Я не видел ни деревьев, ни полей. Я вообще не видел зелени несколько недель. Я чувствовал себя в доисторическом пейзаже. Трава, горы, реки и снег. Мне показалось, что я угодил примерно на 20 тыс. лет назад, в прошлое, когда наши предки расписывали стены и потолок пещер Ласко и Руффиньяк.

Со мной в Монголию приехали знакомые геологи со всего мира (см. вкладку). Мы сидели в палатке-столовой, только что покончив с ланчем. Зондирование содержимого тарелки карманным ножом выявило, что потчевали нас чем-то вроде рисовой каши с бараниной. На десерт подали горячий китайский чай с бараньим жиром: приятный довесок после прохладного утра, проведенного на скалах. Надо признаться, что ланч оказался чуть вкуснее обычного. Прежде нас угощали блюдом, похожим на похлебку из овечьих анальных сфинктеров и козлиных потрохов. И на вкус это блюдо было гораздо хуже, чем выглядело. Возникало подозрение, что монгольские повара обедали лучше нас. Через неделю один из моих коллег, француз, капитулировал и сменил лагерь, перебежав к поварам. Его можно понять и простить.

Монголия – не место для приверед. И тем более для приверед-вегетарианцев. Может, путешествия и расширяют кругозор, зато сужают желудок. Здешние кочевники питаются почти исключительно бараньим жиром, молоком яка и кониной. Или жиром яка и кумысом. Или даже водкой из кумыса. Спустя неделю или около того мы начали мечтать об отбивной из яка. И картофеле с фасолью. Но в поле зрения не было ни картофеля, ни фасоли, ни бананов, ни даже брюссельской капусты. Один за другим мы начинали чувствовать себя не в своей тарелке. Еще несколько месяцев такой диеты – и кое-кто погиб бы или, скорее, сбежал домой. Только один сохранял терпение – мой наставник Роланд Голдринг. Но его кулинарные способности уже были печально известны. (Справедливости ради замечу, что мои собственные ничуть не лучше.) Тем не менее, все мы перенесли этот викторианский режим: субпродукты, жиры и рис. Интересно, что средняя продолжительность жизни в этих краях достигает 60 лет. Сами монголы, видимо, сжигают жир за долгие холодные месяцы или в соревнованиях по борьбе и на скачках.

В тот день я как раз собирался судить такие соревнования. Мне, седобородому и уважаемому участнику экспедиции, поручили выступить в роли судьи, а также вручить награды победителям в борьбе и скачках, которые любезно организовали для нас хозяева: геолог Доржийн Доржнамжаа и местные пастухи. Я каким-то образом сумел уклониться от непосредственного участия в этом бодром увеселении, но это не уберегло меня от церемониального распития перебродившего кобыльего молока – арака. Напиток внешне напоминал воду после полоскания белья, а по вкусу – йогурт с тонким ароматом лошадиной мочи. Но я должен был все попробовать, потому что отказ был равносилен социальному самоубийству. А этого посреди бескрайних степей, где чтут церемониал, мы себе позволить не могли.

Чтобы “расспросить” окаменелости о далеком прошлом Монголии, я попытался собрать вместе лучших специалистов мира[85]. Много недель наша группа провела в степи: иногда в юртах, иногда в захудалых гостиницах. Наше пребывание в предгорьях Гобийского Алтая стало, без преувеличения, эпопеей. Словами не передать, что мы пережили: средства передвижения, захваченные бурными горными потоками, ужасная нехватка топлива, холодные ночи на голых досках и полное отсутствие картофеля. К счастью, жизнелюбие Рэйчел Вуд, чей заливистый смех был слышен за много километров, и остроумие Саймона Конвей-Морриса помогали нам оставаться в приятном расположении духа. По крайней мере, большую часть времени.

Приехали мы сюда, конечно, не за араком. Породы, которые мы собирались изучать, по общему мнению, были лучшими из всего, что нам приходилось видеть. Такой стратиграфической последовательности не встретишь ни в Сибири, ни в Китае[86]. Особенно мне представляется важным следующее обстоятельство: монгольская часть книги “затерянного мира” раскрыта настежь, и можно проследить историю от горных склонов до глубоких оврагов, а это дает нам километры отложений с изобильными окаменелостями. Иными словами, горные породы здесь гораздо мощнее и, следовательно, богаче ископаемыми, чем аналогичные по возрасту породы в других уголках мира. Мы обнаружили, что геологическая летопись в Монголии тянется от трилобитов до самых ранних скелетных окаменелостей. Уникальная последовательность прослеживалась везде в предгорьях Гобийского Алтая.

Вот этой потрясающе полной стратиграфической последовательности, казалось, и не хватало Дарвину. Данную особенность региона можно объяснить более сильным, чем обычно, проседанием в древности морского дна. Дарвин писал: “Будут ли образовываться широко распространенные формации, богатые окаменелостями и в достаточной для длительного сохранения степени мощные, во время иное, кроме периодов проседания? У меня сложилось впечатление, что такое случалось редко”[87].

Находки ранних окаменелостей в монгольских породах были для нас крайне важны. Они помогли дополнить картину не только кембрийского взрыва, но и прелюдии к нему. Лучшей находкой, тем не менее, стали слои известняка. Это действительно отличная новость, поскольку они могут содержать химические сигналы, наподобие отпечатков пальцев, указывающие на возраст пород и условия на древнем дне. Эти сигналы позволили бы сопоставить окаменелости не только из Монголии и Сибири, но и из Китая, Индии, Ирана, Омана, да и со всего мира[88].

Настоящие жемчужины

Многие из встреченных нами созданий, например анабариты или ханцеллория, могут показаться настоящими пришельцами. Но в Монголии можно встретить окаменелость, которая покажется удивительно знакомой любому собирателю раковин: крошечная номголиелла (Nomgoliella). В раннем кембрии оболочка этой морской улитки, одной из древнейших, вполне могла переливаться перламутром. А скопление этих существ было похоже, вероятно, на сундук с сокровищами. К сожалению, в породах у реки Завхан блестящую раковину давно заменил фосфат кальция.

У раковины номголиеллы интересные математические свойства. Она построена в виде логарифмической спирали. Подобно раковине современной виноградной улитки, спираль расширяется так, что “в любой ее точке угол между касательной к ней и радиусом-вектором сохраняет постоянное значение”. Кельтские художники знали о ней еще в железном веке. Тайну логарифмической спирали раскрыл Декарт в 1638 г. В номголиелле интереснее всего то, что в зависимости от места находки ископаемого его облик различается. Раковины алданеллы (Aldanella), обнаруженные в Северной Атлантике и Сибири, закручены по часовой стрелке (рис. 8). Монгольские экземпляры – номголиелла или барсковия (Barskovia) – закручены против часовой стрелки. Археоспира (Archaeospira) из Китая почти штопорообразна. А правозакрученные безымянные раковины из Ирана напоминают рога горного козла. И все эти окаменелости примерно одного возраста.

Рис. 8. По-разному закрученные раковины. Слева: алданелла (Aldanella) с плотной правозакрученной (по часовой стрелке) спиралью. Эта форма обычно встречается в Канаде, Англии и Сибири в породах возрастом около 530 млн лет. В центре: безымянная форма с “размотанной” раковиной, напоминающей козлиный рог. Эта форма часто встречается в Иране. Справа: номголиелла (Nomgoliella) с левозакрученной (против часовой стрелки) спиралью. Эта форма характерна для Монголии. Диаметр этих окаменелостей, как правило, составляет 2–5 мм. На рисунке реконструкция с окраской, подобной той, что присуща морским улиткам с Барбуды. Все показанное здесь – моллюски.

Загадка напоминает парадокс, с которым столкнулся Дарвин, изучая изменчивость панциря галапагосских черепах. Его объяснение применимо и к нашему примеру времен начала кембрийского взрыва: предковая популяция обладала большим потенциалом для широкой изменчивости. Затем морские течения, по-видимому, вытеснили популяцию с ее исторической родины и разнесли по новым местам обитания, где причудливые формы нескольких счастливых колонизаторов сумели адаптироваться к местным условиям, став левозакрученными, правозакрученными или “размотанными”. Эти пионеры оставили отпечаток на следующих поколениях. Биологи называют это эффектом основателя.

Ананасы и блюдца

Если номголиелла немного похожа на садовую улитку, то следующая окаменелость напоминает блюдце. И “улитки” и “блюдца” относятся к брюхоногим моллюскам: у обоих вытянутая нога и закрученная раковина, предназначенная для защиты органов в задней части тела. Тело обоих существ закручено в спираль и напоминает знаменитую статую дискобола. Но данных о наличии закрученного тела у номголиеллы или ее ближайших родственников нет. Не все, что закручивается в спираль, – улитка. Возникает вопрос: были ли все эти закрученные раковины начала кембрия улитками? И если не были, то это интересный поворот.

Вот блюдцеподобная окаменелость из Монголии: пурелла (Purella). Ее можно отыскать в породах по всему миру выше первых анабаритов и ниже первых плеченогих. И хотя пурелла (рис. 9) выглядит архаичнее улитковидной номголиеллы, легко заметить общие их черты. Обе окаменелости – наклоненная раковина, напоминающую детскую шапку с узлом на макушке. Но “шапка” пуреллы резко расширяется и имеет завиток, придающий ей сходство с фригийским колпаком на французских монетах, а “шапка” номголиеллы довольно узкая, круто закрученная, что делает ее похожей на валторну. Не составит большого труда перейти от раковины одной формы к другой. Это стало возможным благодаря великолепной формуле, найденной Дэвидом Раупом из Чикаго. Она позволяет, слегка изменяя значения трех ключевых параметров, преобразовать или построить на дисплее почти любую раковину, которую только можно вообразить[89].

Интересно, что многие из переходных между пуреллой и номголиеллой форм, которые мы, как и Дарвин, ожидали найти, действительно обнаруживаются в монгольских породах соответствующего возраста. Эта эволюционная ветвь примерно такова: пурелла, бемелла (Bemella), латушелла (Latouchella), археоспира (Archaeospira), а оттуда – до более молодых номголиеллы и алданеллы.

Многообразие форм, возвращающее нас назад в прошлое, к времени пуреллы, действительно поражает. Можно заметить, что блюдцеподобная окаменелость отдаленно напоминает колючий ананас. Пластины также придают ей сходство с раковинами современных хитонов (панцирных моллюсков), снабженными “юбкой” из пластин. Интересно, что и Дарвин размышлял о скудных находках ископаемых хитонов. Это озадачило его: их кажущееся отсутствие в породах резко контрастирует с изобилием этих существ на современных тропических пляжах[90]. Но в породах кембрийского времени мы встречаем окаменелости, подобные хитонам. Они получили название майханелла (Maikhanella), в честь возвышенности Майхан-Уул, где были впервые обнаружены. Микроскопический анализ показал, что колпачковидная раковина майханеллы состояла из десятков полых известковых шипов (рис. 9). Шип напоминает африканский овощ окру. Как и окра, шипы удлиненные, полые, с плоскими гранями. Вероятно, благодаря граням шипы плотно прилегали друг к другу. Интересно, что и в древнейших кембрийских породах в Монголии найдены такие шипы: сифогонухид (Siphogonuchites triangularis), паракаринахит (Paracarinachites parabolus) и т. д. (Похоже, чем мельче окаменелость, тем длиннее ее название.)

Рис. 9. Появление раковины у моллюсков. (Рисунок мой.) Древние раковины можно выстроить в серию, начиная снизу, с предковой майханеллы (Maikhanella), раковина которой сложена из множества полых известковых шипов. Постепенно шипы становятся вытянутыми и слитыми, как у канопоконуса (Canopoconus) и пуреллы (Purella). Вверху – шапкообразная латушелла (Latouchella), шипы которой образовали цельную оболочку. Диаметр этих небольших окаменелостей, как правило, составляет 1–3 мм. Подобные ископаемые – среди древнейших доказательств появления типа моллюски.

Монгольские, как и китайские, древнейшие ископаемые раковины моллюсков, видимо, имели обособленные или соединенные обрубленные шипы, как в случае майханеллы, или состояли из пластинчатых шипов, как у возможной промежуточной формы канопоконуса (Canopoconus). И, конечно, на краях блюдцеподобной пуреллы видны следы такого вооружения, напоминающие слитые пластины на спине одной из известных черепах Дарвина. Иными словами, предположительно можно проследить в этих формах последовательные типы раковин, которые, возможно, могли бы привести к эволюции закрученной раковины нашей старой знакомой номголиеллы[91]. Если так, то эволюция раковин, возможно, прошла следующий путь:

Вся надежда на Хоупа

Дарвин был озадачен той внезапностью, с которой животные, например плеченогие и членистоногие, появились в начале кембрийского периода:

Многие палеонтологи, например [Жан Луи Родольф] Агассис, [Франсуа Жюль] Пикте и [Адам] Седжвик… настойчиво указывали на внезапное появление в некоторых формациях целых групп видов как на фатальное возражение против идеи трансмутации видов. Если бы многочисленные виды, принадлежащие одним и тем же родам или семействам, действительно сразу начинали свое существование, этот факт был бы фатальным для теории эволюции путем естественного отбора. В самом деле, развитие этим путем группы форм, которые все происходят от некоторого общего прародителя, должно было представлять процесс крайне медленный, и прародители должны были жить гораздо раньше своих модифицированных потомков. Но мы всегда преувеличиваем степень полноты геологической летописи и из того факта, что некоторые роды или семейства не были найдены ниже известного яруса, неправильно заключаем, что они и не существовали ранее этого яруса. Во всяком случае, положительным указаниям палеонтологии можно вполне доверять, тогда как отрицательные данные не имеют значения, как это нередко и подтверждалось фактически. Мы постоянно забываем, насколько велик мир в сравнении с той областью, в которой наши геологические формации были тщательно исследованы; мы забываем, что группы видов могли где-нибудь долгое время существовать и медленно размножаться, прежде чем они появились в древних архипелагах Европы и Соединенных Штатов. Мы не принимаем в достаточной степени в соображение те промежутки времени, какие отделяют наши последовательные формации одну от другой и которые во многих случаях были, быть может, более продолжительны, чем время, потребное для отложения каждой формации. Эти промежутки предоставляли достаточно времени для увеличения числа видов, происшедших от одной родоначальной формы, и в следующей за этим формации такие группы видов могут появиться вдруг, как бы созданные внезапно. Я хочу напомнить здесь одно замечание, сделанное мною раньше, а именно, что может потребоваться длинный ряд веков для адаптации организма к некоторому новому и своеобразному образу жизни, например к летанию по воздуху, и, следовательно, переходные формы часто должны были на долгое время ограничиваться в своем распространении какой-нибудь одной областью; но раз такая адаптация совершилась и немногие виды приобрели таким образом большое преимущество над другими организмами, достаточно уже сравнительно короткого времени для возникновения многих дивергировавшихся форм, которые быстро и широко распространяются по всему миру[92].

Дарвин обратил внимание на три любопытные аксиомы:

1. Ископаемые животные появляются внезапно.

2. В геологической летописи много заметных пробелов.

3. Выдающиеся события в эволюции должны происходить очень медленно. Стало быть, летопись кембрийского взрыва должна быть очень неполной.

Похоже, многие биологи безоговорочно приняли это и проигнорировали истинную историю, отраженную в геологической летописи. А если так, то они совершенно неверно поняли “рассказ” окаменелостей и пошли не только против ранних ископаемых, но и против самой природы эволюции.

К моменту нашей работы в Сибири, Китае и Монголии Стивен Джей Гулд уже продемонстрировал, что аксиома № 3 (выдающиеся события происходят очень медленно) концептуально и геологически неверна. Основной нашей целью была проверка с помощью новейших аналитических методов этих предположений, в особенности вывода, будто в летописи должны быть большие пробелы.

Интересно, что большую часть работы в Монголии мы сумели выполнить лишь благодаря открытиям, сделанным примерно двумя столетиями ранее эдинбургским химиком Томасом Чарльзом Хоупом. Дарвин писал, что лекции профессора Хоупа были из немногих в курсе естественных наук, которые ему действительно нравились. Впрочем, они, похоже, оказали на Дарвина довольно скромное влияние: в дальнейшем он большей частью как будто избегал обращения к химии. Но Хоуп заслуживает внимания и за свой огромный вклад в историю химии: именно он открыл стронций.

Хоуп столкнулся со стронцием в 1787 г., когда изучал минерал стронцианит, найденный в Шотландии, вблизи Стронтиана на западе Хайленда. Во времена моего детства этот элемент часто упоминали в новостях из-за радиоактивных изотопов, которые находили в школьном молоке после атомных испытаний и на Востоке, и на Западе. Это объясняет, почему стронций смог помочь нам в Монголии: этот элемент имеет и стабильные, и радиоактивные изотопы. К счастью, запас изотопов стронция в океанах очень велик, и он чрезвычайно медленно изменяется со временем. Но изменения все же происходят: неспешно, в течение десятков миллионов лет. Благодаря исследованию пород, образованных при участии древних океанов, мы знаем, что в далеком прошлом, когда происходил рост новых океанических бассейнов, вода и, следовательно, отложения в значительной степени обогатились стронцием-86. Это одно из условий, которое характерно для древней Земли, когда планета была еще “неконтинентной”: континенты были небольшими и молодыми. Однако позднее, когда континенты начали расти и проявлять активность, новая суша смогла производить больше тяжелого изотопа стронция-87 и обогащать им океанические бассейны. По сути, стронций-87 начал вытеснять стронций-86. Сдвиг в балансе указанных изотопов очень полезен теперь геологам, обнаружившим, что с его помощью можно восстановить картину “борьбы” растущих океанов с растущими горами. Интересно, что соотношение изотопов стронция было использовано для определения возраста образования Гималаев, которые возникли в результате столкновения Индийской и Евразийской плит. Как показали мои коллеги Майкл Серл и Оуэн Грин, морское дно кембрийского и ордовикского периодов вместе со своими окаменелостями теперь располагается на высоте 8 км над уровнем моря. Гималайская горная система и муссонный климат, который она помогла создать, принесли в океанские бассейны большое количество стронция-87, тем самым изменив изотопный состав морской воды на планете и даже волну прибоя, в котором мы купаемся.

Изотопы стронция также можно использовать для оценки возраста породы путем сравнения новых данных со стандартными кривыми, полученными при анализе пород по всему миру. Похожий анализ можно провести с использованием изотопов углерода, но с другими породами, например с известняком или меловыми отложениями. Поэтому мы стремились провести химический анализ пород настолько старых, насколько это возможно, чтобы построить кривую стронция времен кембрийского взрыва. Такая кривая поможет нам понять, действительно ли, как считал Дарвин, в породах ниже находок древнейших окаменелостей имеется большой временной пробел. Анализ также даст химические сигналы, которые можно соотнести с древнейшими окаменелостями по всему миру. Стронций дарит надежду.

Как мы видели в Сибири, в основании томмотского яруса, по-видимому, произошел крупный эволюционный скачок. Но Дарвин в свое время указывал, что это может быть обусловлено большими пробелами в геологической летописи. Это означает, что в нашем случае “томмотский скачок” во время кембрийского взрыва – просто результат длительного разрыва в образовании осадочных пород во время постепенной эволюционной радиации. К сожалению, и в разрезе Улахан-Сулугур, и в Дворцах имелись указания на перерыв осадконакопления на морском дне в нижнем томмотском ярусе. Это можно принять как доказательство влияния морского дна на формирование суши. А это, в свою очередь, может означать, что из-за эрозии миллионы лет истории Сибири канули в Лету.

Таким образом, проверка с помощью стронция и углерода действительности “томмотского скачка” в сибирской геологической летописи стала нашим первым заданием. Если бы имел место большой временной разрыв, следовало ожидать скачка кривой изотопного состава стронция. Мы отправили добытый геологический материал Лу Дерри в Америку, и Лу обнаружил именно то, что мы ожидали. Стремительный скачок кривой стронция пришелся на начало томмотского яруса: именно тогда появились первые плеченогие и археоциаты. По всей видимости, некоторые фрагменты геологической летописи в Восточной Сибири отсутствовали. Но когда для сравнения мы отправили монгольские материалы в Швейцарию Грэму Шилдсу, он обнаружил нечто иное. История изотопного состава стронция в породах будто отражает скорость, с которой в летописи появляются виды. Историю изложить можно так:

Уран-ториевое датирование показывает, что описанная эволюция – от колючих моллюсков у подножия до улиткообразных моллюсков, плеченогих и трилобитов ближе к вершинам – занимает около 15 млн лет. В геологических масштабах это очень короткий промежуток, особенно если сравнивать его с возрастом нашей планеты (ок. 4,56 млрд лет) или Вселенной (ок. 1,37 млрд лет). Однако кембрийский взрыв, скорее всего, не был быстротечным. Как предсказывал Дарвин (и оказался прав), разнообразие беспозвоночных должно было расти постепенно:

Такое градуальное возрастание числа видов в группе строго согласуется с моей теорией, так как виды одного и того же рода и роды одного и того же семейства могут увеличиваться в числе лишь медленно и прогрессивно; процесс модификации и образования многих родственных форм обязательно должен быть медленным и градуальным процессом: один вид дает начало прежде всего двум или трем разновидностям, они медленно преобразуются в виды, производящие в свою очередь такими же медленными шагами другие разновидности и виды, и так далее, наподобие большого дерева, разветвляющегося от общего ствола, пока, наконец, группа не достигнет обширного развития[93].

Но все зависит от того, что считать постепенным. Для биологов 15 млн лет – продолжительный временной отрезок, достаточный для постепенного развития, а для геологов, которые привыкли работать с огромными временными промежутками, 15 млн пролетают со скоростью взрыва.

Остается вопрос: почему вообще началась эволюция? Может ли все быть вызвано, например, потребностью в глазах, как предположил Эндрю Паркер?[94] Проблема в том, что появление приспособления, подобного глазам фаллотасписа или ложным глазам микродиктиона (Microdictyon), в каскаде событий находится довольно высоко (или поздно). Видеть способны и скромные медузы. Возможно, стоит поискать более основательный эволюционный триггер, например обратиться к эволюции пищеварительной системы. Но оставим дерзкую мысль, будто именно появление ануса обусловило кембрийский взрыв, и заглянем в пасть первобытному хищнику.

Страшное явление

Желая поскорее рассмотреть монгольские окаменелости, я заглянул в микроскоп. Как и ожидалось, я увидел трубку с поперечным сечением в виде листа клевера, подобную виденной в Китае: анабарита. Везде, где мы встречаем эту окаменелость, мы оказываемся в небывалой близости к самому началу кембрийского взрыва и появлению скелетных животных остатков. Любопытно! Зачем в то время анабаритам и более молодой номголиелле вообще были нужны минерализованные скелеты? Многие современные животные с легкостью обходятся без раковин или скелета. Слизни и дождевые черви, многоножки и мокрицы не нуждаются в дополнительном минерализованном скелете. Они сожительствуют с улитками, птицами и людьми – с теми, у кого есть минерализованный скелет. Так для чего нужны скелеты и раковины? И могут ли ответы на эти вопросы приблизить нас к разгадке кембрийского взрыва? Самое время перейти от анабаритов к монгольским окаменелостям другого типа.

После изучения под микроскопом многочисленных проб с безобидными анабаритами внезапное появление протогерцины (Protohertzina) может даже шокировать. Это ископаемое – не просто трубка. Оно похоже на крошечный зуб тираннозавра. Изогнутые, похожие на саблю, с заостренной вершиной, эти протоконодонты иногда встречаются в виде маленьких кластеров, хотя чаще их можно наблюдать поодиночке.

Рис. 10. Первый кошмар с зубами. Небольшие (1–5 мм длиной) фосфатные шипы-протогерцины (Protohertzina) часто входят в число первых скелетных окаменелостей начала кембрийского периода (ок. 542 млн лет), которые появляются в породах по всему миру. На рисунке автор изображает их как часть ротового аппарата хищного червя, возможно, связанного с современными щетинкочелюстными червями из типа Chaetognatha.

Владельцем зловещих “сабель” вполне может быть кто-нибудь наподобие щетинкочелюстных червей (морских стрелок), у которых вокруг ротового отверстия множество серповидных лезвий, напоминающих решетку перед крепостными воротами (рис. 10). Эти черви с торпедообразным телом широко известны сейчас и из-за своей повсеместной распространенности, и из-за кошмарных привычек. Они медленно плавают в толще воды в поисках жертвы. Прозрачные, почти невидимые, они подплывают к добыче и впрыскивают парализующий яд тетродотоксин. Жертва впадает в оцепенение, позволяя червю вгрызться в обездвиженное тело.

Не менее интересно положение щетинкочелюстных червей на древе жизни. Возможно, это одни из самых примитивных современных животных с двусторонней симметрией тела. Как мы видели, тело губки несимметрично, а тела кораллов и медуз обычно обладают радиальной симметрией. Тело большинства животных (включая нас самих) имеет двустороннюю симметрию: тело зеркально симметрично относительно лишь одной плоскости. У щетинкочелюстных червей билатеральная симметрия, а значит, они продвинулись дальше кораллов. При этом у них отсутствуют некоторые полезные приспособления, свойственные билатеральным животным. Так, у щетинкочелюстных червей нет системы кровообращения, жаберной системы дыхания и экскреторной системы для удаления продуктов жизнедеятельности (объедки выводятся из организма через кожу)[95].

Но почему обнаружение протогерцины имеет важное значение? Во-первых, это первое палеонтологическое доказательство, дающее нам право говорить о появлении хищничества. Хищники, подобные щетинкочелюстным червям, нуждаются в жертвах. А жертвы, как правило, питаются растениями. Протогерцина – это первый известный в геологической летописи признак существования трофических уровней: животные, питающиеся другими животными, которые, в свою очередь, питаются растениями, которые питаются воздухом и солнечным светом. Экосистема, похоже, стала самоорганизовываться в некую пищевую цепь.

Во-вторых, и это тоже очень интересно, протогерцины появились в самом начале кембрийского взрыва, наряду с анабаритами и майханеллами. Мы знаем это, поскольку проследили их в Монголии, Китае, а далее в Индии и Иране. На том же этапе они возникают в Сибири и Канаде. Это означает, что некоторые из древнейших скелетов появляются в летописи примерно в то же время, что и древнейшие челюсти хищников.

Разумеется, можно рассматривать эволюцию рта и челюстей как неизбежный шаг в экологической “гонке вооружений”, а не как сигнал к взрыву. Чтобы лучше понять предполагаемую динамику развития, отправимся из Центральной Азии в Гималаи.

Кембрийский каскад

Крестьянам, которых мы встретили в 1986 г. в горах у Куньмина, очень не хватало топлива. Однажды в дождь мы повстречали работягу со связкой бревен на спине. Пораженный моей западной внешностью, он глазел на меня целую минуту. Я в смущении отвернулся – и вдруг заметил, что окрестные склоны в проплешинах. Глядя на бревна, было легко догадаться, что перед нами один из причастных к обезлесению. Лишенная деревьев почва пришла в движение и начала свой долгий путь обратно к морю. Неподалеку от Куньмина мы видели результаты оползней: три опрокинутых грузовика и разбитый мотоцикл. Реки разлились из-за стекающей к берегам красной грязи.

Огромные массы породы движутся к морю. Любопытно, что оползни, несущие кембрийские окаменелости, можно наблюдать в китайских провинциях Юньнань и Сычуань, во Вьетнаме (где окаменелости сильно раздроблены) и далее к предгорьям Гималаев в Индии, Кашмире и Пакистане. К одному из самых подходящих для изучения кембрийских окаменелостей разрезов ведет извилистая дорога в индийском штате Уттар-Прадеш, куда в 1990 г. меня пригласил Дхирадж Банерджи. На равнине, дышащей прохладой, лежит городок Массури. Здесь, в горах, семьи чиновников английской колониальной администрации укрывались в сезон дождей от жары и духоты. И здесь можно увидеть ту же последовательность событий, которую мы отметили в Ванцзяване, в нескольких тысячах километров к востоку: фосфориты (а в них анабариты и протогерцины), переходящие в известняки (с остатками водорослей), а далее ледниковые отложения и песчаники мощностью в несколько километров.

Дорога в Массури, или, скорее, гора, которую она разрезает, удивительна. Нет лучшего места для иллюстрации беспокойного характера нашей планеты. Гималаи – высокие горы, потому что они поднялись быстрее, чем реки уносят детрит обратно в океан. Горные склоны здесь настолько крутые, что нестабильны, и камни и почва здесь всегда близки к критической точке.

Осмотр крутого склона у дороги в Массури помогает понять происходящие здесь процессы. Склоны испещрены конусами выноса: некоторые небольшие, другие очень велики. Время от времени какой-нибудь конус сползает на проходящую ниже дорогу, останавливая движение на несколько часов или даже дней. Неудивительно, что инженеры обратили внимание на частоту схода и размер оползней. Стало понятно, что оползни варьируют от малых (до одной лопаты; таких множество) до крупных, но редких, объем которых составляет до 10 млн кубических метров[96]. Ученые определили, что такие оползни будут происходить везде, где склон достигает сверхкритического состояния. Это можно смоделировать на кухне, наклонив сахарницу и наблюдая, как высыпается сахар (как правило, сразу на пол).

Именно в предгорьях Гималаев можно изучить в перспективе широкий спектр явлений, таких как раковины и зубы, хищники и жертвы, фосфориты и оползни. По крайней мере, попытаться. Каждое из этих явлений имеет некоторое отношение к великой тайне кембрийского взрыва. И каждое связано с другими.

Судя по ископаемым остаткам, основные типы животных, от хордовых до червей, могли появиться (по геологическим меркам) достаточно быстро, например 545–530 млн лет назад. Это гораздо быстрее, чем ожидал Дарвин. Однако есть веские основания полагать, что сложные системы способны самоорганизоваться очень быстро, и оползни в Гималаях дают пример, как это могло произойти.

Как и адмирал Нельсон, планирующий Трафальгарское сражение, я воспользуюсь для демонстрации песком с пляжа, а также солонками и ложками. Огромные Гималаи, представленные здесь кучей песка, – это появившаяся перед кембрием биомасса многоклеточных животных. Такое наращивание массы уводило биосферу (в нашем случае песчаную кучу) все далее от равновесного состояния. Можно предположить, что углеродный цикл тогда стал неустойчивым. Или климат стал экстремальным. Во всяком случае, равновесие зависело от взаимосвязей внутри самой системы.

В определенный момент выступы достигают критической отметки, и куча осыпается, превращаясь в лавины и оползни, которые разделяются на ряд новых песчаных масс. Эти оползни сродни группам, которые должны были явиться предками царства животные. Но выделение нового типа не возвращает биосфере равновесие. Каскады продолжают сходить: некоторые довольно крупные – классы и отряды, но в большинстве случаев небольшие (роды и виды). Эти процессы продолжаются.

Мы пытаемся узнать, почему царство животные появилось почти мгновенно, радикально изменив однородную биосферу и увеличив число видов. Видообразование в нашем примере можно сравнить с образованием оползней, отсекаемых от сравнительно однородной предковой биомассы, и появлением новых групп живых существ. Каждая лавина движется в сторону одного из многих бассейнов притяжения, например долин рек, в том числе множества, которые мы называем “царство животные”. Таким образом, кембрийский каскад предполагает, что взрывное возникновение этого царства было неизбежной и стремительной кульминацией процесса эволюции многоклеточных. Как и в случае собирания песчинок в оползень, точное время эволюционного каскада, вероятно, определил более чем один фактор. Влияние какой-либо одной внешней силы (например, химический состав воды или кислород) вряд ли даст нам окончательный ответ. Поведение сложных систем означает, что в данном случае имеет место случайная взаимосвязь нескольких факторов внутри системы[97].

Можно решить, что сравнение с оползнем неуместно, что оно лучше подходит для эпохи гибели динозавров, чем для времени быстрого видообразования и рождения экосистемы. Но лучшие сравнения, как правило, отыскиваются вне рассматриваемой системы, если мы желаем уйти от слабой индуктивной логики и порочного круга в рассуждениях[98]. И сравнение с оползнем может предстать в новом свете, если взглянуть на него иначе: с массовым вымиранием одних видов открываются возможности для других. Вспомним, например, о конце Римской империи. Представьте, что ваши предки служили сборщиками налогов (и некоторые, вероятно, действительно ими служили). С точки зрения этих людей, крах империи после 409 г. – обстоятельство очень неприятное. А теперь представим солдата-наемника из маленького римского городка. Для него распад империи и образование взамен нее множества государств, нуждавшихся в солдатах, должно быть, открыли новые перспективы. Мы склонны считать темные века плохим временем. Но все зависит от того, с какой стороны взглянуть.

В поисках сверхмонстра

Как показал датский математик Пер Бак и другие ученые, многие природные явления демонстрируют схожее с оползнями поведение. Землетрясение, лавина, пробка на дороге, обрушение фондового рынка – лишь некоторые примеры из изученных. Для каждой из этих систем, как правило, невозможно предсказать, когда произойдет значительное событие и насколько оно будет значительно (даже если его вероятность высока). Такие происшествия, как лавины, распространяются с учетом чувствительности к начальным условиям – меньше трения здесь, чуть больше текучести там, и т. д.

Математика многокомпонентной системы согласуется с предположением, что докембрий, возможно, завершился чем-то вроде лавины в рамках самой эволюции. Многие признаки животных, проявившиеся в начале кембрия, могли быть обусловлены незначительными событиями в самой системе в докембрийское время. Человеческая история полна случайностей: вспомним визит нормандского герцога Вильгельма к англосаксонскому королю Гарольду в 1066 г., встречу Франца Фердинанда со стрелком в 1914 г. и выживание Гитлера в Первую мировую войну. Когда Гарольда Макмиллана спросили, чего он сильнее всего опасается в политике, он ответил: “Событий”. Но такого рода совпадения порождают и более приятные вещи, например демократию, Дарвина, джаз и “джамбо джет”. Иными словами, серьезные последствия необязательно требуют серьезных усилий. Это тревожная мысль. Но правдоподобная.

Лавинообразная модель кембрийского взрыва предсказывает, что ситуация похожа на ряд ответных реакций, которые могли запустить нечто подобное:

* Очень похожая цепь событий, вероятно, наблюдалась в ходе развития известковых водорослей, когда образовались предковые формы рода Halimeda (гл. 1).

Что касается аналогии с игрой, то кембрийский каскад скорее похож на карточный домик, чем на осмысленную игру. Во время подтасовывания колоды произошел ряд событий, на первый взгляд незначительных, что привело к лавине, возможно, самой мощной в истории эволюции. Этот каскад не только сделал видными фигурами определенных игроков, но и изменил правила игры. Если в этой догадке есть хоть доля правды, то среди ранних окаменелостей можно найти следы “форшоков”.

Глава 5

Червь, который изменил мир

Шпионское око

В мае 1983 г. мне довелось вести через всю Англию и Уэльс дряхлый микроавтобус с четырьмя русскими и четырьмя китайскими учеными. Только что закончилась встреча в Беруоллс-хаусе, посвященная “загадочному убийству в загородном доме”. Настроение было мрачным. Мы голосовали за “демаркацию” докембрия и кембрия. И китайские делегаты почти опровергли выкладки советских ученых (и в следующем году им действительно это удалось). Вопрос был очень серьезным. Прибавим к этому тот факт, что двое из моих пассажиров – Борис Соколов и Син Юйшэн – занимали весьма высокие посты. Если я во время недельного путешествия случайно перевернул бы микроавтобус, то, вероятно, спровоцировал бы Третью мировую войну.

Рядом со мной сидел большой дружелюбный русский переводчик. Он почувствовал мою озабоченность и попытался успокоить меня звучным басом: “Я помогу. Позвольте быть вашим штурманом!” Пока я переваривал это неожиданно любезное предложение, он стал протирать снаружи лобовое стекло рукой, подобной медвежьей лапе, не только на своей стороне, но и на моей – не покидая при этом своего сиденья. Закончив, он просиял и щелкнул замками черного “дипломата”. В нем аккуратными рядами помещались коробочки с фотопленкой. Затем показался серебристый фотоаппарат. Переводчик вопросительно посмотрел на меня.

Я решил, что русский переводчик – страстный натуралист и планирует запечатлеть нежные майские цветы. Но лишь мы миновали мост через Северн, мой “штурман” с впечатляющей решимостью стал водить объективом во все стороны. Но фотографировал он не пробуждающуюся природу, а конструкцию моста над нашими головами. Час спустя не остались обделенными вниманием антенны радиоприемников на вершине холма. К концу нашей поездки он запечатлел также атомную электростанцию, военный аэродром и меня.

Как ни странно, “штурман” брал в руки фотоаппарат за мгновение до того, как на горизонте возникал интересующий объект. Правда, у нас с собой были карты Картографической службы, но там редко указывают расположение радиоантенн и аэродромов. Я придумал, как мне казалось, хитрый ход. Я включал стеклоочистители на максимальную скорость всякий раз, как “штурман” брал фотоаппарат наизготовку. Его указательный палец и щетки стеклоочистителей сражались дни напролет, пока мы пересекали лоскутное покрывало зеленых, желтых и коричневых полей. Такое довольно необычное поведение, возможно, оправдано тем, что события происходили в разгар холодной войны[99].

Траляля и Труляля

Подобно охотникам, мы решили искать следы старейших на планете существ. Такие следы могут стать первоклассными подсказками для поиска “затерянного мира”. Эта истина родилась в споре двух гигантов: кембриджского профессора Адама Седжвика и Родерика Мерчисона из Геологической службы, Траляля и Труляля викторианской геологии[100].

У Мерчисона, ветерана наполеоновских войн, была возможность следовать за гончими в районе южной границы Уэльса, почти на скаку описывая одни из древнейших известных пород с окаменелостями[101]. Мерчисон (назвавший исследуемый период в честь кельтского племени силуров, сражавшегося с римскими захватчиками) предпочитал думать, что его “силурийские” породы скрывают истоки самой жизни. В свою очередь, Седжвик (заслуженный кембриджский преподаватель, священник; похоже, он был не очень хорош в поиске окаменелостей, да они и не очень заботили его) считал, что именно породы, обследованные им на большей части Северного Уэльса, отложены до появления жизни (и, значит, окаменелостей в них нет). Эти породы Седжвик назвал азоическими из-за отсутствия следов жизни и, конечно, кембрийскими по римскому названию Уэльса.

Но потом француз Йоахим Барранд показал, что в кембрийских породах Седжвика все-таки попадаются ископаемые остатки, например трилобиты, причем не только в Богемии (1846), но и в Уэльсе (1851)[102]. Затем Эдвард Форбс описал вблизи Дублина красивые следы, похожие на ряды крошечных отпечатков вороньих лап и получившие название олдхамия (Oldhamia). В 1846 г. Форбс предположил, что это остатки мягкого коралла. Дарвин в “Происхождении видов” заметил:

На вопрос, почему мы не находим богатых ископаемыми отложений, относящихся к этим предполагаемым древнейшим периодам, предшествовавшим кембрийской системе, я не могу дать удовлетворительного ответа. Некоторые выдающиеся геологи, с сэром Р. Мерчисоном во главе, были до последнего времени убеждены, что мы видим в органических остатках самого нижнего силурийского слоя первую зарю жизни. Другие высококомпетентные судьи, как Лайель и Э. Форбс, оспаривали такое мнение. Мы не должны бы забывать, что только небольшая часть мира исследована обстоятельно. Не так давно г-н Барранд прибавил еще один, более низкий ярус, обильный новыми и оригинальными видами, к тем, какие были известны в силурийской системе…[103]

И прибавил в 1872 г.:

…а теперь м-р Хикс нашел в южном Уэльсе слои, богатые трилобитами и заключающие разнообразные формы моллюсков и аннелид, еще ниже, в нижней кембрийской формации[104].

Мерчисон был раздосадован таким развитием событий. С прытью кавалерийского офицера он выдвинулся на поле боя, чтобы поглотить кембрийскую систему Седжвика. Истоки жизни должны принадлежать ему, Мерчисону, и только ему! Неудивительно, что Мерчисона прозвали “силурийским королем”. Лет десять или дольше изгнанный с геологических карт старик кембрий дремал в брюхе силура. Приглушенные стоны еще были слышны в Кембридже, но едва ли в Лондоне или еще дальше. Поэтому-то Дарвин в 1859 г. и назвал силурийскими породы, которые мы сейчас определяем как кембрийские. “Силурийский король” Мерчисон, одержав победу, управлял землями от Мач-Уэнлока на востоке до Харлеха на побережье Уэльса. Новый генеральный директор Геологической службы одобрил такой поворот: не в последнюю очередь потому, видимо, что им являлся сам Мерчисон.

Геологов “среднего звена”, однако, не сильно огорчила самонадеянность сэра Родерика. Чарльз Лайель и Джон Филлипс продолжили поиски решения. Спасение явилось в виде палеонтолога Джона У. Солтера. Неопытный, но чрезвычайно одаренный Солтер обладал двумя великими качествами, которые крайне необходимы в данной области: умением находить замечательные вещи и художественным чутьем. Желая выяснить, существует ли настоящая кембрийская биота, Солтер отправился в трехнедельную экспедицию от Мач-Уэнлока до Уэнтнора в южном Уэльсе. Откровение пришло в глубокой долине в Лонгмайндских холмах (графство Шропшир). И Седжвик, и Мерчисон условно отнесли эти породы к азоическим, или кембрийским. Но именно здесь Солтер нашел то, что он счел следами жизнедеятельности червей на морском дне. Это были парные ямы, которые напомнили Солтеру (увы, ошибочно) U-образные туннели, оставляемые современными червями-пескожилами (Arenicola). Поэтому найденные отверстия получили название арениколитов. Солтер также обнаружил то, что по ошибке принял за трилобита, которого он назвал Palaeopyge. “Кембрийские породы не бесплодны”, – взволнованно писал он Мерчисону. Но ископаемые Солтера оказались не червями и даже не кембрийского времени. Солтер первым описал подлинные докембрийские окаменелости. Шел 1855 г.

Каракули на песке

В каждой игре нужны правила, даже “затерянному миру”. К сожалению, книга с правилами пропала 540 млн лет назад, в начале кембрийского периода. Однако, как и с любой другой карточной игрой, можно попробовать разобраться в правилах, просто усевшись за зеленое сукно и сыграв несколько кругов. Наблюдая за тем, как ложатся карты, можно надеяться на подсказки.

Мы сыграли уже три круга, отправившись в Сибирь, Китай и Монголию для изучения в геологической летописи следов раковинной фауны, например алданотрет и анабаритов. Если задавать правильные вопросы, эти окаменелости с радостью дадут подсказки. Но не все участники встречи 1983 г. в Беруоллс-хаусе разделяли убежденность в том, что мелкораковинная фауна может оказаться полезной для реконструкции событий того времени. Например, раковинная фауна отсутствует во многих фрагментах летописи из-за того, что для фоссилизации необходимы особые условия. В некоторых районах России и Китая подходящие условия есть, а вот другим регионам повезло меньше, и огромная доля окаменелостей из летописи исчезла. Подтверждение этому мы видим, например, в сланцах в Уэльсе и в Скалистых горах в Америке. Поэтому необходим новый набор ископаемых, которые были бы достаточно прочны для того, чтобы оставить след в летописи, и которые встречаются по всему миру. К счастью, такие окаменелости нашлись вдоль береговой линии Канады.

Новые данные приняли форму следов, слегка напоминающих граффити. Однако, в отличие от царапин на стене в метро, эти письмена выполнены с величайшей старательностью. Древнейшие и самые убедительные следы в геологической летописи относятся к самому началу кембрийского периода (см. вкладку).

Джон У. Солтер начал изучать следы червей в 1855 г. Но чтобы показать, что они могут явиться подсказкой для решения головоломки Дарвина, потребовался еще век. Такое предположение прозвучало в 1956 г., когда немецкий палеонтолог Дольф Зейлахер изучил породы Соляного хребта в Пакистане. Зейлахер обнаружил в кембрийских породах этого региона следы, удивительно похожие на обнаруживаемые вдоль современной береговой линии. Вполне можно было ожидать в кембрийских и более молодых породах находок множества следов червей и членистоногих. При этом в докембрийских породах таких следов было очень мало.

Новаторские исследования Зейлахера легли в основу нового раздела палеонтологии: ихнологии, которая занимается изучением следов передвижения и жизнедеятельности вымерших и современных животных. Впрочем, не совсем верно считать это занятие новым: чтение следов наши предки практиковали еще в каменном веке, ведь от этого зависело присутствие мяса на их столе. Следопытство и сейчас сохраняется у немногих оставшихся на планете племенных обществ, например у африканских племен къхунг (бушменов) и у аборигенов Центральной Австралии.

Зейлахер заметил, что “следы животных” в конце докембрия заметно меняются, переходя от редких отметин к широко распространенным и знакомым. Одним из последователей Зейлахера в Англии стал геолог Питер Краймс, изучивший породы этого времени по всему миру. В 1983 г. в Беруоллс-хаусе он вместе с геологом Терри Флетчером сделал доклад об открытии полной, по-видимому, последовательности “следов” на острове Ньюфаундленд у северо-восточного побережья Канады[105].

У пород от Нью-Йорка до Ньюфаундленда, от Уэльса до Англии единая и очень любопытная история, особенно между поздним докембрием и кембрием. Всего около 200 млн лет назад (в масштабе Вселенной это мгновение) могучие геологические процессы разделили эти далекие теперь друг от друга регионы. Это значит, что с записанной в камне историей мы можем ознакомиться в двух вариантах: полном и сокращенном. “Полное издание” мы находим у побережья Канады, в царстве болот и мха. Там работали Питер Краймс и Майк Андерсон. А сильно сокращенную версию “читаем” на европейской стороне Атлантики, в долинах Уэльса и карьерах Уорикшира, где исследования проводил я сам. В породах по обе стороны Атлантики, разделенных 4,8 тыс. км океана, нашлись слои с одинаковыми окаменелостями, расположенными в одинаковой последовательности.

Хороший пример общего наследия – колеолиды (рис. 7) из томмотского яруса. Эти ископаемые напоминают рог нарвала, так как имеют форму сужающейся трубки с ребрами по спирали, которые, вероятно, помогали животному зарываться в ил. Мы не знаем, какое именно существо обитало внутри крошечной трубки. Когда-то мне нравилось думать, что это был кольчатый червь, похожий на обитающих теперь в обжигающей воде у “черных курильщиков”. Однако ясно, что колеолиды – одни из первых животных, всерьез повлиявших на породообразование. Иными словами, колеолиды помогли возвести известняковые холмы, которые когда-то непрерывной цепью тянулись от Нью-Йорка до центральной Англии.

Еще одна общая для Англии, Нью-Йорка и побережья Канады окаменелость, – древнейший в этом регионе трилобит каллавия (Callavia)[106]. Подобные этому примитивные трилобиты были, по-видимому, неважными пловцами, из-за чего они нечасто решались на далекие путешествия. К счастью для каллавии, в кембрийском периоде Атлантического океана еще не существовало, а значит, не было и барьера для миграции. Территория, где теперь располагается Нью-Йорк, находилась тогда у берегов Англии, и вместе они входили в цепь вулканических островов, которую теперь называют Авалония[107].

Капризы Форчун

Во время полевых исследований в Лонгмайнде и Уэльсе мы поняли, что указанные последовательности обнаруживаемых ископаемых остатков могут дать ценные сведения о заре жизни на Земле. Затруднение, однако, состояло в том, что на территории Англии и Уэльса значительная доля окаменелостей сокрыта под толстым слоем почвы. Поэтому во внутренних районах многие страницы геологической “книги” отсутствовали, а на побережье, где работать было бы легче, интересующие нас породы встречались редко. Но в Беруоллс-хаусе в 1983 г. мы услышали, что очень похожая последовательность прослеживается на противоположной стороне Атлантического океана, на острове Ньюфаундленд[108].

Возможно, нет лучшего места для изучения кембрийского взрыва и древнейших следов животных, чем юго-восточное побережье Ньюфаундленда, особенно окрестности рыболовецкого поселка Форчун. Побережье у мыса Форчун-Хед – это музей истории жизни под открытым небом[109]. В туманный день над полуостровом Берин стоит густой аромат моря с оттенками рыбы и гниющего дерева. На одной из популярных туристических карт этой местности перечислены сотни погибших судов с датами кораблекрушений. На пустынных галечных пляжах в этой части острова могут найтись не только бурые водоросли, но и мачты и куски обшивки кораблей, потерпевших крушение в зимний шторм или в летнем тумане. Ньюфаундлендские туманы способны испортить настроение на только морякам, но и обитателям суши, в том числе геологам. Местные жители находят отдушину в торговле с близлежащими островами Сен-Пьер и Микелон: они каким-то образом сумели обмануть судьбу и теперь имеют статус заморского сообщества Франции. Эти острова сидят в канадских водах, как пара нерях на чаепитии.

Как и в Сибири и Китае, я изучал породы старше времени трилобитов. Но путешествие в этот регион не имеет большого смысла без посещения ручья Форчун-Брук. Мои аспиранты Ричард Коллоу и Алекс Лю узнали об этом удивительном месте в баре, во время обряда посвящения, который ньюфаундлендские рыбаки любят устраивать приезжим[110]. Берега Форчун-Брук сложены из сланцев, напичканных трилобитами, причем многие не уступают по размеру ньюфаундлендским омарам. Эти монстры жили примерно в то же время, что и биота сланцев Берджес, то есть в середине кембрийского периода (ок. 505 млн лет). При этом здешние парадоксиды (Paradoxides) гораздо крупнее и занятнее большинства организмов из сланцев Берджес. Их длина достигает 30 см. Эти животные имели в своем арсенале до 60 саблевидных шипов. Грозным оружием были и колючие отростки у самого хвостового щита.

В 1989 г. я побывал здесь с Майком Андерсоном в качестве гида. Мы проехали Форчун-Брук с его гигантскими трилобитами, оставили машину у пруда Пай-Дак и собрали сумки в ожидании долгого похода по горам и торфяным болотам. Древнейшим трилобитом в этой местности была каллавия, чьи остатки можно найти в заливе Литтл-Данциг-Коув, окаймленном красно-кирпичным известняком и темно-серыми сланцами. Следующие несколько километров побережья демонстрируют унылые и в значительной степени обедненные остатками песчаники формации Рандом томмотского яруса. И все же то тут, то там монотонный пейзаж оживляют слои с сияющими на солнце чешуйками слюды.

Миновав серо-коричневые песчаники, мы нашли ряд бухточек, украшенных чередующимися розовыми и зелеными полосами, будто огромный брикет неаполитанского мороженого. Здесь мы не обнаружили трилобитов. Значит, мы наконец достигли дотрилобитовой части кембрия и, следовательно, оказались очень близко к его началу[111]. Ползая на коленях, мы нашли в зеленоватом иле мелкораковинную фауну, очень похожую на обнаруженную в немакит-далдынском ярусе в Сибири и в ярусе Мэйшуцунь в Китае. Однако некоторые из них мы видели впервые, и они оказались особенно полезны для объяснения отсутствия окаменелостей.

Замки из песка

Алданелла – близкий родич примитивного моллюска номголиеллы, которого мы встречали в Монголии, однако у канадского животного раковина закручена вправо, а не влево (рис. 8). По всей видимости, как и многие другие раковины этого возраста, она сияла перламутром. К сожалению, в породах у Форчун-Брук материал раковины давно замещен пиритом. Впрочем, фоссилизация прошла настолько аккуратно, что мы до сих пор можем увидеть линии нарастания раковины и представить себе ее блеск.

Платисолениты со своей похожей на соломинку трубчатой раковиной не столь красивы, как алданелла, однако именно они дают нам две важные подсказки к разгадке головоломки Дарвина. Как мы видели, трубки были весьма популярны у древних раковинных существ, например у анабаритов и колеоид, – отчасти потому, что их изготовление по плечу и новичку. И вот первая подсказка: мы нашли раковину, полученную посредством склеивания песчинок (рис. 7). Это очень важное открытие. Оно показывает, что “уловка Дейли” (кембрийский взрыв был связан с эволюцией карбонатных скелетов в связи с изменением химического состава морской воды) ни к чему не ведет. Судя по платисоленитам, взрыв был связан не только с образованием известняков и кремнезема. Речь шла об эволюции всех видов скелета, в том числе агглютированных (склеенных из частиц). Очевидно, карбонаты и фосфаты были лишь одним из доступных тогда вариантов. Любой материал пригоден, даже песчинки на морском дне. И вероятно, именно защита от хищников, а не изменение химического состава океана была в этом случае главной движущей силой.

Не менее удивительно, что раковина платисоленит, очевидно, построена не многоклеточным животным. Дункан Макилрой (Мемориальный университет Ньюфаундленда) показал, что у этой раковины все черты простейших. На морском дне и теперь можно отыскать огромное количество подобных раковин, с изысканной точностью склеенных простейшими из песка и другого осадка. Это заявление крайне важно: оно указывает на участие в кембрийском взрыве всей биосферы, а не только многоклеточных. Иными словами, возможно, следует искать объяснение, которое предполагает коэволюцию всей биосферы.

Черви на манеже

Когда мы с Майком Андерсоном шли от одной бухты к другой по направлению к Форчун, нам попадались места, где отсутствовала даже мелкораковинная фауна. В этих древнейших из кембрийских пород (ок. 542 млн лет) все, что осталось на нашу долю – это следы червей. Тысячелетия эрозии помогли этим извивам и поворотам выйти на поверхность камней. Эти бороздки называют ископаемыми следами жизнедеятельности (ихнофоссилиями) животных (см. вкладку).

Когда палеонтолог смотрит на следы древних червей, подобных обнаруженным у Форчун, он пытается представить не только форму тела самих червей, но и характер их передвижения по морскому дну. Реконструкция напоминает старинное цирковое представление.

Веселая какофония свидетельствует о начале представления, во время которого “манеж” – кембрийское морское дно – на глубину в несколько метров заполняется песком. Во время интермедии воображаемый шпрехшталмейстер приглашает нас пофантазировать о времени, необходимом для дрессировки животных, которые вот-вот выйдут на арену. Мы минут десять сидим в тишине – в знак уважения к 4 млрд лет, понадобившимся, чтобы на Земле появились первые животные, наши предки.

Прожектор выхватывает круг в центре манежа. Большое червеобразное существо пробует ползти по песку. Сначала оно пытается катиться боком, оставляя следы палеопасцихнус (Palaeopascichnus). Затем пытается растягиваться в длину и сжиматься, оставляя длинный тонкий след планолит (Planolites; рис. 11). Но вот артист стремительно исчезает из поля зрения, вертикально закапываясь в песок. Мы слышим взволнованный шепот зрителей: этот трюк означает начало кембрийского взрыва.

Рис. 11. “Цирк червей”. Я реконструировал здесь некоторые следы активности животных, сохранившиеся на древнем морском дне (ок. 542 млн лет). Длина их обычно составляет 3–10 см. С 13.00 по часовой стрелке: трихофикус (Trichophycus); планолит – простая нора в виде трубки (Planolites); спиральный след гиролит (Gyrolithes); царапины-русофикус (Rusophycus), оставленные трилобитом каллавией; извилистый след гельминтоида (Helminthoida). Первое появление такой компании в геологической летописи считается сигналом к кембрийскому взрыву.

Протяжным гулом, доносящимся, разумеется, из раковины заявляет, о себе первый день кембрийского периода. На манеже – разукрашенная змейка. На каждые пройденные вперед две длины тела она возвращается назад на одну длину, а затем сдвигается в сторону и повторяет маневр. Это продолжается несколько мучительных минут. След похож на ряд крупных стежков. Вуаля! Здесь и сейчас мы наблюдали трихофикус педум (Trichophycus pedum): следы, характерные для начала кембрийского периода[112].

Все эти катания и кручения не только взбаламучивают песок, но и заводят зрителей. Однако самое интересное впереди. Огни тускнеют, публика видит теперь лишь тщательно выровненный песок манежа. В отдалении звучит барабанная дробь. Затем, с ударом тарелок, из песка поднимается тонкий черный червь, производящий штопорообразные движения. Никто на Земле прежде не видел подобного танца живота. Аудитория взрывается аплодисментами. Следы-гиролиты (Gyrolithes) означают начало эпохи крутящихся строителей скал.

Темп представления изменяется. След на разровненном граблями песке змеевидно вьется слева направо. Эти изгибы называют гельминтоидой (Helminthoida). Сначала причина этого почти гипнотического движения ускользает от нас. Но при выходе артиста на бис мы замечаем, что по всему манежу разбросана пища. Тот, кто оставил эти следы, мог собирать ее в большем объеме, чем любое животное, передвигавшееся прямо.

Последнее отделение выходит жутковатым. Шум стихает, когда в клетке на манеж опускают проворных авторов протогерцин (Protohertzina). Дверца открывается, и голодные существа начинают обследовать все вокруг. Только тогда мы замечаем на краю манежа третье действующее лицо: маленького трилобита каллавию. Скоро хищники тоже замечают трилобита. Зал призывает каллавию спасаться. Но пути к отступлению нет, и маленькое создание вынуждено зарываться в песок. К несчастью, у каллавии нет времени на то, чтобы зарыться достаточно глубоко. Царапины, оставленные несчастным трилобитом, геологи называют русофикусом (Rusophycus).

И хотя мы изобразили цирковое представление (под конец напоминающее гладиаторские бои), каждый номер был вопросом жизни и смерти, наподобие встречи львов с христианами на древнеримской арене. Эти картины также помогают оценить предположение, высказанное в предыдущей главе: что одной из основных причин кембрийского взрыва стало появление у животных рта. Как мы упоминали, некоторые создания довольствовались поглощением водорослей либо органики из осадка. Среди этих организмов, вероятно, были авторы гельминтоид. Другие, например авторы русофикусов, старались избегать встреч с хищниками в обеденное время и закапывались.

Рис. 12. Древнейшие свидетельства о “цирке червей” в Восточной Англии нагляднее всего на надгробиях XVIII в. из суитлендского сланца. На снимке я (справа) показываю следы кембрийского взрыва канадскому палеонтологу Ги Нарбонну (слева). Чарнвуд-Форест, Лестершир.

Следы животных на древнем дне относятся к важнейшим указаниям на то, что происходило около начала кембрия. Поэтому в 1992 г. у мыса Форчун-Хед на Ньюфаундленде именно ихнофоссилии, а не мелкораковинная фауна, использовались для определения границы кембрия[113]. Не только простейшие, например платисолениты, прибегали к защите скелета. Мягкие черви стали закапываться. Примечательно, что оставленные ими загогулины можно найти в морских осадках этого возраста по всему миру (см. рис. 12 и вкладку). Иными словами, кембрийский взрыв имел глобальный масштаб. И это было настоящее эволюционное событие.

В геологической летописи начинает проявляться закономерность, о которой следует задуматься. Я имею в виду зарывание (появление биотурбаторов). Кажется, что докембрийские животные, жившие на дне, сочли целесообразным (и уже в самом начале кембрия) закапываться в осадок. Почему?

Внезапное зарывание, а также появление скелетов, может, кроме прочего, объясняться тем, что в начале кембрия вспыхнула война. “Мечи” и “стрелы” (то есть челюсти) были встречены “щитами” и “шлемами” (то есть скелетом). Таран был остановлен рвом. Танки расправились с пулеметными гнездами. А рвы – виденные нами норы и ямки – остановили танки. Из всех рассмотренных выше догадок, кажется, объяснения кембрийского взрыва, связанные с внутренними причинами (“маневр Солласа”, кембрийский каскад из гл. 4), начинают выглядеть по меньшей мере столь же правдоподобно, как и объяснения, связанные с внешними причинами (“уловка Дейли”).

Раскрытие Блефа Лайеля

Является ли явная нехватка ископаемых животных в докембрии – “затерянном мире” Дарвина – действительным явлением или “блефом”? Находятся ли недостающие карты пока в колоде (укрыты в геологической летописи), на руках у других игроков (возможно, в музейных хранилищах) или их вообще не существует?

Как мы видели, в качестве ответов были предложены три основных приема (“догадка Лайеля”, “уловка Дейли” и “маневр Солласа”). “Догадкой Лайеля” (отсутствие ископаемых остатков в докембрии связано с неполнотой летописи) воспользовался Дарвин в 1859 г. В последнее время некоторые ученые, например Ричард Форти, предсказывали, что большинство докембрийских животных окажется слишком мелкими и хрупкими, чтобы оставить “росчерк” в летописи. Но ничто из этого не соответствует вполне “цирку червей”. Следы животных замечательно сохраняются, к тому же, благодаря эрозии, их проще найти. Даже мельчайший из червей наверняка “оставил запись” в геологической летописи.

“Уловка Дейли” предполагает совершенно иной сценарий: взрыв разнообразия ископаемых остатков в начале кембрия должен был сопровождаться радикальным изменением химического состава океана и атмосферы. Но это не вполне соответствует имеющейся картине. Так, существа, которые создавали агглютинированные трубки платисолениты, оставляли русофикусы или норы гиролиты, по-видимому, чрезвычайно мало интересовались химией карбонатов. Пока нет доказательств того, что они нуждались в воде, обогащенной фосфором, кальцием или кислородом. Это оставляет нас наедине с “маневром Солласа”: геологическая летопись должна показать признаки эволюционных преобразований, возможно, целую их лавину, вызванную рядом инноваций. Пока мы лишь догадываемся, какими были эти эволюционные новшества.

Какой ни была бы основная причина кембрийского взрыва, его результат в эволюционном отношении оказался настолько значительным, что он не только сделал лучше видимыми определенные “карты” в игре (скелетные остатки), но и изменил правила самой игры[114]. Больше нельзя было жить на морском дне безо всякой защиты. Времена изменились, явились новые (и пугающие) лица. И, как мы увидим, два новых решения для борьбы с челюстями (скелетная броня и норы) изменили облик нашей планеты.

Глава 6

Мистейкен-Пойнт

Дорога к Кейп-Рейсу

Дорога от бухты Португал-Коув к маяку на мысе Кейп-Рейс может показаться самым пустынным местом в Северной Атлантике – целых 40 км вдоль цепочки телеграфных столбов. На плато с болотами и мхами деревья не растут: здесь всегда сильный ветер. В тот день в 1987 г., когда мы приехали, с моря накатил густой серый туман, превративший белый день в кельтские сумерки. И правильно: этот уголок Ньюфаундленда населен ирландцами.

Наша геологическая группа явилась сюда, чтобы осмотреть знаменитый обрыв Мистейкен-Пойнт. Своим названием – “мыс Заблуждения” – это место обязано трагедии. Сто лет назад в условиях плохой видимости капитан парохода “Джордж Вашингтон” километров на двенадцать раньше, чем следовало, заложил штурвал на правый борт, и корабль погиб со всеми пассажирами. Но серые скалы у Мистейкен-Пойнта “документируют” еще одну печальную историю конца “темного века” докембрия и кембрийской “зари”[115].

Чтобы взглянуть на окаменелости Мистейкен-Пойнт, нам пришлось примерно на полпути к Кейп-Рейсу оставить машину и спуститься по грязной тропинке к морю. Здесь мы нашли толстые слои темно-зеленой породы, выступающие из обрыва под лихими углами: одни погружены в пенные волны, другие устремлены к небу. Неудивительно, что мы интересовались вторыми: кому же охота упасть в соленую воду? Мы нашли с полдюжины слоев осадочных пород, каждый на добрых три метра выше бурунов, и до каждого можно долезть, лишь спустившись по скале.

Когда мы подобрались к окаменелостям, нашу болтовню прервал рев: еще одна волна закончила путешествие по Атлантике. Обдав солеными брызгами, она ударила в скалу у меня под ногами. Просто удивительно, как ископаемые уцелели под постоянным натиском волн, не говоря уже про зимний лед и снег. Но здесь могут произойти и более странные вещи. Когда садится солнце, скалы оживают.

Если на закате взглянуть на слои осадочных пород сверху, со склона, то покажется, будто плывешь над древним (ок. 563 млн лет) морским дном, покрытым сотнями окаменелостей (из самых впечатляющих на планете!), что сохранились в виде горельефов. Несомненно, это одно из самых грандиозных бесплатных шоу на Земле.

Этих существ можно уподобить (призвав на помощь фантазию, конечно) цветочным клумбам в английском загородном саду, засаженном оленьим языком (чарния), латуком (брадгатия) и гигантскими маргаритками (айвсхедия). Естественно, окаменелости никак не связаны с современными цветковыми растениями: их не существовало до конца эпохи динозавров (меловой период). Окаменелости, о которых идет речь, – древнейшие из известных кандидатов в наши предки – некоторые из недостающих звеньев “затерянного мира”. Но остатки ли это животных?

Веретенообразный организм

Возможно, самое удивительное и распространенное здесь ископаемое – это “веретенообразное животное”, недавно получившее название фрактофузус (Fractofusus). В осадочном слое появляется несколько сотен отпечатков таких “веретен” – некоторые достигают 30 см в длину (рис. 9). Эти остатки радуют глаз: кажется, будто гравер вырезал формы в твердой породе. Окаменелости такой сохранности выглядят как гемма или след ноги на песке и демонстрируют брюшную поверхность тела таинственного организма. Взглянув поближе, мы замечаем, что веретенообразное ископаемое состоит из десятков “кустов”, похожих на листья папоротника, от крупных (в центре тела организма) до мелких (у краев). Этим фрактофузус слегка напоминает викторианскую рамку с рядами листьев страусника. И, как и у папоротника, “листья” фрактофузуса похожи на знаменитые фракталы, изображающие множество Мандельброта, и его латинское название означает “фрактальное веретено”[116].

Рис. 13. Салатовидный отпечаток брадгатии. Рисунок выполнен мною с использованием лазерного сканирования высокого разрешения голотипа из Чарнвуд-Фореста (Англия). Ему около 565 млн лет. Видны плотно сгруппированные “листья”, каждый из множества крошечных элементов, напоминающих чарнию. Размер окаменелости – около 40 см.

Здесь и там среди “веретен” попадаются отпечатки брадгатии (Bradgatia; рис. 13). Эта окаменелость напоминает салат-латук, сбежавший из огорода в поисках лучшей жизни. Кое-какие из этих окаменелостей сохранили “товарный вид”. Иные же образцы, довольно крупные и довольно пышные, как будто пошли на семена. При рассматривании “кустов” становится понятно, что тело брадгатии (как и у фрактофузуса) сложено из частей, каждая из которых напоминает лист папоротника. Нечто наподобие этих листов сохранилось и отдельно: это существо назвали чарнией (Charnia; рис. 10). У чарнии, как и у распушенного страусиного пера, есть перемежающиеся жилки и сложная структура. Длина некоторых образцов из Англии достигает почти 1 м, но большая их доля не крупнее кулака.

Невидимые кольца

Признание этих ископаемых не оказалось ни быстрым, ни простым. Впервые их заметили в осадочном слое на территории Центральной Англии в 1866 или даже в 1844 г.:

Какой бы ни была причина этого, в Чарнвуде в сланцах не найдено следов [окаменелостей], кроме нескольких любопытных упорядоченных бороздок на поверхности слоев породы (в одном из карьеров Ситленда). Г-н Дж. Плант из Лестера немедленно после их находки несколько лет назад, когда обнажилась поверхность, уделил им большое внимание и сделал слепки наиболее интересных экземпляров. Г-н Плант считает их кораллами. Профессор Рэмзи предположил, что это водоросли. В каждом случае концентрических бороздок и углублений несколько. Имеется три или четыре хорошо сохранившихся экземпляра, остальные, в несколько худшем состоянии, обнаружены на той же поверхности[117].

Диаметр кольцеобразных структур достигает 30 см. Дольше века их изучением никто толком не занимался. Титаны геологии, в том числе Томас Бонни из лондонского Университетского колледжа, еще в 1890-х гг. сочли “кольца” неорганическими структурами, и всякий интерес к ним пропал. В толстом томе о чарнвудской геологии 1947 г. об этих ископаемых вообще не упоминается[118].

Теперь перенесемся в 1956 г. Именно в тот год школьница Тина Негус, собиравшая ежевику у скалы там, где теперь начинается территория чарнвудского гольф-клуба, нашла странные отпечатки. Когда девочка рассказала о своей находке учителям, они не поверили ей[119].

17 апреля 1957 г. школьники Ричард Аллен и Ричард Блэчфорд заметили на том же камне отпечаток, напоминающий лист папоротника. Они показали его своему товарищу Роджеру Мейсону, который рассказал о находке Тревору Форду с геологического факультета Лестерского университета. Форд также усомнился в правдивости истории, и мальчику пришлось призвать в свидетели своего отца, также видевшего отпечатки. Вместе им удалось уговорить Форда съездить с ними на место. Вскоре стало ясно, что обнаружены одни из наиболее хорошо сохранившихся (и, следовательно, наиболее убедительные) из всех известных ученым ископаемых позднего докембрия, названных чарнией[120]. Глава Геологической службы Джеймс Стаблфилд (Стабби) понял всю важность находки, и по его поручению местные каменотесы, знакомые со сланцами, извлекли 200-килограммовые блоки. Позднее они были выставлены в Лестере на всеобщее обозрение.

Тревор Форд, к его чести, с осторожностью отнесся к определению названного чарнией существа, напоминающего папоротник. Никто и никогда прежде не видел ничего подобного. Поэтому Форд предположил, что это отпечаток некоей водоросли – возможно, из-за сходства окаменелости с современной водорослью Caulerpa.

Водоросль, которая не была водорослью

Впрочем, скоро Тревор Форд оставил осторожность и выдвинул гораздо более привлекательную идею: чарния и ее родичи – не что иное, как предки древнейших животных. Эта догадка привлекла внимание, ведь отыскать наших древнейших предков-животных – это заветная мечта ученых, своего рода “чаша Грааля”. А роль короля Артура в этом приключении с 1959 г. играл Мартин Глесснер. Начало его научной карьеры оказалось очень непростым.

Глесснер кое-что поведал мне за обедом, когда в Лондоне в 1983 г. пригласил меня в “Фортнем и Мейсон”[121]. У нас были общие интересы. Мы оба написали учебные пособия о микрофоссилиях, оба занимались эволюцией фораминифер, и оба были беззаветно влюблены в древнейших ископаемых животных. За салатом с омарами Глесснер рассказал, что его изыскания начались в Вене, в Австрии. Затем, уехав в Москву, Глесснер перешел к изучению микроокаменелостей. Война, по словам Мартина, застала его в советском госпитале, куда он попал из-за скарлатины и где ему было нечем заняться. Чтобы не томиться от безделья, Глесснер, выпросив у больничного начальства бумагу, засел за сочинение учебника о микрофоссилиях. Рукопись, обеззараженную страница за страницей, он переправил в Вену жене – для перепечатывания. В конце Второй мировой войны Глесснер переехал в Австралию и вскоре заинтересовался эдиакарской биотой. И вот тут-то и следует начать рассказ о поиске докембрийских животных.

Рассуждения о кругах…

Знаменитые эдиакарские окаменелости в Южной Австралии открыл не Мартин Глесснер. Это сделал австралийский маркшейдер Реджинальд Спригг, готовивший отчет о закрытых шахтах в районе хребта Флиндерс[122]. Однажды Спригг, перевернув обломок песчаника, нашел на обратной стороне камня любопытные следы.

Овцеводческое хозяйство, вблизи которого это происходило, носило старое, на языке аборигенов, название: Эдиакара. Теперь эдиакарским называют не только определенный комплекс ископаемых остатков, обнаруживаемый по всему миру, но и соответствующий геологический период[123].

И возникла проблема. Дело в том, что эдиакарские окаменелости Спригга в этом районе залегают на несколько сотен метров ниже древнейших из известных трилобитов. Но в 1947 г. бытовало мнение, что докембрийские породы не содержат крупных, хорошо различимых ископаемых остатков животных, и, следовательно, породы с такими ископаемыми неизбежно кембрийские! Хуже того: никто не заинтересовался открытием Спригга, нашедшего окаменелости, напоминающие чарнию, и массу не менее странных существ. Когда он показал находки губернатору Южной Австралии Томасу Плейфорду, тот воскликнул: “Лучше дайте мне побольше меди и свинца!” (Австралия нуждалась и нуждается в полезных ископаемых[124].) А когда Спригг выступил на крупной научной конференции в Австралии (и даже на Международном геологическом конгрессе в Лондоне в 1948 г.), коллеги сочли его находки “удачно сохранившимися следами неорганического происхождения”. Редакция “Нейчур” недолго думая отказалась от публикации его сообщения как не представляющего научный интерес. Неудивительно, что бедолага Спригг забросил окаменелости и обратился к поискам нефти.

С 1957 г. Мартин Глесснер мог уже сравнительно спокойно заниматься поиском ответа на загадку эдиакарской биоты. По правде говоря, он посвятил описанию и определению этих вымерших животных большую часть своей жизни[125]. К тому времени, когда Тревор Форд назвал чарнию ископаемой водорослью, Мартин Глесснер уже пришел к заключению, что напоминающие чарнию австралийские формы – вовсе не водоросли, а остатки мягких кораллов, напоминавших современные морские перья. Иными словами, он отнес чарнию к внешне примитивной группе животных, известных зоологам как стрекающие (они располагают стрекательными клетками книдоцитами, нужными для защиты и охоты). Впрочем, о книдоцитах знает всякий, кто имел дело с медузой или огненным кораллом. Как мы узнали на Барбуде, книдоциты вызывают ощущение покалывания, такое же, как ожог крапивой или ядовитым плющом. “Гарпуны” книдоцитов достаточно надежны для того, чтобы парализовать и убить маленькое животное.

“Определение” Глесснером эдиакарских окаменелостей десятилетиями считалось великим открытием – он будто нашел наконец предшественников кембрийского взрыва. Их полагали (воспользуемся терминологией того времени) эволюционными недостающими звеньями. Считалось, что древнейшие ископаемые можно сравнить с некоторыми из наиболее примитивных ныне живущих существ. В 1958–1984 гг. Мартин Глесснер и Мэри Уэйд аккуратно описали, отнеся к современным таксономическим категориям, десятки интересных окаменелостей из Эдиакарских гор[126].

Всякое новое описание выводило на свет еще одного прародителя нынешней группы животных: первая медуза, первый червь, предки крабов, предшественник морских ежей. Вскоре подоспели почести, премии и медали.

…И новый взгляд на Мистейкен-Пойнт

Теперь преемственность окаменелостей от эдиакария до кембрия казалась надежно установленной[127]. И когда в 1969 г. на другом конце света, у Мистейкен-Пойнта, Шива Балак Мисра, магистрант Мемориального университета Ньюфаундленда, нашел окаменелости, геологи решили, что это просто представители мира медуз по Глесснеру. Но вскоре этот мир поставили с ног на голову.

Первым вызов Глесснеру бросил Ганс Пфлюг, чудаковатый гамбургский палеонтолог, изучавший подобные ископаемые из Намибии[128]. Из них особенный интерес представляли две окаменелости: эрниетта (Ernietta), похожая на тулью шляпы-хомбург, и напоминающий банан птеридиний (Pteridinium). В намибийских окаменелостях Ганс Пфлюг не мог признать, как Глесснер, современных медуз и червей, и считал, что эрниетта, птеридиний и т. д. – это остатки сплотившихся в странно выглядящую колонию мириад одноклеточных организмов (вероятно, похожих на амеб). Пфлюг назвал их петалонамами (Petalonamae), “листьями из Намибии”[129]. Следует упомянуть, что научное сообщество без восторга встретило догадки Ганса Пфлюга относительно петалонамов. Скажу больше: их сочли простым чудачеством.

Вслед за этим должному критическому рассмотрению выкладки Глесснера подверг геолог из Тюбингена Дольф Зейлахер. Он заявил, что мало какие из представителей эдиакарской биоты (а то и вовсе никакие) выступают предковыми формами по отношению к существам времен кембрийского взрыва. Зейлахер предположил, что это организмы с уникальной организацией, напоминающие миниатюрные стеганые одеяла. Он отважно допустил, что эти вендобионты, вымершие в конце докембрия, стали своего рода продуктом неудачного эксперимента. Пфлюг и Зейлахер откупорили эдиакарскую банку с червями[130].

Возвращение к Мистейкен-Пойнту

В 2002 г. геолог Ги Нарбонн снова пригласил меня изучить биоту Мистейкен-Пойнта, которую к этому времени уверенно датировали 575–560 млн лет (рис. 14). Как мы видели, концепцию Глесснера, описывавшего своего рода залитый светом коралловый сад, стали подвергать сомнению. Кроме того, возник комплекс новых проблем. У ньюфаундлендских окаменелостей нашлись признаки того, что эти организмы жили вдалеке от солнечного света, на очень большой глубине на дне. Следовательно, “листья” не могли быть остатками ни водорослей (как считал Тревор Форд), ни животных с водорослями-симбионтами (как впоследствии думал Марк Макменамин из Массачусетса), ведь водоросли обитают в освещаемой солнцем воде[131].

Напрашивается вывод: чарния и ее родичи не зависели (в отличие от современных растений и водорослей) от солнечного света и углекислого газа. Может быть, чарния питалась (как и мягкие кораллы) иными организмами? Ведь существует множество напоминающих листья папоротника мягких кораллов – в частности, морские перья. По мнению Ги Нарбонна и его ученика Мэттью Клапэма, в породах у Мистейкен-Пойнта заметны указания на своеобразную экологию: одни “листья” – более длинные – добывали себе пропитание в водной толще (как и современные кораллы, например горгонарии), а другие, пониже, кормились органикой на дне, в осадке – как нынешние двустворчатые моллюски.

Но оставалось еще одно не менее любопытное затруднение. У коралловых полипов есть ротовое отверстие, а у любого эдиакарского ископаемого его нет. В отсутствие рта и пищеварительного тракта этим организмам было бы затруднительно употреблять в пищу непосредственно органику.

Дарвиновский центр

К рубежу тысячелетий догадка Мартина Глесснера – что чарния и ее родичи были своего рода мягкими кораллами наподобие морских перьев – все еще пользовалась большой популярностью. Чтобы проверить справедливость этой гипотезы, мы с Джонатаном Антклиффом отправились на поиски современных нам морских перьев. К счастью, мы узнали, что прекрасную коллекцию недавно выставили в Лондоне, в Дарвиновском центре при Музее естественной истории.

Снаружи музей олицетворяет викторианскую готику: Ноев ковчег из камня, кирпича, стали и стекла. Внутри же это впечатление усиливает наличие высокого свода. Затем взгляд опускается вниз, к лестнице, которая, как ни странно, напоминает путь самой жизни. Я пишу “как ни странно”, потому что венчает лестницу статуя Ричарда Оуэна – заклятого врага Дарвина. Примерно в течение века “ковчег” в Южном Кенсингтоне служил прибежищем некоторым из наших любимых динозавров. Вот, например, скелет диплодока: след, оставленный филантропом Эндрю Карнеги. Ему так нравилось это огромное ископаемое, что он заказал с десяток полноразмерных копий для экспонирования по всему миру[132]. К счастью, нынешнее руководство музея пока не взялось за этот зал, и мы до сих пор можем туда попасть.

Те, за кем пришли мы, убраны далеко от глаз публики. Каждый этаж Дарвиновского центра посвящен отдельной группе животных: позвоночных и беспозвоночных, законсервированных и заспиртованных.

Морским перьям достался четвертый этаж. Туда мы прошли по широкой галерее, вдоль рядов губок, кораллов, медуз, кальмаров, каракатиц и всевозможных червей в высоких и низких сосудах, с любовью сработанных викторианцами-стекольщиками для хранения больших и малых музейных сокровищ[133]. Внимание Джонатана привлек сосуд с морскими перьями Pennatula phosphorea, похожими на растрепанные перья какаду. Заметно, что пеннатула, как и ее родичи, наращивает крошечные мягкие полипы у основания “стебля”. Полипы у верхушки “листа” пеннатулы казались жесткими, старыми. Чарния же и ее родичи в процессе роста будто прибавляли малые сегменты, напротив, на конце “листа”, а сегменты у основания были крупнее (и, похоже, старше)[134].

Очевидно также, что современные морские перья снабжены чрезвычайно мускулистой ножкой, служащей, как нам известно, для прикрепления и зарывания в грунт. В самом деле, морские перья довольно много времени проводят в норах, что наблюдал (в 1835 г.) и сам Дарвин: “При отливе видны сотни этих зоофитов, точно солома на жнивье, торчащие усеченным концом вверх, выступая на несколько дюймов над поверхностью илистого песка. Если к ним прикоснуться или толкнуть их, они сразу же с силой втягиваются в песок, почти или даже вовсе исчезая в нем”[135]. Заметим, однако, что до сих пор не найдено живших в норах представителей биоты Мистейкен-Пойнт. Чарния не похожа на морские перья Дарвина[136].

И снова парадокс

Все это, похоже, указывает на то, что чарния и фрактофузус не получали питание за счет солнечного света, а также не охотились, как это делают морские перья. Возможно, они питались, получая химические вещества или пищу непосредственно из толщи воды, подобно современным червям, обитающим у глубоководных “черных курильщиков”? Увы, этот взгляд упрощен и не соответствует другому непосредственному наблюдению: фрактофузус и его родичи глубоко отпечатались в иле, а значит, жили они “лицом вниз”[137].

Если отбросить популярные способы питания (через рот, с помощью водорослей-симбионтов, поглощение из толщи воды), вариантов останется немного. Холмс объяснял Ватсону: “Отбросьте все невозможное. То, что останется, и будет ответом, каким бы невероятным он ни казался”.

Все чаще в отношении эдиакарской биоты выдвигается следующее предположение: многие ее представители получали питательные вещества непосредственно из осадка на дне[138]. Эта гипотеза заставила некоторых современных ученых, например Грега Ретоллака и Кевина Питерсона, отказаться от привычного (по Глесснеру) отношения к представителям эдиакарской биоты как к истинным животным. Ведь животные, как правило, питаются перорально, то есть поглощая пищу ртом, а не впитывая всей поверхностью тела. Одна из современных нам групп не испытывает нужды ни в ротовом, ни в анальном отверстии, поскольку питается всасыванием: это грибы. Молекулярные исследования показывают: грибы и в самом деле могут быть довольно близки к предкам современных животных. Впрочем, пока мало кто из ученых готов это признать. Все дело в том, что сложная, напоминающая папоротник конструкция ничуть не похожа на знакомые нам грибы.

Твердокаменная пицца

Одно из старейших в осадочных породах Мистейкен-Пойнта ископаемых похоже на пиццу с лунками “пепперони”, посыпанную “луковыми кольцами”. Много десятков таких структур встречается в осадочных породах вместе с “веретенами”, “кустами” и “листьями”. У “пиццы” явно имелась программа роста, поскольку размер этой структуры варьирует от нескольких сантиметров до почти метра в диаметре. Тем не менее, установление ее происхождения (как и дешевой пиццы) несколько затруднено. Эти окаменелости описали Хелен Бойнтон и Тревор Форд на чарнвудском материале, который может быть старше 600 млн лет. Хелен замечательно умела отыскивать необычные следы. Она буквально читала старую породу, как незрячий читает шекспировский сонет, записанный азбукой Брайля. О биологии “пиццы” – ее вернее называть айвсхедия (Ivesheadia lobata; рис. 14 и 15) – высказаны поразительные догадки. Некоторые ученые предположили, что это напоминающие воздушный шарик существа неясного происхождения, прикрепленные нитями к морскому дну. (В ряде случаев “пицца” как будто снабжена длинными, до нескольких метров, нитями.) Другие считают “пиццу” колониями фильтраторов или даже плохо сохранившимися колониями губок. Увы, у “пиццы” пока не обнаружено ни спикул, ни пор, ни иных признаков губок. Вместо этого, как указал Дункан Макилрой, диски нередко содержат разложившиеся остатки чего-то знакомого. В каждой лунке на диске видны маленькие пучки “листьев”, как у фрактофузуса. Иными словами, каждая “пицца” могла быть крупной, сложной колонией донных организмов, живущей примерно так же, как веретенообразные существа. Впрочем, в отличие от большей доли “веретен”, разложение на эдиакарском дне превратило колонии айвсхедии в нечто, напоминающее моцареллу.

Рис. 14. Палеонтолог за работой. Автор срисовывает отпечаток эдиакарской окаменелости (ок. 575 млн лет) у Мистейкен-Пойнта (Ньюфаундленд). Картирование и обмеры предшествуют изготовлению точных слепков, которые затем применяются для автоматизированного построения изображений, в т. ч. для лазерного сканирования. Все это помогает ученым детально реконструировать облик сложных окаменелостей наподобие брадгатии. Фото Д. Макилроя.

Рис. 15. Пиццеобразный отпечаток айвсхедии. Этот рисунок я сделал после анализа изображений окаменелостей и их слепков из района Мистейкен-Пойнт. Айвсхедия появляется в породах старше 570 млн лет. Она выглядит как беспорядочное нагромождение элементов, напоминающих фрактофузус, в лунках на “пицце”. Диаметр окаменелости составляет около 40 см.

Диковатая Дикинсония

Итак, странности обнаружились в старой породе в Северной Атлантике. Но ведь следы наших животных предков должны, наверное, обнаружиться и в Южной Австралии, в охотничьих угодьях Мартина Глесснера? Эти породы примерно на 10 млн лет старше кембрийского взрыва. Содержат ли они решение задачи Дарвина о пропавших окаменелостях?

Одной из обычнейших в кварцитах Ронсли (Южная Австралия) окаменелостей является дикинсония (Dickinsonia). Она напоминает большой отпечаток пальца: овальный диск, аккуратно поделенный на десятки сегментов бороздками, отходящими от центрального гребня или желобка (рис. 16, также см. вкладку). Как и большинство иных окаменелостей из Австралии и с побережья российского Белого моря, дикинсония, как правило, сохранилась в виде вогнутых отпечатков в напластованиях. Условия для поиска окаменелостей очень отличаются от условий Мистейкен-Пойнта, где все, что приходится делать ученым, – это гулять по осадочным породам, разглядывая выставленные напоказ окаменелости. В Австралии же приходится переворачивать крупные фрагменты породы и даже заползать под нависающую скалу (см. вкладку), а это гораздо утомительнее.

Самые маленькие отпечатки дикинсонии – размером с горошину, а диаметр крупнейших может достигать 1 м. Мартин Глесснер был склонен видеть в этих окаменелостях предков современных червей. Так, его поражало их сходство с многощетинковыми червями Spinther. Увы, теперь установлено, что маленький (ок. 5 мм в длину) червь – это высокоспециализированный паразит, живущий на строго определенных губках, а значит, его упрощенная форма едва ли указывает на почтенный возраст. Много вопросов вызывает и “червячная” гипотеза. У дикинсонии нет явных признаков ни головы, ни ротового и анального отверстия, ни пищеварительной системы. Более того, сегменты дикинсонии (как показал российский палеонтолог Михаил Федонкин), как правило, чередуются вдоль оси тела, порождая симметрию скользящего отражения[139]. Ни одно другое из известных в прошлом или сейчас животных такой симметрией не обладает. Кроме чарнии, брадгатии, фрактофузуса и айвсхедии.

Рис. 16. Гипотетическая реконструкция дикинсонии, предложенная Дж. Антклиффом и нарисованная Л. Беттисон. Диаметр этой окаменелости (она появляется в геологической летописи ок. 555 млн лет назад) варьирует от нескольких сантиметров до почти 1 м. “Авторы” этих отпечатков не обладали подлинной двусторонней симметрией и не имели явных следов ротового и анального отверстий, а также пищеварительного тракта.

Брюс Раннегар из Лос-Анджелеса показал, что тело дикинсонии могло достигать величины и толщины скатерти, и неудивительно, что оно с чрезвычайной легкостью сминалось и складывалось[140]. Правда, трудно представить, как такой организм передвигался по дну. Может статься, впрочем, что он и вовсе не передвигался, а прикреплялся ко дну и выуживал пищу из ила под собой. Однако есть основания полагать, что дикинсония умела скакать по дну, оставляя за собой на иле еле заметные следы. Но порой действительность интереснее фантазии. Самое простое объяснение этих следов мы находим в ветреный день: вспомните, как по тротуару скользит газетный лист. Нечто вроде этого, похоже (скажем, под воздействием волн или течений), происходило на дне морском в эдиакарское время[141].

С ног на голову

На первый взгляд, сприггина (Spriggina) с узким и длинным телом больше подходит на роль предка червей, чем скатертеобразная дикинсония. Тело сприггины примерно того же размера и формы, что и мизинец. Оно так же, как и палец, разделено поперечными линиями и бороздками, а на месте ногтя находится серповидная “голова” организма. Мартин Глесснер уловил сходство этого ископаемого с современным тропическим червем томоптерисом (Tommopteris).

Этот червь в изобилии водится в поверхностных водах Тихого океана – особенно в определенные моменты лунного цикла, служащие для размножения. Десятилетиями сравнение сприггины и томоптериса всех устраивало – пока Дольф Зейлахер не решил изменить мнение насчет сприггины и перевернуть с ног на голову само ископаемое.

По мнению Зейлахера, мы настолько увлеклись сравнением сприггины с современным червем, что нам не пришло в голову перевернуть ее, представив серп не “головой” животного, а “якорем”. Ориентированная таким образом сприггина превратилась в напоминающее чарнию существо. Более того, у сприггины присутствует диагностический признак вендобионтов: симметрия скользящего отражения. Иными словами, ученые провалили своего рода тест Роршаха[142].

То, что мы увидим в окаменелостях, полностью зависит от исходных посылок – в данном случае от наших тайных предпочтений в отношении полярности. Нужно уметь отличать верх от низа. Но касательно сприггины мы до сих пор не определились[143].

Лукавство Фибоначчи

В прошлом считалось обычным делом видеть в отпечатках с фермы Эдиакара медуз, червей и членистоногих. Если так, то ученым не хватало информации о других крупных группах беспозвоночных, например типа иглокожие (включающего морских звезд и морских ежей). И здесь на сцену выходит трибрахидиум (Tribrachidium).

Это дисковидный отпечаток размером с крупную монету, на котором можно рассмотреть три лопасти, выходящие из центральной точки: похоже на символ трискелион. Позднее сопоставимое с трибрахидиумом ископаемое аркаруа (но с пятью, а не с тремя “лучами”) открыл австралийский геолог Джим Гелинг[144]. Эти окаменелости долго считались родственниками современных морских звезд и морских ежей, то есть иглокожих с пятилучевой симметрией. Но этой изящной гипотезе мешают два неудобных факта. Во-первых, древнейшим из достоверно известных иглокожих начала кембрия не свойственна ни пяти-, ни трехлучевая симметрия. Следовательно, подобные виды симметрии появились позднее. Во-вторых, организмы, имеющие три или пять частей и теперь встречаются повсеместно: от простейших вроде Quinqueloculina (с пятью камерами; см. гл. 1) и Triloculina (с тремя камерами) до пятилепесткового шиповника и трехлепестковой лилии. Пяти- и трехлучевая симметрии возникают потому, что числа 3 и 5 входят в последовательность Фибоначчи: 1, 2, 3, 5, 8, 13 и т. д. Этот ряд в природе обычен по очень простой причине: в результате деления 5 на 3 (или 13 на 8) получается иррациональное число Φ. Оно само допускает стабильную упаковку повторяющихся элементов вокруг оси. Кратность и повторяемость в природе почти всегда сопряжены с числами 3 и 5[145]. Правда, наличие трех (или пяти) частей довольно мало расскажет о родственных отношениях организма, будь то шиповник или дисковидная аркаруа (Arkarua). К счастью для природы и к расстройству поклонников иглокожих, эти числа для представителей царства животные не могут служить решающим признаком – лишь вторичным, производным.

Таким образом, наиболее экономная интерпретация трибрахидиума – это посчитать его нижним отпечатком тела существа, похожего на чарнию. В пользу этого взгляда теперь можно привести “чарниоморфов” с тремя лопастями. Именно это мы наблюдаем у чарниодискуса (Charniodiscus), рангеи (Rangea), птеридиниума (Pteridinium) и, кажется, у пятилопастной свартпунтии (Swartpuntia)[146].

Прощай, медуза!

Без сомнения, наиболее часто в Эдиакарских горах встречаются отпечатки дискообразных существ, теперь обычно относимых к аспиделлам (Aspidella). Размер дисков варьирует от соска до обеденной тарелки. У последних часто наблюдаются вложенные кольца, что напоминает морщины на рисовом пудинге или складки на “колоколе” медузы.

Та идея, что диски являются остатками медуз, захватила умы. Вот почему их до сих пор называют медузоидами. И именно поэтому мы все еще можем зайти в национальный музей и увидеть эдиакарские диорамы с косяками прозрачных медуз над рифленым песчаным дном. (Вообще-то и у меня интерес к окаменелостям пробудил именно такой плакат с медузой в школьном классе в 1954 г.)

Правда, в Англии Тревор Форд еще в 1958 г. сообщал о схожих по форме с медузами структурах, прикрепленных к основанию похожих на чарнию организмов. Люди десятилетиями закрывали глаза на неудобную правду: медузоподобные диски в составе эдиакарской биоты совсем не “медузоподобные”. У них, как правило, нет щупалец, гонад и прочих обычных для медуз признаков. Напротив, многие медузоиды оказались частью системы эдиакарских “листьев” и сейчас называются прикрепительными дисками. Но и этот термин в отношении дисков и медузоидов – лишь предположение. Пока собрано очень мало фактов, указывающих, что они были способны удержать живое существо: они выглядят слишком тонкими и плоскими. Происхождение отпечатков других докембрийских “медуз” оказалось еще прозаичнее: колонии бактерий, газовые пузырьки, минеральные наросты и царапины, оставленные водорослями, кружащимися на прикрепляющейся части таллома во время приливов и отливов[147].

Рис. 17. Я изобразил здесь кимбереллу (Kimberella) на основе материала (555 млн лет) с побережья Белого моря. Эти окаменелости обычно имеют длину 1–3 см. “Оборку” по краям сравнивали с мантией современных моллюсков. Структура в виде трубки (слева) предположительно была сифоном.

Вероятно, одним из последних бастионов мира докембрийских медуз была кимберелла (Kimberella), впервые описанная в Эдиакарских горах и недавно найденная в России, у Белого моря (рис. 17). Долгое время ученые соглашались с тем, что кимберелла, похожая на крошечный пластиковый зонтик, сплющенный ветром, – некая разновидность кубомедузы. Но теперь Михаил Федонкин и Бен Ваггонер предположили, что “зонтик” похож не на “колокол” медузы, а на морского голожаберного моллюска с мантией, похожей на юбку, и с ногой[148]. Другие ученые пошли еще дальше и в царапинах из этого же слоя усмотрели признаки того, что кимберелла выскребала при помощи радулы дно в поисках пищи[149]. Гораздо менее увлекательным (и в меньшей степени проверенным) представляется то объяснение, что царапины – это отпечатки скоплений микробов, простейших или даже разложившихся дикинсоний.

От углублений к комкам

Все это возвращает нас обратно к первым описанным находкам эдиакарского времени. В 1855 г. Джон У. Солтер в поисках происхождения жизни отправился в трехнедельный поход в Шропшир, к Лонгмайндскому поднятию[150]. Примерно сто пятьдесят лет спустя в солнечный морозный день наша небольшая группа явилась прямиком туда.

Плато Лонгмайнд имеет вид китовой спины и поросло вереском и папоротником почти целиком, за исключением тех мест, где чистые горные потоки прорезали в сланце глубокие V-образные долины. Зимой солнце едва освещает дно долин, и мы нашли иней на травянистых берегах ручья. Поднявшись вдоль его русла, мы увидели высоко на северном склоне, залитом утренним светом, одну из стоянок Солтера. Нам показалось, что сланцеватая зеленая порода покрыта “мурашками”. При ближайшем рассмотрении оказалось, что многие из этих следов не круглые, а двудольные, будто от копыт. Некоторые слои отложений выглядели так, будто по древнему морскому дну прошло стадо крошечных, несколько сантиметров в холке, оленей. Эти следы Солтер счел почвой, выброшенной червями (понятно почему), и назвал эти следы арениколитами (Arenicolites didymus).

Заинтригованный Дарвин в “Происхождении видов” упомянул об обнаружении в “нижней кембрийской формации” в южном Уэльсе “слоев, богатых трилобитами и заключающих разнообразные формы моллюсков и аннелид”[151]. В следующем веке мнение о найденных Солтером окаменелостях постоянно менялось. Проблема отчасти заключалась в его утверждении, будто рядом с Arenicolites didymus (и в тех же слоях) остались следы дождевых капель. В 1967 г., когда я впервые увидел эти структуры, их не считали следами животных. Позднее мнение изменилось в пользу ископаемых[152]. Мой ученик Ричард Коллоу нашел прекрасно сохранившееся морское дно с многочисленными остатками нитей микробного происхождения и водорослями[153]. Эта текстура (как если бы по потертому персидскому ковру разбросали комки каши) примерно на том же уровне открыта по всему миру. Солтер, сам того не зная, напал на след нашего “затерянного мира”.

Принцип ССМОСВДО

Замешательство по поводу эдиакарской биоты обусловлено главным образом тем, что палеонтологи при изучении древнейшей жизни следуют принципу ССМОСВДО. У каждой отрасли свои принципы (например, актуализм в геологии), и палеонтология не исключение. У принципа ССМОСВДО долгая и яркая история, восходящая к зарождению этой науки в начале XIX в. (Одним из первых приверженцев этого принципа стал Ричард Оуэн, едва ли не главный оппонент Дарвина.)

Аббревиатура ССМОСВДО означает: “Самые старые из моих окаменелостей старше ваших древнейших окаменелостей”. Я говорю о склонности всех ученых (и, конечно, всех журналистов) к максимально громким заявлениям на основании ограниченного материала. Философ Карл Поппер предложил ученым отличный план: делайте максимально сильные заявления, чтобы другие ученые могли проверить их и, при необходимости, опровергнуть. Однако сильные заявления также являются неизбежным ответом на постоянно растущие требования к финансированию. Дело не только в необходимости бороться за гранты, но и в публикациях и карьере.

Поэтому, слыша о чем-либо “древнейшем”, важно помнить первое правило ССМОСВДО: считайте окаменелость максимально древней. Примером, прямо относящимся к проблеме “затерянного мира”, служит открытие странных следов в Медном поясе в Замбии. В солидном журнале “Нейчур” они были названы первым запечатленным в камне свидетельством деятельности животных. (Автор статьи любезно показал их мне вскоре после публикации.) Следы, найденные в шахтах глубоко под землей, состояли из пальцеобразных нор, заполненных красным аргиллитом. Проблема заключалась в том, что возраст пород с этими следами составлял около 1 млрд лет, то есть они были примерно вдвое старше наиболее древних из известных в геологической летописи. Позднее выяснилось, что эти структуры – в самом деле норы, но не древние. Их вырыли термиты. Эти мелкие насекомые живут колониями в регионах с жарким климатом и из-за засухи в поисках воды и пищи вынуждены выкапывать многометровые галереи.

Выяснить, является ли некая окаменелость древней, становится все проще: разработано множество методов, в том числе методов датирования (как, например, те, с помощью которых в Оксфорде доказали, что Туринская плащаница изготовлена в средневековье). Однако вот второе правило ССМОСВДО, еще более дерзкое: ваше заявление касательно найденного объекта должно прозвучать максимально громко, “биологически” и привлекательно для прессы. Иными словами, вопрос должен звучать так: какую самую многообещающую штуку вам напоминает находка? (И никогда: что это за объект на самом деле?) Всякий, разумеется, исходит из того, что описываемые им объекты – действительно окаменелости. Но так ли это? Вспомним случаи, когда люди видят лик матери Терезы в булке с изюмом или гигантское лицо на Марсе. Культура знает множество таких случаев. Наши ремесла, искусство и медиа, по сути, основаны на иллюзиях. Мы сталкиваемся с этим парадоксом каждый день на телеэкранах. Можно подумать, что мы видим там знакомые лица. Но на самом деле это вообще не лица, а образы. Это демонстрирует наше серьезное преимущество при естественном отборе: умение очень быстро и на основании ограниченных данных различать друзей и врагов. Однако зачастую это ведет к интересным ошибкам: вспомним тест Роршаха. Когда психиатр спрашивает, что вам напоминает это пятно, вас так и подмывает сказать “дьявола”, или “жадную свинью”. Но единственно верным ответом является: чернильное пятно.

После публикации “Происхождения видов” палеонтологи приступили к “погружению” во тьму “затерянного мира”. И всем, кто на это отважился, похоже, было суждено потерпеть неудачу. Большинство этих ученых пострадало от насмешек или, что еще хуже, кануло в безвестность. Из всех этих первых искателей приключений мало кто потратил больше сил на изучение нашего вопроса в полевых условиях, чем Эджуорт Дэвид.

Я узнал его грустную историю, когда Роланд Голдринг отправил мне книгу, опубликованную в 1936 г. Королевским обществом Нового Южного Уэльса. Эджуорт Дэвид руководил походом к Южному магнитному полюсу, первой экспедицией к антарктическому вулкану Эребус, и даже подтвердил дарвиновскую догадку насчет коралловых рифов Фунафути. Имя Дэвида было и остается достаточно известным, чтобы позволить нам оценить его страсть к докембрийским организмам. Похоже, в 1896–1926 гг. он провел в Южной Австралии несколько полевых сезонов. Как и мы, он обнаружил слои с первыми трилобитами и отправился вниз сквозь геологическую летопись. Миля за милей он осматривал камни. И, к несчастью, нашел то, что искал: крупных членистоногих и моллюсков в кварцитовых песчаниках значительно старше кембрийских. Но никто ему не поверил: его ископаемые казались (и на самом деле были) илом на древнем морском дне. Шаги Дэвида в направлении Зала славы ССМОСВДО таковы:

1. Сделайте так, чтобы ваше заявление прозвучало максимально авторитетно. Например: “Ни один австралийский ученый (палеонтолог, зоолог или геолог), взявший на себя труд изучить эти экземпляры, не усомнился в их истинно органическом происхождении”. Или: “Несомненно, придет время, когда формы вроде представленных здесь или тех, что находятся в нашем распоряжении, но будут представлены позднее, станут для геологов и палеонтологов почти столь же знакомыми, как теперь многие кембрийские ископаемые”.

2. Стремитесь к академическим почестям и наградам. Наивысший балл получает Эджуорт Дэвид: рыцарь-командор Ордена Британской империи, кавалер Ордена свв. Михаила и Георгия, кавалер ордена “За выдающиеся заслуги”, магистр искусств, доктор естественных наук, член Королевского общества.

3. Сделайте так, чтобы конкуренты выглядели людьми некомпетентными. Дэвид сделал все возможное, чтобы посеять сомнения в заявлениях американца Чарльза Уолкотта о том, будто белтина (Beltina) из Канады – докембрийское членистоногое. Конечно, Дэвид был прав: ведь белтина даже не была животным. Но это совсем другая история.

4. Уточняйте, почему ваши находки – это настоящие ископаемые. Эджуорт Дэвид и Роберт Тилльярд привели целых шесть критериев на семи страницах. И все они были спорными.

5. Заявите о собственном исключительном опыте и таланте. Например: “По сравнению с австралийскими геологами исследователи из Старого Света оказываются в невыгодном положении, ведь им недостает пищи для размышлений, которую дает изучение нескольких тысяч экземпляров в полевых условиях; это отличное дополнение к знаниям, полученным после изучения нескольких музейных экспонатов”. (Пример принижения.)

6. Заключите союз с другими экспертами. Дэвид втянул в это бедолагу Тилльярда, энтомолога, совершенно не разбиравшегося в материале.

7. Держитесь подальше от линии огня. Дэвид сделал для этого все возможное: как и Артур Смит Вудворд, одна из жертв пилтдаунского обмана, он умер прежде, чем его книга была издана. Гениальный ход!

Менее мрачный пример ССМОСВДО мы находим в книге “Факты и фоссилии, приведенные для подтверждения истинности Всемирного потопа и изменения дарвиновской системы трансмутации, с приложением замечаний касательно кремневых грунтов реки Инд”. Этот трактат о Ное и Всемирном потопе написал около 1868 г. генерал-лейтенант Джордж Твемлоу. Он собрал черно-белые фотографические снимки сотен кремнистых желваков из меловых отложений Англии и предложил их читателям для опознания. Так, Твемлоу предъявил “башмачки, левый и правый (очевидно, детские либо принадлежащие китайской даме), превратившиеся в кремень, связанные вместе, как новая пара” из мелового карьера в Гилдфорде. Или – “птицу, очевидно, на гнезде, вероятно, замерзшую”. Твемлоу выбрал из массы бесформенных камней экземпляры, похожие на привычные нам предметы[154]. Мы все в детстве видели жуткие лица в орнаменте обоев или же динозавров в облаках. Потому решение – прямо перед нами. Мы ни в коем случае не должны по своему желанию отбирать те структуры, которые, как нам кажется, похожи на реальные вещи. Иными словами, мы должны рассматривать набор структур целиком[155].

Последнее правило ССМОСВДО звучит так: контролируйте свою легенду, ограничивая доступ к окаменелостям. Красивую историю может испортить неприметный и неприятный факт. В этом случае благоразумно не позволять этому факту стать достоянием публики. В каждой стране есть коллектив, гордо восседающий на ископаемых. Утаивание десятилетиями важных окаменелостей от публики – известная, но мало обсуждаемая проблема. Вся добыча достается победителю. Но в том, что касается древнейших признаков жизни, ученые должны соблюдать осторожность и избегать обвинений в заговоре против науки[156].

Многие крупные палеонтологи неосознанно попробовали сыграть в ССМОСВДО (как и я сам). Крупнейшие научные журналы прямо поощряют это, уменьшение финансирования науки вынуждает к этому. Но без критического рассмотрения возникает опасность смены одного мифа о сотворении мира другим мифом. К счастью (как мы выяснили выше), под тяжестью противоречащих фактов “наименее приспособленные” гипотезы “вымирают”. Наука живет по дарвиновским законам.

Экскременты далрэдского червя

Как именно принцип ССМОСВДО искажает наши представления о древней истории жизни? Одни примеры курьезны. Другие же вошли в учебники десятилетия назад и до сих пор не изгнаны оттуда. Поэтому начну с явки с повинной.

Нижеследующая история началась с экспедиций к островам Гебридского архипелага: торфяному Айлей (известному своим “придымленным” виски) и лежащему чуть севернее холмистому Джура. Я влюбился в эти острова в 1973 г., когда работал геодезистом на буровом судне “Уайтторн”. Мы дни напролет добывали скучный красный ил, относящийся к столь же скучному (так мне тогда казалось) триасовому периоду. Однажды судно встало на ночь у острова Джура. Море было настолько спокойным, что казалось озером. Солнце садилось за вершины Пэпс-оф-Джура – поразительно похожие на женскую грудь горы, сложенные из докембрийского кварцита. К концу похода я поставил себе цель: бросить геодезию и заняться ими.

Через шесть лет я приехал на Айлей. Со мной были палатка, “форд транзит” и веселая дворняжка по кличке Сьюка. Вместе мы изучали тоскливую осеннюю местность: я осматривал камни в поисках следов червей и медуз, а Сьюка, весело сопя, бегала по берегу. В Порт-Аскейге я изучал, слой за слоем, донные отложения над галечником, пока мы не пришли в небольшую бухту, где располагалась винокурня со стенами из серого бетона. Здесь, в Кал-Илэ, в медных емкостях, каждая с небольшой дом, перегоняли великолепное односолодовое виски.

Воздух вокруг бухты пропитался ароматом ячменного солода с резким привкусом виноматериала и нотками ламинарии[157]. Мне стали попадаться отложения (в далрэдских породах), залегающие вдоль очень старой береговой линии. Налицо были все признаки лагун с каналами, галечниками и трещинами усыхания, очень похожими на виденные на Барбуде. Я пришел в совершенный восторг. Вскоре я нашел слои с длинными прямыми отметинами и шариками, причем некоторые выглядели точь-в-точь как следы жизнедеятельности животных на Барбуде. Я погрузил в “форд” большие куски породы и отправился восвояси.

Годами я размышлял над находками из Кал-Илэ, не будучи до конца уверенным, как именно следует поступить. Они пролежали у меня на полке целых восемнадцать лет, однако каждый год я показывал студентам их цветные слайды. Мало-помалу я начал убеждать себя, что это древние следы живых существ. В 1998 г. я подготовил предварительный обзор и достаточно быстро опубликовал его. Пресса подхватила тему: журналистам понравилась формулировка “древнейшие в мире экскременты”. О моей работе упомянули в передаче Би-би-си и даже в шестичасовых новостях. А потом местная газетенка опубликовала новость: “Оксфордский профи нашел старейшие какашки”. И все решили, что все эти годы я “просидел” на экскрементах.

Да уж, куда как весело! Но в следующем году, когда я работал “в поле” с Джоном Дьюи, у нас возникла настоящая проблема. Цепочку шариков, которые некогда показались мне комочками фекалий, вероятнее всего, проще интерпретировать как углубления, сделанные бактериальными матами. Не так увлекательно, конечно. Но самое скучное объяснение обычно правдоподобнее всего.

Лишь тогда ученые стали рассматривать эти “морщины” как докембрийские цианобактериальные маты, которыми те и в самом деле были. Их стали открывать везде[158]. Потом стало казаться, что между шариками из Кал-Илэ (ок. 700 млн лет) и первыми надежными следами животных (ок. 550 млн лет) слишком большой разрыв. Не то чтобы это невозможно. Но по моей вере в докембрийские следы животных был нанесен сильный удар: я однозначно провалил “тест Роршаха”. Я нашел то, что хотел найти. Шоры ССМОСВДО уже начали спадать с моих глаз.

Итак, ССМОСВДО работал во времена Мартина Глесснера и других великих предшественников. И они, и все мы ставили вопрос: что напоминает эдиакарская биота? Ответ был прост: медуз, червей, морских ежей и креветок. Но правильный вопрос должен был звучать так: что это такое? Вот почему в последние годы была объявлена “охота” на интерпретации эдиакарской биоты по принципу ССМОСВДО с предполагаемым родством в диапазоне от предковых форм животных до подводных грибов, от морских водорослей до гигантских глубоководных одноклеточных (и даже рыб)[159].

Проблема в том, что (несмотря на успехи науки и техники за последние полтора века) родословная кембрийских животных надежно не установлена. Теперь мы можем с разных сторон, через призму кладистики и генетики, хемостратиграфии и геохронологии, рассмотреть проблему, но проклятый вопрос когда появились первые группы животных? остается без четкого ответа. Очевидное появление ископаемых животных в начале кембрийского периода и неясная праистория этих групп означают, что нам еще многое предстоит узнать об эдиакарской биоте.

Урок, который преподала нам эдиакарская биота, таков: пытаясь найти ответы на серьезные научные вопросы, мы неизбежно совершаем серьезные ошибки. Это, безусловно, приемлемо, так как большая их доля со временем будет исправлена в процессе естественной для науки проверки. Но верно и следующее: те, кто осмеливается лишь на малые ошибки, должны ограничивать себя рассмотрением лишь незначительных вопросов. И поэтому мы должны рисковать.

Как же без медуз?

То, что среди представителей эдиакарской биоты могут и не встречаться следы основных групп беспозвоночных: медуз, червей и т. д., может показаться немыслимым. На мой взгляд, основная трудность состоит в ограниченности нашего воображения: вполне вероятно, что докембрийская действительность в корне отличалась от “мира медуз”, придуманного в 1960-х гг.

В поисках ответа на вопрос о происхождении докембрийских животных мы всегда обращались к “древу жизни”. Кажется вполне логичным искать следы таких организмов, как современные губки, медузы и черви, в эдиакарском периоде: именно это и предписывает актуализм Лайеля. Ведь настоящее – ключ к прошлому, не так ли? Я уверен, что есть важные исключения из правила и что они начинают проявляться в докембрии. Именно здесь возникает сомнение в достоверности положений Лайеля.

Наше путешествие на остров Барбуда (гл. 1) напоминает об удивительной связи между живыми существами: микроорганизмами и морскими водорослями, растениями и животными. Приведем в пример гомотрему, расположившуюся на рифе и в поисках пищи раскинувшую псевдоподии. Гомотрема принадлежит к простейшим, поэтому мы ожидаем увидеть примитивный набор функций. Однако арсенал этой маленькой клетки направлен на выживание по соседству с более развитыми организмами: она растет на коралле, обзавелась для защиты твердым минеральным скелетом и спикулами, будто удочками, вылавливает зоопланктон. Без этих условий, продиктованных средой, это существо могло бы и не появиться.

Взаимозависимость с животным миром можно проиллюстрировать и примером двоюродных родственников гомотремы. Например, выше мы указали, что и простейшие (вроде платисоленитов) сыграли роль в кембрийском взрыве: у них сформировалась твердая внешняя раковина из склеенных песчинок. Фораминиферы и теперь обитают на морском дне. Они пользуются сезонным цветением воды, вызванным массовым развитием планктона, и ловят псевдоподиями, как в сеть, идущие ко дну трупики мелких представителей зоопланктона. Если в докембрии не было бы организмов, питающихся фитопланктоном, не нашли бы применения и агглютинированные раковины фораминифер. С другой стороны, в среде без высокопитательного зоопланктона (читай: щедрого коктейля из креветок) ожидание обеда превратилось бы в отчаянное предприятие, так как обед мог бы никогда не начаться.

В настоящее время многие простейшие живут не столько на морском дне, сколько в нем, в слое осадка. В докембрии закапываться в осадок было бессмысленно. Ввиду отсутствия червей, вероятно, на дне было недостаточно компонентов, схожих по составу с почвой и в наши дни делающих дно весьма привлекательным местом[160]. Вероятно, иначе эти несколько десятков сантиметров осадка, теперь населенные животными от простейших до червей, стали бы домом для анаэробных бактерий. Отношение анаэробов к аэробному существу, подобно отношениям Андропова и Рейгана, вряд ли было бы теплым.

К чему я веду? Организмы, казалось бы, невысокого систематического положения (например, простейшие, губки и коралловые полипы) в огромной степени зависят от мира, приспособленного для нужд более развитых существ (от червей и моллюсков до млекопитающих). Это означает, что эволюция большинства этих организмов шла параллельно, и они вряд ли смогли бы друг без друга. Как заметил Дуглас Эрвин (Смитсоновский институт), всякий биологический вид не изолирован, а занимает собственную экологическую нишу, обусловленную существованием в экосистеме других видов. А “пустых” экологических ниш в докембрии не существовало. Нет их и теперь.

Прекрасной иллюстрацией выступают стрекающие. Кораллы, актинии и медузы – ловкие охотники на мелких существ, занимающие на древе жизни более заметное место и имеющие не только рот, но и анальное отверстие. Если бы зоопланктон – организмы, которые не могут сопротивляться течениям и переносятся с водными массами, – вымер в кембрии, до томмотского яруса, как предположил Ник Баттерфилд (Кембридж), то вряд ли предки кораллов и медуз имели бы стрекательные клетки. Расходы на это сопоставимы с открытием в Древнем Риме магазина с дисками дивиди. Сомневаюсь, что древние римляне нашли бы такому диску применение в отсутствие плеера и электричества. Диск дивиди мог стать разве что неоправданно дорогим зеркальцем. Таким образом, до появления билатеральных животных, имеющих оральное и анальное отверстия, тело предков медуз определенно должно было иметь иное строение. Медузы далеко не примитивные существа. Они прошли путь совместной эволюции, достигнув своего расцвета после эдиакарского периода.

Поры – повод задуматься

Это замечание можно в равной степени применить к губкам в эдиакарский период. Так как губки помещаются у основания древа жизни, можно решить, что их остатки должны встречаться повсюду и в докембрии. У губок имеются жесткие спикулы из белка, карбоната кальция или кремнезема. Кажется, что колючие скелеты губок должны быть разбросаны по дну. Тем не менее пока не обнаружено неопровержимых доказательств в виде окаменелостей, относящихся к докембрийскому времени[161]. Лишь с началом кембрия от Ирана до Китая начинают попадаться четырехлучевые спикулы.

Почему же мы не находим следов губок в породах эдиакарского периода? Я полагаю, что и этому есть конструктивное объяснение, связанное с коэволюцией губок и более развитых организмов. Известные нам губки имеют весьма чувствительные поры, которые без вмешательства креветок и офиур, выполняющих функцию чистильщиков, быстро забиваются мусором из воды, и губка гибнет. Губки также извлекают пользу из обилия бактериальных частиц в толще воды, за что они должны благодарить обитающих на морском дне червей. Они поднимают взвесь из органики и микроорганизмов в осадок и поверх него. Течение уносит взвесь прямо к терпеливо ждущим пищи губкам. Возможно, до появления билатеральных животных сложились водные условия, благотворно влияющие на жизнедеятельность губок, однако вероятность этого ничтожно мала. Не случайно на ранних стадиях кембрийского взрыва увеличилась популяция губок и возросло их видовое разнообразие. Причина в том, что благодаря червям у губок появилась возможность питаться “супом” из микроорганизмов в толще воды. Возможно, до кембрийского взрыва губки имели строение, совершенно отличное от современного.

Например, можно говорить, что органический мир эдиакарского периода вряд ли был представлен губками, медузами, морскими перьями, червями, так как перечень отсутствующих признаков слишком обширен: ни ротового отверстия, ни спикул, ни пор, ни билатеральной симметрии, ни выделительных органов, ни органов движения, ни даже самого движения. Но довольно о недостатках. Какими были организмы эдиакарского периода и как они выживали? Вот наша основная версия: это были многоклеточные предки губок, медуз, гребневиков, которые питались главным образом в толще воды, жили там, куда проникает солнечный свет, а иногда и прямо в осадке (субстрате).

Таким образом, до кембрия жизнь развивалась в направлении, отличном от привычного нам. Это помогает объяснить, почему типичные представители эдиакарской биоты, например чарнии и дикинсонии, не похожи на более поздние формы. Должно быть, они напоминали коралловые полипы без стрекательных клеток или губки, не имеющие пористой структуры, и представляли собой скопление клеток, уже преобразовавшихся в ткани, но по строению еще не похожих на современные виды.

Не следует проецировать устройство современного мира на столь ранние периоды. Вполне вероятно, что жизнь в докембрии отличалась от привычной нам настолько, что напоминала инопланетную. Теперь мы, принимая во внимание не только мир до появления животных, но и эволюцию представлений о нем, готовы перейти к изучению глубокой древности.

Глава 7

Правление снежной королевы

Головоломка, сложенная из валунов

Шихоллион не похож ни на одну другую гору. Лет двести назад при помощи “волшебной горы каледонцев” (так переводится ее название) определили массу (впервые в истории) Земли, а вслед за этим других планет и Солнца. Вскоре контуры этой конусообразной, похожей на вулкан горы, которая возвышается над озером Лох-Тей, нанесли на карту – также впервые. Чтобы все перепроверить, гениальный геолог Джон Плейфэр повторно нанес Шихоллион на карту и заново рассчитал массу горы.

Летом 1960 г. я карабкался на Шихоллион. Чуть впереди шел мой старший брат, жаждущий познакомиться с флорой на вершине. Мое желание было скромнее: я хотел, чтобы он не так торопился. Через заросли папоротника и топи мы добрались до кресловины, выскобленной ледником около 10 тыс. лет назад. Из стенок кресловины торчали сланцевые монолиты, похожие на ворота в пещеру Горного короля. Впрочем, у этих каменных гигантов было доброе сердце: они приютили нежные папоротники и ярко-зеленые печеночники, завернутые в ковер из коричневого мха. Однако мы явились не для того, чтобы рассматривать мох, а чтобы найти старое разнотравье. И нашли его: дрожащие на ветру, обдувающем стенки кресловины, кустики альпийской горечавки и мелколепестника. Здесь, в укромном уголке на склоне Шихоллиона, нашли прибежище высокогорные растения, некогда обитавшие на территории от ирландской Коннемары до прибрежных районов Китая. Примерно на такой же почве – в тундростепи – паслись мамонты. Мы наблюдали memento mammori, уголок исчезнувшего мира льда и снега.

Дарвина также озадачивали следы оледенения в Шотландии: “Как развалины уничтоженного пожаром дома говорят нам о случившемся, так, еще более очевидно, горы Шотландии и Уэльса рассказывают нам своими исчерченными склонами, отшлифованными поверхностями и нагроможденными валунами о потоках льда, наполнявших недавно их горные долины”[162]. Как и Дарвин, я много раз возвращался к ледяной загадке, но вот шихоллионского валунника Дарвин никогда не видел. (А я даже провел здесь медовый месяц: в этих местах выросла моя жена.) Здесь под ковром из высокогорных цветов залегают породы возрастом не 7 тыс. (как горечавка) и даже не 10 тыс. лет (как стенки кресловин), а около 700 млн лет.

Шихоллионский валунник – полоса окатанных обломков среди сланцев, похожая на грандиозную железнодорожную насыпь. Она тянется от Северо-Шотландского нагорья у Абердина и, через Аргайл, до острова Айлей на западе (рис. 18). Далее валунник уходит в море, чтобы, вымокнув, вынырнуть на побережье Донегола. Много лет я иду по этим следам, наношу валунник на карту и размышляю над его тайной, потягивая у огня айлейское солодовое виски[163].

К 1975 г. породы, подобные шихоллионскому валуннику, открыли по всему миру, причем примерно на одном и том же уровне: от нескольких сотен до нескольких тысяч метров ниже уровня эдиакарской биоты и неизменно ниже кембрийских трилобитов. По названию норвежского залива Варангер-фьорд он получил название варангерского валунника. Мнения о сути этого явления сильно расходятся. Например, португальский профессор Шермерхорн предположил, что это остатки оползней, возникших в результате тектонической активности по всей планете. По мнению Брайана Харленда из Кембриджа, это айсберги по пути в тропики роняли на дно прихваченные с собой гальки. Австралиец Джордж Уильямс (Аделаидский университет) предположил: ось Земли сместилась так, что полюса обратились к Солнцу, а экватор замерз. Ричард Шелдон из Виргинского университета решил даже, что Земля столкнулась с неким космическим объектом, обзавелась кольцами наподобие сатурновых, и их тень закрыла тропики и подморозила весь мир. Странно, очень странно.

Рис. 18. Владения Снежной королевы. На карте Западной Шотландии видны нагорья и острова, где геологи в последние два века искали следы “затерянного мира” Дарвина. Порт-аскейгский валунник (ок. 700 млн лет) тянется от горы Шихоллион до острова Айлей и далее на запад, к Ирландии. Торридонские горы с их озерными отложениями возрастом 1 млрд лет пролегают от острова Скай до пещеры Сму-Кейв. К западу оттуда, особенно вокруг острова Льюис, обнаруживаются породы гораздо старше 1 млрд лет.

“Холодная война”

Действительно ли шихоллионский валунник, как считал Брайан Харленд, – гигантский ледниковый нанос? В 1979 г. я отправился на пароме на Айлей, один из островов Гебридского архипелага, чтобы выяснить это на месте. Айлей не настолько каменистый, как Льюис – остров, сложенный из кристаллических пород, тверже и старше которых трудно найти на нашей планете[164]. Айлей, зеленый пологий остров, образован отложениями криогенового периода (720–635 млн лет)[165]. Подвергшиеся термическому воздействию, сдавленные и деформированные слои древнего морского дна образовали мягкий рельеф. Известняк здесь скрыт под пышной зеленью с группками колокольчиков и льнянки, других синих и желтых цветов. В пригожий день эта картина может напомнить описанное Толкином Средиземье. Поскольку в песчаных породах мало извести и они хуже впитывают влагу, к ним приурочены участки торфяника с разбросанными то тут, то там березами. Наметанным глазом легко заметить, какие породы скрыты под почвенным слоем.

Дорога от парома к валуннику пересекает Айлей с запада на восток, далее спускаясь к темной бухточке Порт-Аскейг. Лежащий через пролив остров Джура напоминает толкиновский Мордор. Джура с невысокими горами Пэпс-оф-Джура, возвышающимися над каменистыми пустошами и болотами, выглядит местом пустынным и бесплодным. Зловещее впечатление усиливает пролив Саунд-оф-Айлей, разделяющий острова Айлей и Джура. Ширина пролива составляет несколько сотен метров, а длина – несколько десятков километров. Приливное течение (дьявольски сильное!) в Саунд-оф-Айлей происходит с востока на запад. С причала я наблюдал, как старый паром идет на Джуру, перебирая железную цепь, по широкой дуге протянувшуюся по дну пролива. Отчаливший паром захватило течение, а затем он потащился против потока и наконец достиг спуска Феолин на противоположном берегу, где мало что было, кроме мха и водорослей.

Заваленные водорослями берега Саунд-оф-Айлей способны рассказать много интересного. Неподалеку от бухты Порт-Аскейг начинается наш загадочный слой (называемый здесь порт-аскейгским валунником): большие кучи окатанных обломков песчаного сланца. У самого Порт-Аскейга попадаются главным образом окатанные обломки серого и розового гранитов, будто плавающие в массе наносов. Воображаю, как давным-давно эти валуны падали с громким плеском в воду и, точно глубинные бомбы, опускались на дно. Эти валуны не похожи ни на один известный шотландский гранит. Вероятно, они попали сюда из внутренних районов Канады или из Швеции. Именно это утверждают Брайан Харленд и его ученики: айсберги доставили сюда необычные камни и сбросили их на морское дно. Эта версия ледникового происхождения шихоллионского (и порт-аскейгского) валунника кажется разумной.

Но оставалось одно затруднение, и я осознал его еще яснее, когда приехал на дальнюю южную оконечность острова, на мыс Мулл-оф-Оа. Здесь загадочный валунник ледникового происхождения помещается над слоем айлейского известняка. Эту породу, напомнившую мне барбудские лагуны, можно счесть признаком былого воздействия теплых вод. Откуда в тропиках лед? В последнем ледниковом периоде летняя снеговая граница редко опускалась ниже 50° с. ш. (это примерная широта Лондона и Нью-Йорка). Но в криогении оледенение, судя по всему, достигало экватора. И это очень странно.

Были предложены различные объяснения кажущегося парадокса: лед на экваторе. И эти гипотезы описывали планету, очень непохожую на ту, какой ее представляли Дарвин и Лайель. Мир сошел с ума. Лишь храбрецы могли ступить на эту зыбкую почву.

Первым ударил в свой щит Джозеф Киршвинк из Калифорнийского технологического института. Джо – один из многих геологов, изучавших палеомагнетизм древних пород (которую благожелатели называют “палеомагниткой”, а скептики – “палеомагией”). За время своей научной карьеры Джо выдвинул множество занятных гипотез. Одни довольно простые, вроде навигации по магнитному полю Земли у почтовых голубей. Другие странноватые, например та, что ось вращения планеты бродит по земному шару, как потерявшийся ребенок (так называемое истинное смещение полюса). А одна его идея выглядит попросту нелепой: гипотеза “Земли-снежка”. Но сейчас нам важна именно она. Представьте себе планету, на которой шапки полярного льда разрослись так, что достигли экватора[166]. Океаны при этом покрыл монолитный ледяной щит толщиной в несколько километров. На суше в то время было очень холодно (средняя температура составляла около -50 °C) и сухо. Морское дно было скрыто слоем льда, и донные организмы либо наслаждались уютом, как эскимос в своем иглу, либо погибали от голода.

Гипотезу “Земли-снежка” Киршвинка ждало бы забвение, если бы не два гарвардских ученых: Пол Хоффман и Дэниел Шраг. Они поспешили ей на помощь, собирая данные и рассказывая о каждом повороте. С помощью химии горных пород они выяснили, что в то время углеродный и климатический циклы отличались сильными перепадами. Хоффман и Шраг показали, что условия изменялись от подобия нынешнего климата Марса до климата Венеры: во время оледенений очень холодно и сухо (на десятки миллионов лет круговорот воды и углерода почти прекратился), а в межледниковье очень тепло и влажно. Условия на нашей планете, по-видимому, переменились от марсианских к венерианским всего за несколько тысячелетий. Картина действительно пугающая. Но верна ли она?

Черная магия

Для большинства населения нашей планеты гипотеза “Земли-снежка” стала едва ли чем-то большим, нежели “страшилкой”, своего рода геологическим триллером. И это было вполне справедливо, пока считалось, что гипотеза имеет слабое отношение к нашей жизни. Но в одной точке планеты эту гипотезу принимают более чем всерьез. Я говорю не о Гарварде, где проповедуют гипотезу “Земли-снежка”, и не о Вашингтоне, где собираются Свидетели глобального потепления, об Омане, которому вроде бы грозило иссякание запасов нефти.

Сырая нефть образовалась очень давно из остатков живых организмов, плававших в солнечные дни в море в толще воды. Но не во всяком море: условия на дне должны быть специфическими, поскольку нефть попала в породу, а не в утробу червей. За миллионы лет проседания дна (и с ним осадочных отложений) органическое вещество ушло вглубь и теперь находится в пластах, залегающих в идеальном случае на глубине 5–10 км. Здесь жар земной мантии превратил его в черный “бульон”. Поиски “бульона” напоминают охоту на черную кошку в темной комнате или на неприятельскую субмарину в океане. Нефть, этого пришельца из глубин, нужно еще обнаружить с помощью сейсморазведки. Проследить путь нефти до ее источника – очень непростая задача. “Разбудить” ее даже труднее, чем поднять студентов из постели к первой паре. И поднять черный “бульон” на поверхность ничуть не легче. Все это требует навыков “черной геологической магии”.

В нефтяных компаниях “черную магию” практикуют мужчины и женщины, поднаторевшие в поиске укрытий, где скрывается нефть. Бурение ежедневно обходится в миллионы долларов, и сухая скважина вызывает не только разочарование. Это потенциальный шаг к краху. Поэтому разыскивающие нефть “ищейки”, подобно биржевым маклерам, постоянно находятся в нервном возбуждении, унять которое можно попытаться лишь при помощи частых отпусков и далеких путешествий.

В соседней Саудовской Аравии риск истощения нефтяных месторождений все еще невысок. Примерно то же можно сказать об иранских полях. А вот в Омане из-за жесткого каприза истории добраться до сокровищ гораздо труднее. Своим успехом саудовцы обязаны главным образом нефти, образовавшейся в мезозое, в эпоху динозавров, когда массовое цветение водорослей достигло пика. Затруднение же для Омана отчасти представляет то, что породы этого возраста здесь сложились, сформировав горные цепи на побережье Персидского залива. Да, горы Джебель-Ахдар с их величавыми пиками и пальмовыми рощами весьма живописны, однако нужные для образования нефти породы залегают здесь слишком близко к поверхности, и отсутствие должного термического воздействия и давления сделало их бесполезными. Южнее, однако, начинается пустыня Руб-эль-Хали: мрачные каньоны, горы и пески до самого горизонта. Здесь едва ли заметишь намек на нефть. Но к середине 1990-х гг. нефтяники собрали достаточно данных для того, чтобы составить ловкий план.

Оманская нефтяная компания[167] предположила, что нефть – миллионы баррелей – может залегать здесь в необычайно старых слоях: примерно от уровня времени “Земли-снежка” и до кембрийского взрыва. И поэтому оманцам понадобилась секретная карта, демонстрирующая, какой была планета в то время. Геологическая карта. Заручившись помощью знатока, оманцы смогли бы гораздо быстрее найти богатое месторождение. Вот так я, проглотив наживку, согласился им помочь.

Меловые облачка

Вскоре после приезда в Маскат меня и моего оксфордского коллегу Филипа Аллена повезли в нефтяную компанию, здание которой стоит на берегу искрящегося Аравийского моря. Белые стены кернохранилища украшены ярко-красными цветками бугенвиллии. Внутри прохладного здания нам открылся восхитительный вид. Кернохранилище можно уподобить святилищу храма геологии. Здесь хранятся главы и страницы геологической библии: многие километры кернов в ящиках, аккуратно составленных в колонны высотой до 15 м.

В кернохранилище мы впервые увидели древнейшие вероятные следы скелетной фауны. Эти странные структуры были извлечены из скважин далеко на юге, где они залегали на уровне интересующей нас древней нефти, то есть чуть ранее начала кембрия (ок. 542 млн лет). Тут и там на пятнистых мраморных цилиндрах, составлявших колонну, попадались участки с раковинами в виде трубочек по меньшей мере двух типов. Первые – довольно небрежные, в виде стопки воротников, – южноафриканский геолог Герард Гермс назвал клаудиной (Cloudina) в честь американского коллеги Престона Клауда[168]. Мы не знаем, кто жил в этих трубках. Большинство палеонтологов предпочитает думать, что это было червеобразное животное вроде современных сидячих многощетинковых червей сабеллид, хотя это могло быть и существо, подобное простейшему или кораллу. Как бы то ни было, это первая из известных карбонатных раковин. Второе ископаемое – намакалатус (Namacalathus) – выглядит как болт с гайкой[169]. У полой “гайки” имеется до шести граней, каждая с закругленным отверстием (рис. 19). Даже если сравнивать этот объект с губками и кораллами, у него мало общего с характерными для начала кембрия ископаемыми.

Рис. 19. Меловые облачка. Скелетная фауна эдиакарского периода из Омана и Намибии возрастом 549–542 млн лет. Здесь показана моя реконструкция клаудины (в центре) и намакалатуса (справа и слева). Обычная длина этих окаменелостей – 10–40 мм. Вероятно, клаудина (Cloudina) была червеподобным организмом. Намакалатус (Namacalathus) в целом устроен сложнее. Он мог иметь сверху “корзинку” (изображение слева) или снизу – прикрепляющуюся часть (изображение справа; эта реконструкция в большей степени гипотетическая).

Не исключено поэтому, что намакалатус напоминал чарнию, а “гайка” служила основанием слоевища, которое не сохранилось в ископаемом виде (рис. 19). В этом случае облик отчасти объясняется случайным обызествлением мягкотелого эдиакарского организма на морском дне: это похоже на образование в чайнике накипи или известкового туфа – на клочке моха или банке из-под газировки под воздействием воды с высоким содержанием оксида кальция.

Пальмовая долина

Вскоре после визита в кернохранилище мы отправились в горы Джебель-Ахдар с проводником Салимом Аль-Маскери. Салим встретил нас в аэропорту в тюрбане, рубашке дишдаша и с кинжалом с серебряной отделкой, но благоразумно прихватил для похода в горы ботинки и джинсы. Из центра Маската до гор было рукой подать – около двух часов езды (большая часть пути почти самоубийственная). В то время нефтяные компании в Омане ежегодно теряли до семи человек, в основном из-за ДТП, и правила безопасности были жесткими.

Для нас, озадаченных плотностью и скоростью дорожного движения, поездка в горы оказалась бодрящей. Джебель-Ахдар как будто создан для рекламы “паркетного джипа”, например в глянцевом журнале для авиапассажиров. Каменистая дорога, отходящая от шоссе, вьется по глубоким ущельям с большими валунами, или по дну долины, или по извилистым “дорогам смерти”, вырубленным прямо в горе. Временами мы проезжали маленькие оазисы, где крестьяне пасут коз и выращивают финики и инжир. Наконец мы приехали в Вади-Бани-Харус. Горячий двигатель “Тойоты” умолк, и по дороге сзади машины поплыло облачко пыли. Сердитый рокот вдруг сменился нежным звоном козьих колокольчиков.

Судя по карте, породы в этом ущелье относятся к старейшим во всем районе Джебель-Ахдар. Мы быстро вскарабкались по ржаво-коричневым камням, уже нагретым утренним солнцем, и очень скоро увидели огромную кучу гальки. Здесь, в этом необычном месте, я испытал сильнейшее чувство дежавю. Я припомнил загадочный шотландский валунник. Но оманский валунник кое-чем отличался. Он таил козырную комбинацию.

Тем вечером у костра, сложенного из пахнущих смолой поленьев, мы до поздней ночи беседовали под удивительным звездным небом о датировании горных пород. Этот вопрос был и остается важнейшим для искателей нефти. Поэтому в следующие несколько недель мы очень внимательно осматривали горы и долины Джебель-Ахдар, пытаясь найти породы, которые можно надежно датировать. Местность, в которой мы находились, напоминала египетскую Долину царей, да и наша задача была сходной с задачей Говарда Картера, искавшего гробницу Тутанхамона. В 1922 г. Картер знал, что в Долине царей еще не найден некий фараон, имя которого вымарано из царских списков. Кроме того, он знал, что Тутанхамон существовал, поскольку в Долине царей находили предметы с его именем (нечто вроде нынешних сувенирных кружек). В царских списках была указана продолжительность правления всех других фараонов, и Картеру стало понятно, что Тутанхамон правил около 1,3 тыс. лет назад. Но у ученых, изучающих “затерянный мир Дарвина”, нет ничего напоминающего царские списки (то есть легко прочитываемой эволюционной последовательности ископаемых). Неизвестно, сколько правили Снежная королева и Эдиакарский король. Чтобы составить такую последовательность, мы надеялись найти породы с окаменелостями. Или породы с маркерами слоев, которые можно приурочить к другим окаменелостям. Или (а это наилучший вариант) породы с вулканическими отложениями.

У геологов особое отношение к вулканическим отложениям. В составе твердых вулканических выбросов встречается минерал циркон с “радиоактивными часами” внутри, которые, подобно кухонному таймеру, “обнуляются” в начале всякого мощного извержения. Циркон – твердый кристалл, с удивительной точностью “запоминающий” время. Лед времен “Земли-снежка” и потоп кембрия – вот что мы искали. Мы старались отыскать слои с вулканическим пеплом, в которых могут найтись цирконы. И через неделю мы решили, что сорвали джекпот.

Впадина Губра – это котловина в центре Джебель-Ахдар, выглядящая как огромный римский амфитеатр. Эрозия за миллионы лет изменила ландшафт так, что рыхлые, старые породы окружает кольцо твердых, более молодых пород (главным образом мезозойских). На древние породы мы и приехали взглянуть. В центре пыльной впадины мы увидели холм, поднимающийся из мощного слоя аллювиальных отложений: также валунник ледникового происхождения. Но данный случай отличался от прочих. В валуннике присутствовал и толстый слой вулканического пепла. Вулканические отложения, как известно, означают возможность датировки. Поэтому нам очень быстро пришлось проанализировать их, сфотографировать, взять пробы и отправить их для датирования цирконов. Через несколько месяцев Боб Такер из Мичиганского университета прислал нам результаты. Возраст пепла из Губра оказался примерно 716 млн лет: гораздо больше, чем мы предполагали. Датировка оказалась верна и показала, когда именно могло начаться образование мирового царства снега и льда.

Конечно, одна-единственная датировка мало что значит. Но, располагая новыми данными из Омана и т. д., ученые составили перечень важных событий, подобный приведенному ниже. Он напоминает египетские царские списки, в которых наверху помещаются старейшие события.

Этот список важен в нескольких отношениях. Например, для Оманской нефтяной компании он означает, что хронологию нефтеносных пород можно прогнозировать при помощи компьютеров. Для нас же и для поиска дарвиновского “затерянного мира” он значит еще больше. Датирование может определить, что предшествовало кембрийскому взрыву, и указать контекст. Особенно интересно, что эти датировки показали по меньшей мере четыре (а не один или два, как прежде считалось) ледниковых периода в большой временной отрезок.

Ущелье Вади-Сатан и ледяной саркофаг

Один из вопросов, занимающих геологов, таков: далеко ли распространялся морской лед в периоды оледенения “Земли-снежка”? Если лед покрывал планету от полюса до полюса, то влияние этого обстоятельства на биосферу было поистине катастрофическим.

“Свидетели «Земли-снежка»” склонны считать, что во время оледенения километровые слои морского льда образовали своего рода крышку, накрывавшую океаны. Из-за того, что солнечного света и тепла не стало, роскошь фотосинтеза осталась доступной очень немногим микроорганизмам, впавшим во льду в анабиоз. Положение донных организмов оказалось еще отчаяннее: они вовсе лишились притока кислорода. Вероятно, кров и пищу предоставили им в том числе гидротермальные источники, расположенные у срединно-океанических хребтов (точно там, где теперь процветают экосистемы “черных курильщиков”). Несмотря на это, долгий период оледенения был похож на погребение заживо. Лишь невеселые “готы” были способны выжить в этом саркофаге.

Ущелье Вади-Сатан (Дьявольская долина) в Джебель-Ахдар, как и следует из ее названия, – мрачная долина, окруженная высокими и очень мрачными горами. В пасмурный день она немного напоминает декорации “Страшного суда” Брейгеля. По крутейшему северному склону в ущелье спускается высохший водопад. Здесь горный поток прорезал нагромождение слоев породы, которое мы решили назвать мариноанским валунником. В узком ущелье мы смогли почувствовать, каково это – быть погребенным заживо.

Мы с Филипом полезли по водопаду вслед за аспирантом Джоном Лезером. Осматривая один за другим слои, мы, конечно, задержались на перемешанных слоях галечника, принесенных айсбергами, ронявшими на морское дно доставленные издалека окатыши. Местами цвет породы изменяется из-за древних песчаных слоев с рябью, оставленной волнами на открытой воде. Очевидно, здесь морской лед не представлял собой сплошной покров. Он время от времени раскалывался, оставляя участки с открытой водой, которые сохранялись тысячи или даже миллионы лет. Следы воздействия свободной ото льда воды нашлись выше по разрезу холма в Вади-Сатан. Выяснилось, что ледяной панцирь появлялся и исчезал не менее семи раз.

Зная все это, мы, похоже, можем вздохнуть с облегчением. Джонатан Лезер помог заколотить серебряный гвоздь в крышку гроба “Земли-снежка”. Картина заживо похороненных древнейших форм жизни теперь кажется неубедительной. Вади-Сатан продемонстрировало нам, что поверхность моря нередко была похожей на современный океан с ледяным покровом (например, на нынешний Северо-Западный проход: ледниковые щиты, айсберги, вода и ледяное сало). Вырисовывается следующая картина: да, мир снега и льда, но уже не сплошной ледяной панцирь, а ледяное крошево.

И тогда мы заметили нечто странное в лежащей у водопада открытой геологической “книге”. Конечно, всякий раз, когда морской лед таял, слой перемешанного галечника сменялся рифленым слоем песка. Но это еще не все. Дно оказывалось покрыто доломитом: коричневатыми отложениями, содержащими известняк (доломитами). Проследив вверх по скале доломитовые слои, мы узнали, чем кончилось владычество Снежной королевы. Последние слои ледникового периода (гальки из сланца) внезапно сменил толстый, метров в десять, доломитовый отвал. Повсюду в Омане мы находили доломиты, покрывающие последний из слоев галечника.

Послеледниковая “отрыжка”

А что можно сказать о межледниковых эпохах? Что происходило после? У доломитов, залегающих выше слоев эпохи оледенений (так называемых венчающих карбонатов), собственная странная история. Каждое крупное оледенение во время “Земли-снежка”, как мы вскоре выяснили, во многих уголках мира отмечено венчающими карбонатами. Впоследствии мы проследили такие слои в Канаде, Шотландии, в Намибии, в Индии, в Китае и в Австралии.

Эти опорные слои настолько отчетливы и широко распространены, что один из них (несколько сантиметров выше уровня мариноанского оледенения) принят для определения в глобальном масштабе уровня эдиакарского периода (рис. 20)[170]. Вероятно, это самый мощный маркер горизонта, прослеживаемый везде на планете. К нему близок лишь знаменитый метеоритный слой конца мелового периода, однако его толщина обычно не превышает нескольких сантиметров. Мощность доломитов, подобных этому слою, может достигать сотен метров. Немного странными их делают химические сигналы в венчающих карбонатах: соотношение изотопов углерода в них таково, что напоминает колоссальную отрыжку. Чтобы объяснить это, следует обратить внимание на изотопы углерода в составе “отрыжки”.

Рис. 20. “Золотой гвоздь”, отмечающий уровень новой (получила название эдиакарской) системы в горах Флиндерс (штат Южная Австралия). Отметка расположена на несколько сантиметров ниже карбонатного слоя и чуть выше мариноанских ледниковых отложений (время “Земли-снежка”). Таким образом, он указывает на эпизод быстрого, по-видимому, таяния ледниковых шапок, занимавших почти всю планету. Отверстия в породе остались после отбора проб для подтверждения той гипотезы, что эти ледниковые отложения образовались в районе экватора около 630 млн лет назад. Снимок Джона Антклиффа.

Всем известно, что основу жизни на Земле составляет углерод. Многие слышали и о радиоуглеродном анализе. Напомню, углерод-14 – это радиоактивный изотоп углерода. Распадаясь с определенной скоростью, он образует азот-14, и этим пользуются археологи, желающие определить возраст старых костей. Масса стабильного углерода-12 меньше массы углерода-14. Существует и еще один стабильный изотоп с массой 13. Рассмотрим его подробнее.

Пожалуйста, глубоко вздохните. В воздухе, который вы только что выдохнули, содержание углерода-12 выше, чем в воздухе, который вы вдохнули. Мы можем быть вполне уверены, что он насыщен легким изотопом в соотношении около 28 единиц на 1000. Причина этого отчасти кроется в съеденном вами обеде: углерод на вашей тарелке либо растительного происхождения, либо из тела животных, которые питались растениями. Либо (если вы высший хищник – например, хорошо образованный вампир) он происходит из тела животных, которые поедали животных, которые, в свою очередь, питались растениями. Как бы то ни было, именно зеленые растения приводят к этому разделению углерода. Они предпочитают углерод-12, поскольку сравнительно меньшая масса позволяет ему гораздо проще, чем углероду-13, сохраняться в биологических системах. Как говорится, жизнь ленива. И признак этой лени мы видим в угле, нефти и большей доле других пород. Соотношение изотопов углерода в выхлопных газах вашего автомобиля также ближе к углероду-12.

А теперь представьте, что вы понюхали пробу газа, выброшенного близлежащим вулканом. Содержание углерода-13 в этом газе гораздо выше, чем в выдыхаемом вами воздухе, поскольку остатки органической жизни (нефть, каменный уголь и мел) редко достигают магматического очага, расположенного на многокилометровой глубине. Углерод (легкий изотоп) в вулканических газах насыщен довольно слабо: около 5 единиц на 1000.

Пол Хоффман и его коллеги из Гарварда установили, что изотопы углерода в венчающих карбонатах образованы из подобия отрыжки. Возможно, они происходят из углеродсодержащих газов, бывших закупоренными в донных отложениях и в воде подо льдом. Когда освобожденные газы устремились к поверхности, они столкнулись с относительно теплыми приповерхностными слоями воды, и океан обогатился белым карбонатом кальция, который, осев, образовал слои венчающих карбонатов.

Флатуленция – выпускание газов – может привести к конфузу, однако врачи по-прежнему считают ее полезной для пищеварения. Хороша она и для планеты в целом. После ледникового периода океаническая “диспепсия” сменяется старой доброй “флатуленцией”. Но у этого есть и побочные эффекты, например глобальное потепление. Так, в наше время значительная часть объема метана в атмосфере происходит из кишечников скота. Аналогично, глобальные приступы флатуленции (отмеченные венчающими карбонатами), как считается, обусловили радикальный поворот от мира-морозильника к тепличному миру (возможно, всего за несколько тысяч лет). Стремительный переход от климата, подобного марсианскому, к венерианскому климату – это, пожалуй, слишком. Однако это, вероятно, одна из самых жутких в истории Земли эпох перемен. Похоже, владычество Снежной королевы подходит к концу, когда удерживаемые метан и углекислый газ, отчасти из вулканических выбросов, наконец устремляются сквозь лед.

Креозотный эффект

О том, что еще происходило в межледниковье, известно мало. Ископаемые, относящиеся к интергляциалам, удивительно скудны. Изотопы углерода этого времени, однако, рассказывают нечто очень интересное. Они показывают нам, что океаны, пытаясь избавиться от колоссальной “отрыжки”, перестарались. Были достигнуты некоторые максимальные за всю историю планеты значения. Можно предположить, что имел место своего рода “креозотный эффект”[171]. Вероятно, когда возобновился круговорот воды (появились реки и стали разрушаться горы), в моря попало невероятно много питательных веществ. Придонные слои океана, переполненные (так, что стало не хватать кислорода) невостребованной и разлагающейся пищей, стали похожи на выгребную яму. В отсутствие зоопланктона и других “золотарей” на дне в некоторых районах скопилось несколько десятков метров отходов.

По-видимому, именно так зловонные нижние слои, вобравшие огромный объем углерода, оказались погребенными почти навсегда в иле. Эта пустая трата ресурсов, конечно, способствовала образованию в горных породах нефти, но в то же время вела к жестокому реваншу: возвращению на престол Снежной королевы. Дело в том, что углекислый газ – это один из основных парниковых газов, и его откладывание в выгребную яму геологической летописи снова могло привести (по крайней мере, теоретически) к охлаждению атмосферы – возможно, до чрезвычайно низкой температуры.

А теперь изобразим “царский список” как последовательность геологических слоев: с новейшими событиями наверху.

Как видим, правление эдиакарской биоты длилось около 40 млн лет. Ему предшествовала долгая “смута”: криогений, когда Землю бросало из одной крайности в другую. Вышеперечисленные перемены сопровождались не менее разнообразными кошмарами.

Способен ли лед породить жизнь?

И теперь мы пришли к очень серьезной и трудной проблеме. Помогли ли периоды сплошного (“Земля-снежок”) или частичного оледенения эдиакарскому и кембрийскому эволюционным взрывам? В объяснении нуждается странное совпадение: вскоре после того, как подошло к концу (ок. 580 млн назад) самое суровое в истории планеты оледенение, на Ньюфаундленде (ок. 575 млн лет) отмечено появление первых крупных остатков живых организмов. Как вы, вероятно, заметили, это вариант “уловки Дейли”: масштабные эволюционные перемены обусловлены масштабным изменением окружающей среды (в данном случае климата, а также химии океана).

Это затруднение (а также спор по поводу “уловки Дейли”) отражает вечное стремление человека искать удовлетворительные связи причины со следствием. Мы всегда ищем простых объяснений. Почему по пути на работу вы угодили в пробку? Почему ваша мама простудилась? А почему отца не повысили по службе? Каждый из этих примеров связан со сложной системой, и причинно-следственные связи здесь непредсказуемы. И это, похоже, нас тревожит. Человеку свойственна эта дурная привычка: искать простые объяснения там, где их вовсе может не быть. В ежедневных газетах мы находим множество примеров. Кто виноват в падении курса доллара? Почему “Манчестер юнайтед” лишился кубка? Даже та из геологических дисциплин, которой занимаюсь я, не свободна от подобной сенсационности.

И ни в чем это не проявляется нагляднее, чем в изучении изменения климата и глобального потепления. Логика в этой отрасли, как правило, такова. Углекислый газ в прошлом имел непосредственное отношение к глобальному потеплению. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается, а температура на планете растет. Это означает, что углекислый газ обусловливает глобальное потепление. А значит, он и есть причина наблюдаемого теперь потепления. Следовательно, если мы намерены замедлить глобальное потепление, то содержание углекислого газа в атмосфере должно быть уменьшено!

Возможно, все именно так и обстоит, и меня, как и любого другого, заботит этот вопрос. Но в данной цепи рассуждений возможна ошибка. Нам неизменно необходимо выяснять, причиной или следствием глобального потепления является увеличение содержания углекислого газа в атмосфере. Если верно последнее, то логика рассыплется. И еще: много кто считает, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и увеличение температуры на планете описываются линейными математическими моделями. Но есть причина думать, что они скорее непредсказуемы, как хаотическая система[172]. Если так, то неизвестны и плоды корректирующих мер. А значит, распыление над океаном железа, полученного от утилизации старых автомобилей (чтобы усилить поглощение углекислого газа планктоном) – ход по меньшей мере сомнительный, а может быть, даже опасный.

Вернемся к ранней эволюции животных. Как выглядит “уловка Дейли” применительно к “Земле-снежку”? Как мы видели, доводы вполне можно изобразить в виде песочных часов:

Как полагают, это эволюционное “бутылочное горлышко” описывает и то, как дарвиновские вьюрки и галапагосские черепахи образуют на островах новые виды. Это эффект основателя. Считается, что именно так появляются многие виды, расы и сорта (даже сейчас).

Оледенения “Земли-снежка” (от полюсов до самого экватора) сильно уменьшили пригодные для жизни площади. Поэтому жизнь сосредоточилась главным образом глубоко подо льдом или у гидротермальных источников, энергия которых сумела заменить солнечную энергию, получаемую при помощи фотосинтеза.

Но есть одна загвоздка. Как и в случаях углекислого газа, метана и изменения климата, мы можем ошибиться при выявлении причины и следствия. Радикальное изменение климата, как считается, вызвало, кроме прочего, и появление наших предков-животных. Однако логика эта сомнительна. Наши предки с той же вероятностью могли явиться причиной радикального изменения климата “Земли-снежка”. И есть основания полагать, что именно это и произошло.

Прокариотические клетки, например клетки бактерий, очень малы (как правило, не больше микрона – около 1/1000 мм). Эукариотические клетки гораздо крупнее (достигают сотен микрон), поскольку у них много чего внутри: ядро, митохондрии, прочие удобные штуки. Так как эукариотические клетки крупнее прокариотических, площадь их поверхности относительно объема меньше[173].

А теперь – самое интересное. Обладающие меньшей площадью поверхности эукариотические клетки, похоже, разлагаются медленнее, чем мелкие бактериальные[174]. Вероятно, эукариотическим клеткам проще сохраниться в геологической летописи в виде углеводородов, например нефти и газа[175]. И, видимо, чем больше органики оказывалось в рыхлых отложениях на океаническом дне, тем сильнее становилось поглощение из атмосферы углекислого газа.

Таким образом, одно из вероятных последствий возникновения многоклеточности могло обусловить охлаждение поверхности планеты: не так уж плохо, если солнце с каждым днем припекало все сильнее.

Появление колоний эукариотических клеток также имело определенные последствия. Такие колонии, вероятно, успешнее одноклеточных сопротивляются, например, выеданию. В колониях многоклеточные организмы способны добиться дифференциации для приобретения таких приспособлений, как гаметы и структуры для прикрепления к грунту. Мы видим, что колонии многоклеточных, как правило, крупнее большинства одноклеточных организмов. У них меньшая относительная площадь поверхности тела, они разлагаются медленнее (при прочих равных условиях) и легче сохраняются в донных отложениях в виде углеродных пород. Снова мы наблюдаем обратную связь: возникновение эукариотических клеток могло способствовать более интенсивному связыванию атмосферного углерода и обусловить дальнейшее охлаждение планеты.

Таким образом, условия, которые в мире малых клеток могли привести к слабому охлаждению атмосферы, в мире, населенном крупными клетками, были способны вызвать оледенение, затронувшее даже экватор. Эволюция биосферы могла явиться причиной (через положительную обратную связь) оледенения во время “Земли-снежка”[176].

Но есть ли данные о существовании до этого времени крупных клеток или еще более крупных многоклеточных колоний? За ними придется наведаться в еще более древние горы.

Глава 8

Сквозь тусклое стекло

Пирамида Квинега

Из-за растущего ощущения дежавю я почувствовал, что просто обязан остановить машину. Дело было на северо-западе Шотландии. Я ехал со своими учениками из деревни Дернесс к озеру Лох-Ассинт. Здесь, на горном перевале, песчаник (прибрежные отложения мощностью около 200 м) – от темно-желтого до нежно-розового – усеян следами в виде трубочек, вроде флейты Пана. Но меня заинтересовали не трубки, а вид на горы и болота, открывающийся с дороги из Кайлску в Инхнадамф.

На этом самом холме более тридцати лет назад помещался учебный лагерь, и я обучал студентов (впервые в своей жизни) составлению геологических карт. Мне, молодому университетскому преподавателю, указали на эти места как на вероятный ключ к головоломке Дарвина. А ключом была гора Квинег, возвышающаяся во всем своем великолепии справа от дороги. Эта гора выглядит рядом с Лох-Ассинтом почти так же, как пирамида Хеопса у западного берега Нила (рис. 21). Правда, конус Квинег почти в 10 тыс. раз больше и в 250 тыс. раз старше.

Чарльз Лайель, похоже, также был в восторге от этой горы: “Осенью 1869 г. у меня появилась возможность осмотреть отличный разрез [рис. 82 в его книге], поднявшись за несколько часов от берега Лох-Ассинт до вершины горы высотой 2 673 фута [850 м], называемой Квинег”[177]. Лайель был осторожен. И он имел дело далеко не с одной тайной. Когда он поднялся на Квинег и окинул взглядом горизонт, его, конечно, смутила загадка “затерянного мира”. Но открывшийся вид поставил перед ним (а позднее и передо мной) еще три загадки – из крупнейших за всю историю Земли. Если бы у Лайеля с собой была записная книжка, он лизнул бы кончик химического карандаша и составил примерно такой список.

Рис. 21. Геологический разрез местности в 16 км вокруг Ассинта и озера Лох-Торридон (по рисунку, опубликованному Ч. Лайелем). Привожу здесь его легенду с изменениями. 1) Кристаллические льюисские породы (гнейсы и сланцы) возрастом, как теперь известно, 3–1 млрд лет. 2) Слоистые красные торридонские песчаники (отложения, образовавшиеся на месте древних рек и озер) возрастом 1300–800 млн лет. 3) Раннекембрийские слои серых кварцитовых известняков со следами в глауконите, фукоидные отложения и песчаник с солтереллой (Salterella), некоторые возрастом 540–500 млн лет. 3) Выход этих пород на вершине Квинега. 4) Зона основного разлома, называемого Мойнским надвигом (ок. 400 млн лет). Он залегает главным образом внутри и над кембрийскими дернесскими известняками. 5) Древние мойнские гнейсы (ок. 1000–700 млн лет) здесь вытолкнуты из земной коры и надвинуты на вершину более молодого слоя кембрийских пород.

Обдумать:

1. Гора, стоящая на голове.

2. Исчезнувший океан.

3. Порода, поглотившая время.

Чтобы понимать местность вокруг Квинега, нужно справиться с этими загадками. Когда мы разгадаем их и усвоим урок, будет проще увидеть суть и довести наши поиски до конца.

Гора, стоящая на голове

В 1975 г. дорога к парому в Кайлску была гораздо спокойнее: однополосная, с площадками для обгона. В те дни поселок напоминал Гренландию: несколько домов без газа и электричества. Пыхтение генератора указывало, когда пора приниматься за завтрак, состоящий из чая и овсяной каши, щедро сдобренной свежим маслом. Подкрепившись, я ехал сквозь снегопад к гостинице в Инхнадамфе, чтобы вести студентов по горам.

Из дверей гостиницы был виден Хайленд, Северо-Шотландское нагорье. Высокогорье возвышается над низинами, как каменная стенка над дорогой. “Дорога” – Лоуленд – “замощена” кембрийскими отложениями с окаменелостями. А “стенка” сложена из плотных старых кристаллических пород – мойнских гнейсов.

Серия Мойн – загадка для геологов и, по правде, очень большая. В 1859 г., когда работал Дарвин, считалось общепризнанным, что эти кристаллические породы образовались при сильном нагревании и сжатии при высоком давлении. Однако как вышло, что теперь они залегают выше пород, не настолько сильно разогретых и деформированных, пород, которые содержат хорошо сохранившихся трилобитов?[178] (Это примерно как найти слой мороженого под куском горячего пирога.) В 1858 г. к разгадке близко подошел Джеймс Никол из Абердинского университета. Но лишь в 1907 г. появилось убедительное объяснение, и произошло это благодаря уму и геологическим молоткам Бенджамина Пича и Джона Горна. Этот бодрый дуэт подготовил ряд работ, а кульминацией явились увесистые “Геологические записки” о северо-западе Хайленда[179].

Правила, изложенные Пичем и Горном в “Геологических записках”, просты. Сначала следует нанести местность на карту во всех подробностях и масштабах. Затем, используя новейшие методы и оборудование, собрать и изучить породы и окаменелости. И, наконец, проверить свои гипотезы при помощи геометрии и химии. Следуя этому плану, Пич и Горн показали, что породы серии Мойн не являются ни кварцевыми песчаниками (как думал в 1841 г. Хью Миллер), ни деформированными силурийскими породами (как считал в 1858 г. Мерчисон[180]): это гораздо более древние части коры, перемещенные на поверхность и образовавшие, кроме прочего, Северо-Шотландское нагорье. Мойнские гнейсы были выдавлены на запад, опрокинуты и даже перевернуты, как складки на смятой скатерти. Смятие сопровождалось массивными дислокациями (надвигами), так что породы серии Мойн легли на более молодые кембрийские отложения с трилобитами, которые можно увидеть в утесах Нокан близ Аллапула (рис. 21, около 4). Вот почему контакт кристаллических мойнских пород с нижележащими кембрийскими демонстрирует все признаки смятия и деформации.

Итак, важный урок: горные пояса могут стоять на голове, а также быть вывернутыми наизнанку. Здесь, от Инхнадамфа на севере и почти до Перта на юге, залегают породы, “поставленные с ног на голову” постоянным движением земной коры.

Исчезнувший океан

И вот мы снова стоим перед гостиницей в Инхнадамфе. На “стенке” ниже серии Мойн мы увидим каскад белых и серых пород. Они организованы наподобие гигантской лестницы (рис. 21, около 5). Как и породы серии Мойн, их можно проследить вдоль западной границы Шотландии, от острова Скай на юге до Дернесса на северном побережье. Но, в отличие от обедненных кислых мойнских грунтов, эти известняковые почвы покрыты густым ярко-зеленым ковром из кальцефильных растений. Вторая отгадка скрыта в поясе известняковых пород рядом с пещерой Сму-Кейв у Дернесса.

Пещера Сму-Кейв открывается к морю близко к тому месту, где береговая линия Шотландии отворачивается на западе от Гольфстрима и обращается к Северному полярному кругу. В 1989 г. близ этих мест штормовой ветер, который пронесся вдоль северного побережья, насыпая дюны, сбросил мою палатку (со стальным каркасом!) с утеса. В летние месяцы 1854–1857 гг. Чарльз Пич также занимался здесь картированием. После выколачивания породы он отправил Джону У. Солтеру в Лондон посылку с многообещающими окаменелостями из Сму-Кейв.

Окаменелости поразили Солтера. В посылке было много раковин необычных улиток и прямораковинных наутилоидов. Налицо были все признаки вымерших животных, известных пока лишь из отложений Канады и Соединенных Штатов. Солтер знал, что там в отдаленных районах отмечается аналогичная последовательность, в общих чертах такая: базальный кварцит с “трубками”; сланец с “фукоидными” норами червей; песчаники с солтереллой, а наверху – известняки с капустообразными строматолитами или окаменелыми раковинами[181].

Солтер нашел подсказку к серьезному ответу на действительно серьезный вопрос – на целое столетие раньше, чем его окончательно сформулировали: неизменны ли океаны? Как позднее выяснили Альфред Вегенер (автор теории дрейфа материков), а также Джон Тузо Вильсон и другие ученые в работах по тектонике плит, ответ однозначен: “Нет”. Океанические бассейны – это подвижные формы, редко существующие дольше полумиллиарда лет. Окаменелости Солтера вкупе с открытиями Бенджамина Пича и т. д. помогли бы показать, что шотландцы и канадцы не просто братские народы, что история взаимоотношений Шотландии и Канады гораздо старше: палеоокеан закрылся, породив Мойнский надвиг, а затем вновь открылся и сформировал современный Атлантический океан. И здесь налицо доказательство пропажи прежнего океана.

Порода, поглотившая время

Чтобы прочитать третью загадку, я ехал от Инхнадамфа к озеру Лох-Ассинт. Здесь великолепные декорации для путешествий во времени – от кембрийского взрыва и еще раньше, вплоть до некоторых из самых ранних форм жизни. Стоя на берегу, я разглядывал скалу, восстающую прямо из темных вод. Это место хранит шрамы гражданской войны. В 1650 г. Джеймс Грэм, маркиз Монтроз, проиграв битву при Карбисдейле, был заключен в замок Адврек, теперь разрушенный, и ожидал здесь казни.

Но меня интересовала не судьба Монтроза, а здешние окаменелости. Однажды на берегу озера, прямо под ногами, мой сын Алекс заметил в песчанике имбирного цвета окаменелость, на самом деле – даже несколько окаменелостей. Чтобы рассмотреть некоторые из них, было необходимо увеличительное стекло. Солтереллы (в честь описавшего их Джона У. Солтера) выглядели как сломанный кончик карандаша. Другие были крупнее: их испещряли бороздки и бугры, похожие на планолиты – извилистые следы древних червей.

Удивительнее же всего казался огромный “трилобит”, которого мы окрестили “монстром Монтроза”. Шотландские трилобиты кембрийского времени редко крупнее шмеля, а этот старый пройдоха был величиной с лохинверского омара, сантиметров двадцати в длину. Кроме того, у него не было такого панциря, как у трилобита. Зато он (по-видимому, отчаянно роясь в иле) оставил царапины, похожие на русофикус, виденный нами в “цирке червей” (гл. 4). “Трилобит” оставил не только отпечаток колючих конечностей, но и тайное сообщение о своем затруднительном положении. Увы, мы опоздали на полмиллиарда лет.

Песчаник с солтереллой оказалось достаточно легко проследить. Выветрившись до состояния имбирного хлеба, песчаник в этой болотистой местности породил череду топей и лощин. Под ним залегают породы с остатками старейших в Шотландии трилобитов. Здесь, у озерного берега, Пич и Горн нашли в 1891 г. оленеллуса (Olenellus) – “племянника” фаллотасписа.

Еще дальше на запад и еще глубже залегает порода со следами-трубочками в глауконите из “цирка червей” (рис. 21). В 1869 г. Чарльз Лайель восторгался ею: “Хотя эта порода сложена теперь из монолитного кварца, ясно, что первоначально она сформировалась из тонкого песка, перфорированного многочисленными пескожилами или аннелидами. Они оставили ходы в форме трубчатых полостей… сотни и даже тысячи которых я увидел, поднявшись на гору”[182]. Но, пройдя в том же направлении чуть дальше, мы обнаруживаем, что ландшафт заметно изменяется: залегающие ниже торридонские песчаники гораздо грубее и краснее, чем те, что выше и младше, да и местность кажется менее заболоченной.

Геологи в поисках следов древнейшей жизни десятки раз осматривали этот участок склона Квинега. Господа Маккаллоу, Седжвик, Мерчисон, Никол и Лайель бродили с блокнотами по пустошам, несомненно, хмурясь и почесывая затылки. Вначале считалось, что ярко-белая порода со следами в виде трубочек переходит в шоколадно-красные торридонские песчаники без заметного разрыва. Но, как обнаружил Джеймс Никол, здесь крылась серьезная ошибка. Разрыв между указанными породами (угловое несогласное напластование), на который указал Никол, имел смысл огромный и отчасти пугающий. Слои красных торридонских песчаников почти горизонтальны. А лежащая сверху глауконитовая порода наклонена примерно на пятнадцать градусов к востоку. Это несоответствие указывает на выпадение почти невообразимого промежутка. Время “утекло” в щель между нижними (красным торридонским песчаником) и верхними (со следами-трубочками) породами. Угловое несогласие запечатлело такой промежуток времени, что и наклон и высота поверхности успели преобразиться (рис. 21). Теперь известно, что возраст торридонских песчаников – около 1 млрд лет, а вышележащих песчаников со следами в виде трубочек – около 530 млн лет.

Еще ранее, в 1830-х гг., другой огромный разрыв западнее озера Лох-Ассинт нашел Джон Маккаллоу. Здесь торридонские песчаники также покрывают кристаллические подстилающие породы, которые прослеживаются на запад до острова Льюис (Гебридские острова). Льюисские породы сложены из крупных древних минералов со звучными именами: гиперстен и амфибол, ортоклаз и плагиоклаз, эпидот и мусковит. Эти породы теперь считаются одними из самых старых на Земле.

Разрыв между кристаллическим основанием Льюис (3–1 млрд лет) и вышележащим красным торридонским песчаником (ок. 1 млрд лет), а далее – между ним и кембрийской породой с “цирком червей” (пробел – ок. 500 млн лет) помог совершить переворот в умах. Потому что эти два пробела прямо указывали на огромный промежуток времени, о котором писал Дарвин – промежуток, необходимый для эволюции путем естественного отбора.

Хью Миллер, каменотес и геолог, явно плененный романтическими видами в окрестностях Квинега, писал в 1841 г.:

Ничто не впечатляет сильнее, нежели перемена ландшафта, перехода от суровости гнейсового района [Льюис] к плоским полям, разбухшим болотам и длинным прерывистым хребтам, сложенным из [торридонского] песчаника. Но в глубине региона, где [торридонский] песчаник встречается главным образом в виде отдельно стоящих холмов, он придает виду замечательные смелость и величие. Поднимаясь над гнейсовыми холмами, представляющими собой следы темного грохочущего моря, мы замечаем линию колоссальных пирамид высотой от двух до трех тысяч футов [ок. 600–900 м], которые, хотя и отстоят на несколько миль, своими размерами превращают более близкие высоты в простые выпуклости на изрезанной равнине. Их отвесность усиливает впечатление от их видимого размера. Они, почти лишенные растительности, заперты между почти горизонтальными слоями… Склоны некоторых из них, например остроконечного Силлвена, почти столь же крутые и правильные, как у египетских пирамид, но по высоте и объему горы многократно превосходят высочайшую египетскую пирамиду. Их цвет также создает иллюзию. Своим темно-красным оттенком, который в лучах заходящего солнца превращается в ярко-фиолетовый, они контрастируют с холодным серым тоном гнейсового участка под ними – так же, как выкрашенное в теплый тон здание контрастирует с дорогой или улицей. [Галька в составе гнейсов] почти вся окатана водой: она, как правило, кварцевая или полевошпатная, хотя значительная доля ее яшмовая… Мне не удалось обнаружить в гальке ничего органического[183].

Красные торридонские песчаники можно лучше всего рассмотреть в окрестностях самого озера Лох-Торридон[184]. До 1856 г. торридонские песчаники сравнивали с аналогичными песчаниками с восточного побережья, около Абердиншира и Кейтнесса, возрастом всего 370 млн лет и с большим содержанием ископаемых рыб. Но в торридонских песчаниках остатков рыб до сих пор не обнаружено. Хью Миллер провел в поисках целое лето и не преуспел. А если даже он не сумел найти обожаемые окаменелости, то, вероятно, никто не сможет. Это напоминает нам, что одна окаменелость стоит для науки больше, чем целый холм породы, ведь она может изменить взгляд на историю Земли.

Отсутствие окаменелостей в красных торридонских песчаниках вынудило Родерика Мерчисона принять неоднозначное решение. Вынужденный признать, что его растущая силурийская империя не может поглотить эти слои, Мерчисон выкинул серию Торридон без окаменелостей в “мусорную корзину” стратиграфии: в кембрийскую систему по Седжвику. К 1888 г. кембрийский период был разделен по окаменелостям: оленеллус, каллавия и т. д. Тем не менее в торридонских песчаниках до сих пор не обнаружено ни одной из этих маркирующих окаменелостей. В итоге Арчибальд Гейки еще раз прибрался в стратиграфии и сложил надоевшие красные слои в следующую “мусорную корзину”: в докембрий. К тому времени “мусорная корзина” докембрия начала потихоньку наполняться.

К первому решению

Чарльз Лайель, карабкаясь в 1869 г. на Квинег, прекрасно помнил о проблеме отсутствия окаменелостей ниже глауконитов со следами-трубочками. Хотя в других местах в породах широко понимаемой кембрийской системы обнаружилось несколько сгустков и борозд, ни один геолог не нашел следов жизни в древнейших породах. Понятно, почему загадка казалась Дарвину “необъяснимой”: “Он [критик] может спросить – где же остатки тех бесконечно многочисленных организмов, которые, должно быть, существовали задолго до того, как отложился первый слой силурийской системы? Я могу ответить на этот вопрос лишь предположительно”[185]. Некоторые коллеги Дарвина понимали это буквально. Так, для Седжвика и Мерчисона появление в глауконите следов червей и трилобитов могло бы послужить отметкой возникновения жизни. Но формулировка (ни один геолог не нашел следы жизни в древнейших породах), как и во всякой хорошей загадке, содержит отгадку.

Отгадка связана не со следами жизни. Чтобы найти “затерянный мир”, ученым еще предстояло расширить предел видимости, отделяющий сравнительно молодой мир – как правило, видимый невооруженным глазом – от более старого “затерянного мира”, который обнаружить труднее: ведь он был и остается микроскопическим. Чтобы преодолеть разрыв, геологам пришлось применить самое ошеломляющее свое оружие – шлифованное стекло.

Чтобы увидеть эволюцию линзы, нужно на время оставить горы и отправиться в Оксфорд. В восточном конце улицы Брод-стрит стоят три внушительных палладианских здания, которые студенты каждый день охотно игнорируют по пути на лекции. Первое здание – Олд-Кларендон – напоминает римский храм с лестницей и портиком. Это здание, где напечатали миллионы Библий. Здесь Уильям Бакленд с гордостью демонстрировал свои обширные коллекции: окаменелости слева, минералы справа. И именно здесь студенты Оксфорда когда-то клялись хранить Бодлианскую библиотеку от окисления, то есть от огня. Несколько восточнее находится Шелдонианский театр. Этот театр, похожий на знаменитый “Глобус” (но в меньшей степени вентилируемый), предусмотрительно накрыт крышей, чтобы уберечь преподавателей от простуды. По соседству с театром стоит старое здание Эшмоловского музея, в котором теперь Оксфордский музей истории науки. Приподнятое над уровнем улицы здание может казаться несколько отчужденным. Лестница ведет к портику, а за ним лежит обшитый дубовыми панелями зал, где все еще пахнет деревом и воском. Здесь некогда проходили университетские собрания для представителей естественных наук, а теперь хранится коллекция старейших научных приборов, в том числе некоторые из первых шлифованных линз.

Линза является типичным продуктом научного мира и, следовательно, восходящего (все в мире самоорганизуется “снизу вверх”) мышления. В этой системе малое, например протоны, электроны и бактериальные клетки, порождает большое, например циркуляцию вод в океане, геоиды и галактики. Но чтобы увидеть в отдалении большое, нужен телескоп, а чтобы рассмотреть малое – микроскоп.

Как ни странно, непосредственно за изобретением линзы грандиозных наблюдений не последовало. Увеличительные стекла изготавливались из кварца в самой чистой форме (горный хрусталь) уже в древности. Хрустальные линзы найдены в Египте в могилах строителей пирамид (ок. 2500 г. до н. э.)[186]. От римских авторов мы знаем, что Нерон (ок. 65 г.) наблюдал за зрелищами сквозь кристалл изумруда. Однако не совсем понятно, почему эти предметы не применялись для получения ответа на более важный вопрос: каков мир вблизи? Возможно (как предположил Дэвид Хокни), знание о линзах считалось тайным и скрывалось ото всех, потому что “знание – сила”[187]. Но вероятно и то, что линзы редко встречались или были низкого качества.

Лишь после 1500 г. линзы попали в руки людям смелым и любопытным, таким как Николай Коперник, Галилео Галилей и Антони ван Левенгук. Особое значение имело здесь изобретение шлифованных линз, приведшее к оптике, микроскопам, телескопам и, следовательно, к новым методам наблюдения. К 1650 г. стали доступны станки с ножным приводом, пригодные для шлифования линз и изготовления тубусов. К 1665 г. Роберт Гук смог воспользоваться сложным микроскопом для изучения современных и ископаемых клеток. (Сам термин “клетка” также предложил Гук.) Именно он понял, что современные и ископаемые материалы связаны процессом, который мы называем фоссилизацией. Гук первым экспериментировал с фоссилизацией раковин и дерева[188].

Я пришел в музей, чтобы взглянуть на микроскопы: среди них хранится тот, которым пользовался Роберт Гук. Прибор представляет собой короткий тубус из древесины вишневого дерева и кожи, прикрепленный к металлической подставке. Но при помощи этого устройства Гук и его коллеги вызвали грандиозный переворот в мышлении. Так, до изобретения этого способа обработки стекла “восходящее” научное мышление неизбежно ограничивалось стенами кабинета философа. А после изобретения шлифованной линзы, а затем (ок. 1760 г.) промышленных токарных станков, микроскопы перестали быть сокровищем, доступным немногим ученым с деньгами. Как только были усовершенствованы методы обработки стекла и машинной обработки, расцвело и начало изменять наш взгляд на мир “восходящее” мышление.

Срез жизни

Переворот ускорил Генри Клифтон Сорби, сын шеффилдского ножовщика, любителя минералов. С 1850-х гг. он влиял на наши представления о горных породах. С помощью абразивных кругов и притирочных плит Сорби показал, что и обычный камень из-под ног, будучи нарезанным, как пармская ветчина, и помещенным под поляризационный микроскоп, может показаться нам довольно живописным. С 1870-х гг. всякий мечтал о поляризационном микроскопе для вечерних развлечений. Для богатых в то время это было сродни цветному телевидению. Обнаружилось, что определенные породы, особенно вулканического происхождения, сияют психоделическими цветами. Не только это, но и оттенки, и то, как оттенки изменялись при повороте среза, оказались подсказкой к определению и минералов, и составляющих их элементов.

В 1870-х гг. стало можно узнать историю любой породы от ее рождения до захоронения. Увы, первое издание “Происхождения видов” увидело свет еще в 1859 г. Но новой возможностью воспользовались пророки “восходящего” мышления, например Томас Гексли.

Корабль “Глобигерина”

Томас Генри Гексли (Хаксли) не только одним из первых усвоил объяснительную силу дарвиновских идей. Он превозносил добродетели микроскопии перед жаждущим прогресса обществом. Как и Дарвин, Гексли совершил в 1846 г. плавание на корабле “Ретлснейк” в качестве натуралиста. Однако Гексли – в отличие от Дарвина (которому, видимо, удобнее думалось без качки и морской болезни) – занялся морской биологией.

В 1850-х гг. представления о глубоководной жизни напоминали нынешние представления о Марсе. Возникали вопросы об условиях обитаемости планеты и самой природе человека. Эдвард Форбс, первооткрыватель жизни в кембрии, высказался о безжизненности глубин[189]. Он считал современную жизнь в морских глубинах очень похожей на силур с его плеченогими и наутилоидами и думал, что глубже нескольких сотен метров жизнь в океане вообще отсутствует, как и в начале геологической летописи. А если так, размышлял Форбс, то не могло бы изучение глубоководных районов помочь раскрыть историю самой жизни?

Дарвин обратил внимание на идеи Форбса. В издании 1859 г. он предположил, что “дно будет чрезвычайно слабо заселено”[190]. В 1861 г. он резко изменил формулировку: “Дно будет слабо заселено, но не будет, как мы теперь знаем… вовсе лишено жизни”[191].

Шанс проверить – и опровергнуть – это громкое заявление появился в 1856 г. во время гонки по соединению Старого Света с Новым при помощи телеграфа. В Англии и Америке были изготовлены толстые кабели, а корабли уложили их по дну Атлантического океана. Но инженерам требовались данные о глубинах и характере рельефа дна, и это потребовало тщательных промеров океана – впервые в истории. Во время героического путешествия в 1856 г. лейтенант американского флота Берримен поднял со дна двенадцать проб и был поражен обнаружением бежево-серого осадка, названного глобигериновым илом (см. вкладку). С 1859 г. началось активное изучение дна глубоководной части моря. Каждый корабль делал промеры глубин на определенном маршруте, укладывал кабель, а затем, разумеется, чинил его. Всякий раз, когда кабель портился (а происходило это нередко), его поднимали на палубу, разбрызгивая глобигериновый ил.

Вернувшись на корабли или в лаборатории на берегах Атлантики, ученые – Х. Г. Эренберг и Дж. У. Бейли, Т. Г. Гексли и У. Б. Карпентер – изучили (как и я на “Фоне”) пробы донных отложений с помощью сложных микроскопов. И увидели мириады созданий, похожих на ягоды малины, воланы, дренажные и органные трубы, флюгельгорны и фанфары. Вскоре стало очевидно, что этот миниатюрный зверинец (порожденный одноклеточными диатомеями и фораминиферами) напоминает то, что можно получить, потерев зубной щеткой размоченный кусок мела. (Действительно, мел – например, знаменитые скалы Дувра – прежде использовали вместо зубной пасты.) В 1868 г. Гексли выступил с публичной лекцией “О куске мела”, а в 1873 г. еще с одной, показав, что предсказания Форбса неверны[192]. Глубоководье вовсе не было безжизненным.

“Челленджер”

Вдохновением, подвигшим Гексли на сочинение большей части его работ, ученый был обязан другой английской экспедиции. В 1872 г. 17-пушечный корвет “Челленджер” водоизмещением чуть более 2 тыс. т. отправился в трехлетнее плавание, под завязку нагруженный учеными, и каждый ученый был отягчен книгами и бородой. По мысли Карпентера, вдохновителя экспедиции, ее целью была проверка той гипотезы, что океан полон жизни – от дна до поверхности. Небритые профессионалы провели такую инвентаризацию биосферы, какой не случалось ни до, ни после. То был полет “Аполлона” викторианской эпохи. Весь следующий век микробы, поднятые из глубин “Челленджером” и его преемниками, “воспитывали” микроскопистов.

Мы во время плавания на “Фоне” решили перепроверить открытия экспедиции “Челленджера”. Мы держались примерно в двух милях восточнее Барбуды. Здесь вулканический цоколь острова круто спускается к атлантическому дну, образуя подобие склона для катания на санях. С этого небольшого расстояния еще видна танцующая линия прибоя, но под килем уже 1,6 км.

Наша лебедка на баке простояла без дела восемь месяцев. Масло пачкало красивую тиковую палубу, что раздражало капитана Лу Дэвидсона. Но вот пришла минута славы. Мы заправили дизель. Он ожил, и следующие несколько часов мы травили трос длиннее мили, соединенный с пробоотборником. Наконец настало время выбрать его и посмотреть, что нам попалось.

Тот момент, когда пробоотборник появляется на поверхности, по-настоящему волнующий для всего экипажа. Сначала испытываешь радость, как будто встречаешь друга, возвращающегося из долгого опасного похода. После ощущаешь тревогу: ведь пробоотборник может вернуться ни с чем. Но сильнее всего тебя мучит страх, что пробоотборник кого-нибудь покалечит. Это и случилось на “Фоне”, когда мы пересекали Атлантический океан у Азорских островов. Мы не только снялись с якоря[193], но и на ходу брали пробы со дна. К несчастью, в темноте красный флажок, которым прибор должен был объявить о своем прибытии, остался незамеченным, и тот ударился о кран-балку с такой силой, что зацепил трос, который снял скальп бедолаге матросу. К счастью, это не помешало отбору проб со склона острова. Густой серый ил быстро поместили под микроскоп. Теперь и мы увидели то, чему поражался Уильям Карпентер: миллионы микробов.

Один из этих организмов – глобигерина (Globigerina): простейшее, все еще обитающее в толще морской воды. Глобигерина, напоминающая миниатюрную (менее 0,5 мм в поперечнике) ягоду малины, оснащена десятью (или около того) маленькими камерами вокруг центральной оси, как срез спиральной горки. На каждом витке вокруг оси помещаются три шарообразные камеры, и экипаж всего этого “корабля” составляет одноклеточное простейшее фораминифера, как и большинство встреченных у Барбуды. Как теперь известно, триллионы глобигерин плавают в верхних слоях океана, вылавливая липкими “щупальцами”-псевдоподиями мелких ракообразных и другую органику.

Вначале считалось, что глобигерина и ее родичи жили на дне в глубоководных районах. Гексли с большим успехом отстаивал эту точку зрения в своих лекциях, пока Чарльз У. Томсон (один из величайших бородачей с “Челленджера”) не показал, что глобигерине, попадающейся в планктонную сетку, прекрасно живется и на поверхности океана. Кажется, эта маленькая раковина просто упала с поверхности моря на дно, как выброшенный презерватив. Сравнение не случайное. Поскольку все частицы мягкого тела фораминиферы принимают участие в размножении, оболочка опустошается и может падать на дно[194]. Генри Брейди и другие ученые очень скоро заметили, что глобигерина в этом отношении необычна. Многие фораминиферы (не считая планктонных глобигерин, поднятых “Челленджером”) жили на дне, пока не были вырваны из привычной среды.

Обнаружение фораминифер, изобилующих в глубине (вероятной колыбели древнейшей жизни), стало маленьким шагом к поиску фораминифер в древнейших породах. К сожалению, это завело Карпентера, а затем и Дарвина, в липкую, как “щупальца” гигантской фораминиферы, ловушку.

Тайна Батибия

Чтобы уяснить суть спора об эозооне, нужно разобраться в позициях Гексли и Карпентера. Конечно, оба они были эволюционистами. Но, похоже, ни один не был дарвинистом в современном смысле этого слова, то есть они не считали, что главная мысль Дарвина (эволюция путем естественного отбора целиком объясняет жизнь и биологию) так уж хороша. Действительно, большую часть второй половины XIX в. истинный “дарвинизм” почетом не пользовался.

Но это не означает, что не в моде была сама эволюция. Идея эволюции овладевала миром, сотрясала эксплуататорскую верхушку и облекала в новую форму мечты трудящихся и социума вообще. Вопрос заключался в следующем: была ли эволюция демократической и непредсказуемой, как подозревал Дарвин? Или эволюция была в целом предсказуемой, “запрограммированной”, и следовала чертежу? Это мнение высказал немецкий биолог Эрнст Геккель и позднее разделял Уильям Карпентер.

В 1870-х гг. было широко распространено мнение, что в ходе промера морских глубин на белый свет будут являться существа все более примитивные, например губки и фораминиферы. Эту логику иллюстрирует случай батибия. К 1868 г. некоторые донные пробы пылились в банках уже десять лет. Когда Гексли осмотрел одну из старых проб, его очаровала слизь, похожая на белок яйца, но с венами. Когда он впервые осмотрел пробу в 1857 г., слизи там не было. Гексли, предположив, что обнаружил следы жизни наиболее примитивной – еще без клеточной структуры, – окрестил слизь Bathybius haeckelii. (И Эрнст Геккель нисколько не обиделся.) Именно батибий Геккель ожидал найти на рубеже обитаемых и безжизненных глубин. К счастью, немецкий язык исключительно хорошо пригоден для описания слизи. Геккель назвал ее Urschleim – протоплазмой, Матерью всея слизи.

Гексли оказался в затруднительной ситуации. Батибий не впечатлил “великие бороды” с “Челленджера”: они сочли его своего рода грибковой инфекцией (вроде той, что бывает на ногах у спортсмена) или, что еще хуже, продуктом химических реакций внутри банки. Увы, батибий оказался как раз минеральным осадком, выпавшим в результате реакций консервантов с морской водой. (Нечто подобное можно наблюдать в банке квашеной свеклы.) Гексли скис. И показал нам всем, что должен делать большой ученый, допуская большую ошибку. В 1879 г. Гексли публично признал неправоту. У Геккеля пространства для маневра было меньше. Он не отрекался от батибия до 1883 г.

Во время этих споров, похоже, ожидалось, что явившиеся из глубин новые чудовища принесут с собой “ноты”, которым следует эволюция жизни. Первые сообщения участников экспедиции “Челленджера” как будто подтвердили это. Но ученый мир ожидал кое-чего еще: подтверждения того, что самые примитивные из современных животных (например, губки и фораминиферы) почти не развивались. Карпентер, по-видимому, считал фораминифер вечно юным Питером Пэном морских глубин.

Разумеется, эта гипотеза стал нежизнеспособной сразу же, как только из печати вышли отчеты экспедиции “Челленджера”. Как стало известно позднее, глобигерина и ее родичи – не примитивные существа. Они эволюционировали, как и млекопитающие. У них в геноме может даже иметься больше хромосом, чем у людей. Но в 1859 г. этого еще не знали. И уже собирался заявить о себе нерушимый принцип ССМОСВДО.

Эозоология

В 1859 г., примерно в то же время, когда в Англии Дарвин выводил последнее предложение в рукописи “Происхождения видов”, Уильям Логан в Канаде отшлифовывал первое: препарировал кандидата на роль старейшей на планете окаменелости. Названное эозооном канадским (Eozoon Canadense) ископаемое напоминало пахлаву, в которой зеленый серпентин заменил тесто, а кальцит – мед (см. вкладку). Эту радующую глаз структуру нашел Джон Макмуллен всего годом ранее у реки Оттава, западнее Монреаля. В 1865 г. Чарльз Лайель описал эозоон так:

Похоже, что он образовывал слои один за другим, воздвигая известняковые рифы, как это делают коралловые полипы. Части исходного скелета, сложенного из карбоната кальция, сохранились до сих пор, но некоторые промежутки в известняковой окаменелости были заполнены змеевиком и белым авгитом. Этому старейшему из известных органических остатков д-р Доусон присвоил имя Eozoon canadense. Его древность такова, что временной отрезок, который отделяет его от верхнего кембрия… как сказал бы У. Логан, был равен времени, прошедшему между потсдамскими песчаниками [верхний кембрий, ок. 490 млн лет] и нуммулитовыми известняками третичного периода [теми, из которых в Египте построены пирамиды и сфинкс и которые датируются примерно 50 млн лет][195].

Эозоон нашли в центре Канады, в слое мрамора мощностью около 500 м, перемешанном с толстыми слоями ленточного гнейса и слюдяного сланца. Сейчас известно, что мрамор представляет собой сильно сжатую и метаморфическую форму известняка. В 1864 г. этот мрамор показали Джону Уильяму Доусону из Монреаля (бывшему ученику Чарльза Лайеля). Его увлекла эта находка, он назвал ее эозооном. Доусона также заинтриговало обилие углерода (в форме графита) в породах, содержащих эозоон, и ученый предположил (для того времени обоснованно), что это обстоятельство может указывать на присутствие древней растительности. Какой именно, Доусон не знал:

Нельзя совершенно исключить возможность обнаружения в лаврентьевском граните отдельных органических тканей, принадлежавших наземным растениям, особенно если в то время существовали какие-либо растения с истинными древесными или сосудистыми тканями. Но нельзя также с уверенностью утверждать, что обнаружены такие ткани… Размышляя о крупных залежах лаврентьевского углерода и о том, что мы совершенно не знаем формы и структуры растительности, его породившей, едва ли можно справиться с разочарованием… Возможно, ни один геолог или ботаник никогда не сможет осуществить эти мечты о прошлом. Но, с другой стороны, вполне возможно, что где-то все еще есть счастливая возможность обнаружить экземпляры лаврентьевских растений с сохранившейся структурой[196].

Таким образом, порода с эозооном казалась вполне перспективной. Ее взял в оборот Уильям Логан, чтобы представить в Лондоне в Геологическом обществе. Именно там выдающийся микроскопист Уильям Карпентер был поражен кажущимся сходством между древним эозооном и некоторыми современными фораминиферами. Как и на Барбуде, фораминиферы, например гомотрема, могут иметь породообразующее значение. Одну из таких фораминифер назвали карпентарией (Carpentaria) в честь самого Карпентера. Итак, и Доусон и Карпентер видели в белых слоях мрамора скелетные остатки, которые слой за слоем образовали известняковые рифы. В этих слоях попадались включения зеленого пятнистого податливого минерала змеевика[197]. Однако произошло ужасное недоразумение: эозоон не был фораминиферой. Это даже не окаменелость.

Но эозоон, по крайней мере, пришел из глубины азойского периода, из пород, названных позднее лаврентьевскими – кристаллического фундамента современной Канады. И из северо-западной Шотландии. Теперь известно, что содержащие “эозоон” породы имеют довольно почтенный возраст: около 1,1 млрд лет или даже старше. Иными словами, они сверстники льюисских гнейсов, которые мы наблюдали рядом с Квинегом. И действительно, чуть позднее экземпляры эозоона были найдены (и проданы коллекционерам) в мраморных карьерах неподалеку от Квинега, в Лед-Бэг. И это также дает подсказку. Это мраморы кембрийского возраста, они заложены около плоскости Мойнского надвига. Порода с эозооном – порождение горы, стоящей на голове.

Хью Миллер видел эти мраморы у Инхнадамфа задолго до того, как там нашли эозоон. Лично я впервые встретился с этим причудливым мрамором чуть южнее, в Дорни. Мы картировали льюисские породы: одни из самых старых и глубоко залегающих кристаллических пород. В сентябре 1967 г., добравшись сюда, мы с удивлением рассматривали почти лунный пейзаж: бугры и озерца. Бугры – это трансформированные сланцы и льюисские гнейсы. А озерца-лохарны образовались во впадинах. К счастью геодезистов, они имели индивидуальную форму. Тони Барбер учил нас делать план местности по аэрофотоснимкам, как если бы это действительно была поверхность Луны[198].

Каждое утро мы, прихватив с собой карты, лезли по круче на жутковатое плато, сложенное из гнейсов и сланцев. Каждый день мы в тумане шли с компасом от бугра к бугру. Постепенно мы зарисовали контуры выходов породы, и из розовых, синих, зеленых и желтых фигур стало складываться нечто, что мы самонадеянно именовали геологической картой. Только тогда мы заметили нечто странное: включение зеленоватого мрамора в сверкающем гнейсе и мерцающем сланце. Это было похоже на мрамор с эозооном. И он лежал в гнейсе, как кусок масла в овсянке.

Мы увидели, что породы с текстурой эозоона деформированы до такой степени, что стали почти неузнаваемыми. Это плоское мраморное включение раздробили могучие горообразующие процессы. Не осталось ни волнистых слоев, ни галечника, ни известняка, ни лавы. И тем, кто искал древнейшую жизнь, было совершенно не смешно.

Прежде 1880 г. – до изобретения поляризационного микроскопа, поляризационных устройств, анализаторов, вращающегося столика микроскопа и алмазного круга для резки – изучение метаморфических пород строилось в основном на догадках. Таким образом, почти двадцать лет после публикации “Происхождения видов” изучение древнейших кристаллических пород (и, следовательно, эозоона) оставалось бессистемным. Доусон рискнул.

Вместе с преданным эозоону Доусоном и Карпентером, увлеченным сходством эозоона с фораминиферами, Лайель и Дарвин оказались в невидимой сети. Дарвин в поздних редакциях “Происхождения видов” отмечал:

…Существование эозоона в лаврентьевской формации в Канаде является общепризнанным. В Канаде существуют три большие серии под силурийской системой, и эозоон найден в самой нижней из них. Сэр У. Логан утверждает, что их “совокупная мощность, быть может, далеко превосходит мощность всех последующих пород от основания палеозойской серии до настоящего времени. Мы, таким образом, проникаем вглубь до периода столь отдаленного, что появление так называемой примордиальной фауны (Барранда) можно было бы считать за сравнительно недавнее событие”. Эозоон принадлежит классу животных наиболее низкоорганизованных, но он высокоорганизован для своего класса; он существовал в несчетном количестве и, как заметил д-р Доусон, несомненно, питался другими мелкими органическими существами, которые должны были жить в огромных количествах. Таким образом, оказались справедливыми слова, в которых я высказывал в 1859 г. предположение о существовании живых существ задолго до кембрийского периода и которые оказались почти тождественными с теми, какие позже высказал сэр У. Логан[199].

Вот и сцена для трагедии. Основной проблемой стало ошибочное сравнение эозоона со сложными современными фораминиферами, например с гомотремой. Это привело Карпентера и Доусона к заключению, что фораминиферы почти не изменились по сравнению с фораминиферами лаврентьевского времени[200]. Но позднее ученые разобрались: происхождение эозоона не органическое. Первый удар нанесли в 1866 г. ирландские геологи Уильям Кинг и Томас Г. Рауни. В разоблачении “окаменелости” в 1879 г. участвовал и немецкий микроскопист Карл Мебиус. Вскоре выстроилась целая “расстрельная команда” ученых с блестящими микроскопами: эозоон сочли срастанием минералов, сформированным при высокой температуре на большой глубине. В районе озера Лох-Ассинт он обнаружен рядом с крупными разрывами породы и магматическими образованиями. А в Италии он найден в кратере Везувия! Поэтому достаточно быстро все было кончено. Да, Карпентер прекрасный, даже гениальный микроскопист. Он основатель современной психологии, сравнительной неврологии и микроскопического исследования микрофоссилий. Но, увы, он был слишком далек от метаморфической петрологии. И поэтому он был обречен попасть в ловушку ССМОСВДО, как и многие до и после него.

Карпентер ни о чем не жалел. В 1885 г., когда он записывал свои соображения по поводу эозоона, случилась еще одна трагедия. Принимая вечером ванну, он опрокинул спиртовую лампу и получил сильные ожоги. Как и его верный спутник эозоон, несчастного Карпентера погубила высокая температура. Жестокий конец великолепной карьеры.

“Восходящее” мышление

Как зародилась жизнь? В науке нет вопроса, сопоставимого с этим по масштабу. И наука, исключительно хорошо приспособленная для отмеривания сомнений, всегда рада хорошему вопросу. Ум всегда ищет объяснения необъяснимому. Кроме того, этот вопрос влечет за собой не менее интересные. Рождение жизни было легким или трудным? Одни ли мы во Вселенной? И зачем мы здесь? На подобные вопросы очень трудно ответить. Именно поэтому они до сих пор порождают множество споров.

Ответ на главный вопрос – как зародилась жизнь? – очень важен, поскольку он поможет определить, какова человеческая природа. Однако даже в науке главные вопросы могут иметь более одного ответа. Это очень неудобно, потому что ответы на такие вопросы сильно на нас влияют. Они обладают невероятной предсказательной силой. Мы пытаемся угадать, что скрывает будущее. И если мы ответим неверно, то вполне можем погубить цивилизацию. Ацтеки приветствовали Кортеса и его спутников как богов, но не лучше ли им было перебить пришельцев? В 2004 г. в Азии случилось цунами. Должны ли были туристы спасаться – или остаться на берегу и молиться? А должны ли врачи бороться с эпидемией СПИДа в Африке – или взывать к святым? Ответ очевиден. Когда дело принимает серьезный оборот, трезвый взгляд на вещи очень важен и для нас и для наших детей. А значит, мы должны знать о спорах по поводу батибия и эозоона.

Прежде чем мы двинемся дальше, стоит осмыслить этот урок. Наиболее поразительным было предсказание: древняя жизнь похожа на то, что мы наблюдаем в современных морях. Такие парадигмы все еще существуют. Парадигмы – это путеводители для ученых. Они придают форму и содержание нашим вопросам. Но, как мы видели, путеводители могут быть разрекламированы – и отброшены, если они не могут предсказать будущее. Методы проверки все время улучшаются: от изготовленной вручную линзы до электронного микроскопа, от кабинетных суждений до проверки геологических карт на местности.

Можно согласиться с тем, что эозоон – классический пример мышления ССМОСВДО. Но Доусон и Карпентер не были глупцами. Это одни из лучших, самых изобретательных микроскопистов своего времени. Вместе они выдвинули очень сильную гипотезу: жизнь началась с гигантского простейшего. Гипотеза была настолько простой и изящной, что коллегам-ученым не составляло труда проверить ее. Именно это коллеги и сделали – и не оставили от нее камня на камне. Гипотеза об эозооне не была плохой наукой. “Плохая наука” – это гипотезы, неясно сформулированные и с трудом поддающиеся проверке (или такие, которые вообще нельзя проверить)[201].

К 1907 г. упоминания об эозооне почти исчезли из специальной и популярной литературы. Но это не значило возврата к утверждению, что ни один геолог не нашел следы жизни в древнейших породах. Начались более странные вещи.

Глава 9

Торридон

Вода жизни

Наконец я собрался подступить к вершине – одиноко стоящей каменной пирамиде Ан-Теллах на северо-западе Хайленда. Это пик в составе горной гряды, протянувшейся от Лох-Ассинт до Лох-Торридон. Если бы Генри Мур вместо матерей-богинь ваял горы, на его авторство указывал бы облик этих: Квинег, Силлвен, Канисп и Ан-Теллах. Когда-то местные фермеры считали их обителью фей и великанов, и мне понятно, почему. Это место, безусловно, является наиболее пригодным на планете для созерцания “затерянного мира”.

Когда зашло солнце, вершину Ан-Теллах скрыл туман. Наутро пелена рассеялась, и наша небольшая экспедиция решила взойти на пик. Тропа пролегала мимо слоев с кремневой галькой, и мы разделили трепет Дарвина: “В Кордильерах я наблюдал массу конгломерата толщиной в 10 тыс. футов [ок. 3 км]”[202]. Эти красные слои – торридонские песчаники – столь же мощные, и они украшают дорогу вверх четкими полосами (как спина тигра). Мы знали, что каждая горизонтальная полоса таит историю древнего речного русла, изменившегося тысячи раз. Действительно, здешние реки столь часто поворачивали, что галька в итоге образовала слой в 6,4 км. Присев перевести дух, я попытался представить, каково это было: сидеть у древней реки и наблюдать за суровым миром с грозами и бурными паводками. Я также попытался оценить масштаб геологического времени. Хотя к этой игре я привычен, он меня ошеломил.

Дойдя почти до вершины, мы разглядели на северо-западе сильно изрезанную береговую линию с островками. К северу виднелся неясный контур Квинега и гор, поглотивших время. Поблизости мы заметили блестящий Мойнский надвиг и стоящую вверх ногами гору. Кажется, что бесплодные мойнские породы облокотились на кембрийские породы с окаменелостями, словно пытаясь преподать юным выскочкам урок. Над всем этим (неподалеку от Аллапула) виден дернесский известняк, оставленный исчезнувшим океаном.

Прямо перед собой мы видели очень старые – 3–1 млрд лет – породы. Древнейшими же были кристаллические гнейсы Льюис – почти такие же старые, как и пилбарские породы из Западной Австралии[203]. Однако льюисские породы в Шотландии так спрессованы и сжаты, что они ощетинились серебристой слюдой и винно-красным гранатом, осевшим в массе серого кварца и полевого шпата цвета слоновой кости. Едва ли железные ножны Экскалибура, отделанные серебром и гранатами, выглядели внушительнее.

Мы шли над озером Торридон, и нас ожидало еще одно сокровище. У воды мы воображали себя Путешественниками по времени, блуждающими у древних лагун. Темные склоны над головой, сложенные из льюисских гнейсов, были иссечены ветрами и дождем задолго до возникновения медуз и червей. Маленькие долины среди гор, заваленные теперь галечником, более 1 млрд лет назад служили домом для речушек. Даже современный Торридон лежит на дне гораздо более старой лагуны, которую я называю “озером Жизни”. Его миллиардолетние берега (как и сам Торридон) вымыты волнами, иссушены солнцем, увлажнены дождями. Мы пришли сюда слишком поздно и потому не можем почувствовать ил между пальцами ног, учуять запах сочащегося из глубин метана. Но нельзя ли воскресить давно исчезнувших обитателей “озера Жизни”?

Когда-то здесь был пейзаж, достойный древнего мифа. И, как старый Артур на далеком острове Авалон, пейзаж казался задумчивым, ожидающим чего-то.

Голова старухи

Возможно, главное сокровище этих мест хранится вовсе не на берегу. Мы знали, что оно, скорее всего, сокрыто в камне – как и меч Артура, и что это оно имеет отношение к озеру – как и Экскалибур. И мы подозревали, где именно находится сокровище: на отдаленной скале, прозванной Головой старухи. Чтобы добраться туда, нужна была лодка, и мы вступили в переговоры с местным фермером Биллом.

Некоторое время мы ждали на берегу, а затем услышали рокот подвесного двигателя и увидели прыгающую по волнам оранжевую лодку. Забросив в нее припасы, мы оттолкнулись от берега. Из-за ветра и волн мы прибыли на противоположный берег промокшими и замерзшими, к тому же нас снесло в сторону от назначенного места высадки. Выгрузив снаряжение, мы отправились на прогулку: несколько миль по болотам.

Вылазка сопровождалась сильным ветром. Вскоре ему на смену пришел мелкий дождь, а после нас окутал липкий приморский туман. Мы осматривали литораль и соскабливали “украшения” из ракушек и водорослей, морских блюдечек и липкого ила. Я хорошо знал, что искать – нечто вроде темной кляксы, но никогда не разыскивал такую “кляксу” в породах настолько старых. А вот и то, что нам нужно: фосфоритная галька в осадочных слоях древнего озера. На ветру и под дождем камень не производил сильного впечатления, но в этом отчасти и состоял его секрет. Мы аккуратно завернули гальку вместе с некоторыми другими образцами и забрали с собой в оксфордскую Лабораторию палеобиологии. Эти камни должны были дать подсказки к игре “Затерянный мир”.

Гэльский янтарь

Вернувшись в Оксфорд, мы нарезали фосфорит и за несколько дней (с помощью Оуэна Грина) просканировали – нет ли внутри окаменелостей? Лучшие срезы были на ощупь как воск и выглядели (на просвет) как янтарь – золотисто-медового цвета. Но важно помнить, что самому старому янтарю с инклюзами всего 140 млн лет и он относится ко времени динозавров[204], а наши маленькие фосфоритные красавицы почти вдесятеро старше. И стократ удивительнее.

Волнуясь, я максимально приблизил изображение, чтобы увидеть, сохранилось ли здесь что-нибудь. Это всегда захватывающий и напряженный момент. О, и в самом деле кое-что осталось! В микроскопе (и на компьютерном дисплее) была видна группа клеток, сохраненных настолько надежно, что их бахромчатая оболочка и похожее на желток содержимое остались ясно различимыми (см. вкладку). Но и это еще не все: гибель застала клетки за обыденными делами – они выходили из укрытия. Оболочка из плотного материала – покоящаяся циста, – разорванная, словно полиэтиленовый пакет, давала этим клеткам пристанище в долгие зимние месяцы. Трудно сказать, сколь долгой и темной была тогда зима, но разумно предположить, что группа клеток начала выходить из цисты весной – и угодила в “медовую ловушку”.

Желая сделать микроокаменелости объемными, я щелкнул “мышкой”. В мгновение ока крошечный зверинец ожил. Разглядывая препарат, я словно бы видел, как одно и то же событие фоссилизации много раз повторялось на дне озера Жизни. Золотисто-коричневый кусочек породы был полон жизни, точно оксфордский паб в субботний вечер. Здесь были и высыпавшиеся, словно яблоки из пакетов, клетки торридонофикус (Torridonophycus), и клетки, сцепленные, как колбаски, и клетки, похожие то на упаковку аспирина (см. вкладку), то на гроздья винограда, то на винные бутылки или шелковые чулки, позабытые и брошенные на дне древнего озера, как будто после бурных выходных.

Мечты сбываются

Мы отнюдь не первыми внимательно присмотрелись к фосфоритам. У меня волосы встали дыбом, когда я прочитал в “Происхождении видов”: “Присутствие фосфоритовых сростков и битуминозного вещества даже в самых нижних азойских породах, вероятно, указывает на существование жизни в эти периоды”[205]. По Дарвину, фосфор и углерод, как и в далеком прошлом, выступают важными “строительными материалами” жизни. Таким образом, концентрация этих элементов в очень старых породах указывает на существование жизни далеко за пределами кембрийского взрыва. Здесь Дарвин дал намек, как ответить на его собственную загадку.

К сожалению, Дарвин не оставил сведений об источнике “фосфоритовых сростков”. Ему могли быть известны конкреции из Шотландии, но мы не можем быть в этом уверены. Тем не менее торридонские конкреции могут претендовать на научное значение иного рода: это первые породы, в которых сохранились великолепно фоссилизированные докембрийские клетки. В 1899 г. Бенджамин Пич и Джон Горн заметили такие слои в породах неподалеку от Головы старухи. Более того, они согласились с Дарвином в том, что фосфориты могут указывать на признаки древней жизни. Пич и Горн мудро передали пробы Джетро Джастиниану Харрису Тиллу для микроскопического анализа, и в 1902 г. он сообщил о находке замечательных окаменелостей[206]. Открытия Тилла в области микроскопии придали глубину звучания симфонии “О геологической структуре северо-западной горной Шотландии” Лайеля (1907)[207].

Любопытно, что шотландские первооткрыватели Пич, Горн и Тилл, как теперь выяснилось, опередили свое время. И ископаемые клетки, и ископаемые клетки в фосфорите были вещью чересчур новой и пугающей, и никто, даже сами Пич, Горн и Тилл, не знал, что со всем этим делать. В умах еще блуждал призрак эозоона, и большинство ученых решило ненадолго забыть про фосфорит. Очень скоро (в 1914 г.) фосфор превратился из объекта созерцания в оружие[208]. Прошло еще почти полвека, прежде чем докембрийские окаменелости снова обратили на себя внимание – на этот раз после открытий Элсо Баргхорна и Стэнли Тайлера в Канаде, в Ганфлинт-Черте[209]. Пич, Горн и Тилл к тому времени уже умерли[210]. Британская империя доживала последние дни, а мощь Америки, напротив, росла. Почти все позабыли про Торридон и ископаемые фосфоритные конкреции.

От клеток до навоза

Как мы видели, фосфоритные конкреции дают подсказку к поиску утраченных страниц истории жизни. Но когда Дарвин писал о фосфорите, думал ли он, что фосфоритные конкреции способны надежно сохранять клетки? Маловероятно. Ведь Дарвин указывал, что “совершенно мягкие организмы совсем не могут сохраниться”[211]. Но он вряд ли бы сильно удивился. Намек на это мы находим в его “Путешествии натуралиста”. Дарвин указал на замечательную сохранность окаменелостей в чилийских – более молодых – кремнистых сланцах: “Как удивительно, что каждый атом древесного вещества в этом огромном цилиндре был удален и замещен кремнеземом с такой полнотой, что сохранились каждый сосуд, каждая пора!”[212]

Дарвин – викторианский джентльмен, владеющий голубятней и огородом, – знал о свойствах навоза, который, безусловно, очень богат фосфатами. Ткани животных часто содержат больше фосфатов, чем растения: возможно, оттого, что животные двигаются и нуждаются в куда большем количестве АТФ, действующего как источник энергии в клетках. Кроме того, Дарвин, несомненно, признавал роль навоза для образования фосфата и даже участие фосфата в сохранении органического вещества. Вот, например, что он писал о птичьем помете (гуано) посередине Атлантики:

Скалы св. Павла [архипелаг Сан-Паулу] издали кажутся блестяще-белыми. Это обусловлено отчасти пометом огромного множества морских птиц, отчасти же плотно соединенным с поверхностью скал покровом в виде налета блестящего вещества с жемчужным отливом. Если этот налет рассмотреть в лупу, то оказывается, что он состоит из множества тончайших слоев, причем общая толщина его около дюйма, в нем содержится много животных веществ, и своим происхождением он, несомненно, обязан действию дождя или водяной пыли на помет… Если мы вспомним, что кальций – как фосфорнокислый, так и углекислый – входит в состав твердых частей – костей и раковин – всех животных, то в физиологическом отношении весьма любопытно обнаружить субстанции, которые – будучи тверже зубной эмали и имея окрашенную поверхность, столь же гладкую, как поверхность раковины живых моллюсков, – представляют собой мертвое органическое вещество, преобразованное неорганическими силами и к тому же имитирующее по своей форме некоторые низшие растительные образования[213].

Хотя приведенный Дарвином пример интересен, он вряд ли нам поможет: фосфаты в виде гуано не прослеживаются в геологической летописи далее 50 млн лет. К тому же в этом случае мы видим в микроскоп не более чем остатки раковин, костей и семян, а также бактерий. До сих пор в гуано найдено всего несколько хорошо сохранившихся клеток.

Отступив во времени еще на шаг от путешествия на “Бигле”, мы встречаемся с Уильямом Баклендом из Оксфорда. В начале 1800-х гг. ископаемый навоз стал одной из его навязчивых идей. Бакленд жил примерно тогда же, когда и поэт Уильям Вордсворт, художник Джон Констебл и пианист Франц Шуберт, и был геологом-романтиком. По общему мнению, Бакленд походил на школьника-переростка, поскольку отыскивал удовольствие в отвратительном – подавая на ужин трупных мух, подкармливая за обедом ручную гиену и однажды ради шутки съев сердце короля. Кроме того, Бакленд коллекционировал экскременты юрских рептилий. Неудивительно, что студенты слетались на его лекции, как зеленые мухи. Очевидно, его неизменно окружало веселье. Но интерес Бакленда к копролитам (это корректное название окаменевших экскрементов) объяснялся их внешним видом. По правде говоря, фекалии со временем очень хорошеют, но, увы, даже будучи водруженными на подставку, не становятся очаровательными. Лишь спустя несколько лет, когда ученые начали разрезать копролиты, те стали приоткрывать свои прекрасные секреты. Как только микроскописты – последователи Уильяма Никола и Генри Сорби – нарезали их на пластины, они увидели кусочки раковин, спикулы губок и скопления фоссилизированных бактериальных клеток. Иными словами, в копролитах Бакленда (или его любимой гиены Билли) через несколько лет обнаружатся остатки чего-то наподобие английского завтрака: яичной скорлупы и свиной щетины, чайных веточек и овсяной шелухи. Но заметим: в экскрементах и гиены, и динозавров клетки сохраняются плохо.

Однако картина меняется, стоит вернуться из юрского периода в кембрий. Мы переходим от современного мира экскрементов к древнему миру клеток. В кембрийских породах вблизи горы Эмэйшань можно найти окаменелых “пупсиков” и даже остатки фекалий беспозвоночных. И именно в этих раннекембрийских породах фосфорит действительно становится интересным. Прекрасные примеры этого продемонстрировали мои ученики Чжоу Чуаньмин и (позднее) Майя Швейцер. В китайских провинциях Хубэй и Гуйчжоу они отобрали (с помощью Сяо Шухая, Чэнь Цзюньюаня и Сунь Вэйго) образцы фосфоритных пород из формации Доушаньто (ок. 580 млн лет) и привезли их в Оксфорд.

По-видимому, для сбора фосфатизированных окаменелостей нет места лучше, чем рудники в уезде Вэнъань провинции Гуйчжоу, к северу от Янцзы. Но попасть туда непросто. Посещение требует преодоления бюрократических препон и нескольких линий защитных ограждений (да и то в сопровождении полицейского конвоя). Этому есть минимум два объяснения: либо сюда ссылают необыкновенно опасных преступников, либо за окаменелостями необыкновенно пристально следят. Искренне надеюсь на последнее.

Чтобы изучить состав пород из формации Доушаньто, мы в Оксфорде растворяли их в разбавленной кислоте, а затем изучали при помощи сканирующего электронного микроскопа. Увиденное очень отличалось от кембрийских окаменелостей из окрестностей Эмэйшаня. Мы не заметили ничего похожего на зубы, кости, ракушки или копролиты. Фосфорит из Доушаньто имеет форму прекрасно сохранившихся скоплений и слоев клеток, которые мы могли бы осмелиться назвать окаменевшими морскими водорослями. Некоторые напоминали футбольные мячи: группы клеток шаровидной формы с плотно закрытыми швами, как на старом кожаном мяче. Некоторые “мячи” состояли из 1–2, другие – из 4–32 плотно упакованных клеток. Вероятно, “мячи” представляли собой стадии развития различных клеточных организмов, которые были запрограммированы на постепенное деление на все более мелкие клетки – нечто вроде деления клеток у эмбрионов[214].

Неудивительно, что этими окаменелостями сыграли в “палеонтологический футбол”. Ворота защищала домашняя команда: Сяо Шухай, Чэнь Цзюньюань и другие. Китайские игроки утверждали: поскольку “футбольные мячи” выглядят как эмбрионы животных на разных этапах развития (от яйца до гаструлы), они однозначно свидетельствуют о существовании древнейших из известных по геологической летописи животных клеток. Но, как мы увидим, нелегко определить, какое именно существо породило “футбольные мячи”. Медузы? Черви? Или это зародыши вендобионтов, таких же, как из Мистейкен-Пойнта?

Эмбрионы задолго до 1859 г. волновали тех, кто размышлял об эволюции. Над их загадкой бился личфилдский врач Эразм Дарвин. И его внук Чарльз Дарвин тоже не остался к ней равнодушным[215]. Но если посчитать эмбрионы из Доушаньто древнейшими животными, то мы ступим на нетвердую почву: поле игры в ССМОСВДО. Атакующая команда в палеонтологическом “футболе” не могла не заметить следующие два обстоятельства. Во-первых, все еще не найдено убедительных взрослых форм этих животных. Во-вторых, по морфологии эмбрионы Доушаньто не являются однозначно животными. Они могут быть “эмбрионами”, но не животных, а, например, колоний водорослей. Или даже оболочками сульфобактерий: примитивных бактерий, которые процветают в среде с малым содержанием кислорода, но с изобилием серы и фосфата. Так, гигантская сероводородная бактерия тиомаргарита (Thiomargarita) проходит стадии клеточного деления, напоминающие эмбрионы Доушаньто[216]. Если это окажется правдой (с чем яростно спорят), то эти эмбрионы мало что скажут нам о наличии или отсутствии животных в долгом и темном докембрии[217].

Важнейшим в “палеонтологическом футболе” является значение темных маленьких пузырьков, найденных в нескольких клетках “эмбрионов” из Доушаньто. Некоторые авторы сравнивают их с ядрами эукариотических клеток, чтобы доказать: это эмбрионы животных. Проблема здесь в том, что и самые простые бактериальные клетки, не имеющие ядра, могут разлагаться, оставляя темные маленькие пузырьки. Ясно, что существует опасность переноса своих ожиданий на геологическую летопись. Напоминаю, что верно поставленный вопрос – это не что напоминают пузырьки, а – что это такое. Или даже: “Почему бы пузырьку не быть просто пузырьком?” Увы, самое скучное объяснение с раздражающе высокой вероятностью окажется правдой: это и делает объяснение скучным.

И тогда на передний план выходят “эмбрионы” из безжизненных фосфоритных конкреций Дарвина: торридонские пузырьки из озера Жизни. Интересно, что хотя торридонские эмбрионы с Головы старухи вдвое старше (на 500 млн лет) эмбрионов Доушаньто, у них много общего. В шотландских окаменелостях попадаются “футбольные” сгустки клеток – одинарные, двойные, четверные и т. д. “мячи”, покрытые плотной оболочкой (покоящиеся цисты), клетки с темными, похожими на ядра, пузырьками, слои клеток и скопления колоний, подобных морским водорослям. Также интересно, что и шотландские, и китайские экземпляры сформировались в условиях мелководья: на месте озер, лагун, у морского побережья. Но, независимо от выбора докембрийских клеток и их владельцев, способность фосфата сохранять клеточную и субклеточную структуру древних организмов остается поистине удивительным аспектом ранней геологической летописи.

Слышали ли мы прежде о подобном? Да, слышали. Тот же парадокс – лучшая сохранность в древних породах – обнаруживается при изучении окаменелостей эдиакарского периода. Странно, что такая сохранность редко встречается в раннем ордовике (ок. 480 млн лет) и почти не отмечается позднее. Сходную картину можно наблюдать почти во всех случаях фоссилизации, в том числе у карбонатных чэнцзянской биоты и биоты сланцев Берджес, а также у силикатных биот по типу кремнистых сланцев формации Ганфлинт. Докембрийские окаменелости бывают хорошей, иногда великолепной, сохранности, но в породах моложе кембрия сохранность, как правило, хуже[218].

По Лайелю и Дарвину, геологическая летопись – немногим большее, нежели мусор. Кембрийский взрыв не касался плана строения тела, варианты которого могли появиться и значительно раньше. Иными словами, взрыв был просто резким увеличением количества ископаемых.

Но, как видим, Дарвина озадачивала древнейшая геологическая летопись – точнее, ее отсутствие. Признаки этого видны в “Происхождении видов”[219]. Впрочем, путаница объяснима: Дарвин упустил существенное различие, которое нужно было учесть – различие между количеством и качеством. Количество окаменелостей – не то же самое, что их качество. Обращает на себя внимание именно качество ранней геологической летописи. И чем породы старше, тем лучше сохранность. Это в целом противоречит ожиданиям Дарвина в 1859 г.: ранние окаменелости оказались совсем не мусором. А все потому, что они слишком малы, чтобы изучать их без микроскопа.

С течением времени развивались не только сами ископаемые: “эволюционировала” и фоссилизация, особенно в кембрии. Значит, кембрийский взрыв был реален. Большой взрыв в эволюции означал резкий рост разнообразия животных, а не только количества окаменелостей.

От качества к количеству

Сейчас на примере некоторых любопытных моделей я расскажу о предполагаемом изменении качества геологической летописи от клеток к экскрементам. Как мы видели, торридонские фосфоритные слои (ок. 1 млрд лет) демонстрируют возможность превосходного сохранения клеточных стенок и, возможно, субклеточного строения. Эта картина справедлива и для известных микроокаменелостей из Доушаньто (ок. 580 млн лет, то есть чуть старше эдиакарской биоты) на юге Китая: здесь окаменелости благодаря фосфату также великолепно сохранились, и таинственные “эмбрионы” и многочисленные колонии водорослей прекрасно различимы.

Однако к началу кембрия становится труднее обнаружить окаменелости столь замечательной сохранности. Это особенно любопытно, учитывая огромное количество фосфоритных месторождений этого времени и огромный объем материала, который десятилетиями изучали ученые. Дальше – хуже. Замечательно сохранившиеся ткани водорослей и эмбрионов после кембрия почти исчезают из геологической летописи, и вместо них встречаются довольно бесформенные бактериальные скопления. Ко времени образования юрских копролитов Уильяма Бакленда и мела Томаса Гексли породы содержат только экскременты умеренной сохранности. Эта перемена в основном относится к кембрийскому периоду (540–480 млн лет). Как ни странно, никто, кажется, не счел это достойным внимания. И напрасно.

Не менее примечательной является перемена, происшедшая с теми самыми организмами, что подверглись фоссилизации. Как мы видели, самые ранние фосфоритные слои из Торридона и Доушаньто содержат ископаемые комплексы, в которых преобладают водоросли, росшие под водой в присутствии солнечного света. Иначе говоря, они, вероятно, обитали на глубине нескольких десятков метров. Однако к началу кембрия (ок. 540 млн лет) сохранение клеток водорослей в фосфорите стало менее распространенным явлением. С того времени сохранялись главным образом оболочки и филаменты, похожие на цианобактериальные, а также некоторые эмбрионы и “пупсики”. Несмотря на это, глубина воды, на которой образовались эти древнейшие кембрийские фосфоритные конкреции, оставалась небольшой, в достаточной степени доступной солнцу. А к концу кембрия (ок. 480 млн лет) даже сохранившиеся филаменты цианобактерий выглядят так же, как частично переваренная пища – просто ископаемый “навоз”[220]. К этому времени исчезают замещенные фосфоритом водоросли. Возможно, это связано с тем, что глубина воды, в которой мы, как правило, обнаруживаем более молодой фосфорит, увеличилась с десятков до сотен метров.

Трилобиты до кембрия?

Замечательная сохранность докембрийских ископаемых, в том числе в фосфоритных конкрециях, существенно повлияла и на дальнейшие события эволюционной истории. Изучение этих окаменелостей позволяет палеонтологам лучше разобраться в схемах ранней эволюции биосферы. Постоянный приток новых данных в этой области также позволяет сравнивать конкурирующие эволюционные гипотезы (некоторые мы упоминали выше).

Одной из таких гипотез была “догадка Лайеля” (кембрийского взрыва не было, и множество докембрийских ископаемых еще не найдено). Этой гипотезой пользовался Чарльз Дарвин, объясняя отсутствие в докембрийских породах трилобитов или их предков. “Догадка Лайеля” в ходу и в наши дни. Версию, что докембрийские предки некоторых животных прятались между песчинками на морском дне, поддерживает, к примеру, такой известный ученый, как Ричард Форти. Эти животные должны были быть очень невелики (по-видимому, длиной менее 1 мм), и их можно сравнивать с современной мейофауной. Если вглядеться в образец грунта со дна любого пруда, то под микроскопом можно заметить разнообразных представителей мейофауны – многоклеточных столь малых размеров, что множество их уместится на кончике иглы. Здесь, например, можно обнаружить коловраток, нематод и брюхоресничных червей. Их размер является стратегией выживания при малой концентрации кислорода и недостаточном количестве пищи. К слову, он полностью соответствует размерам окаменелостей, встречающихся в фосфоритных слоях.

Проверка гипотезы состоит в проверке ее предсказаний. Оценке предсказательной силы “догадки Лайеля” многие выдающиеся ученые посвятили всю свою карьеру. В частности, они пытались найти в фосфоритных включениях докембрийского и кембрийского времени следы принадлежавших к мейофауне членистоногих. И, как ни удивительно, это удалось: обнаружились тысячи экземпляров микроскопических членистоногих, прекрасно сохранившихся в фосфоритных слоях по всему миру. Но – лишь в слоях кембрийского периода. В докембрийских породах ничего подобного не нашлось. Это странно в том числе и потому, что сохранность докембрийских ископаемых бывает замечательной. А членистоногие, присутствие которых в кембрийских породах очевидно, там явно отсутствуют.

Как это соотносится со временем существования “цирка червей”? Оказывается, хронологическое совпадение почти полное. Членистоногие – ни большие, ни малые – не оставили царапающих следов в слоях старше кембрийских. И этот пробел в геологической летописи очень красноречив, ведь в морских отложениях эдиакарского и более раннего времени запечатлены такие подробности, будто дно было очень чувствительным – почти как фотопленка.

Выводы? Во-первых, следует признать, что количество найденных докембрийских окаменелостей очень невелико: нет ни крупных животных, ни костей, ни зубов; почти нет скелетных структур. Отсутствуют даже убедительные оболочки червей и отпечатки медуз. Однако небольшое количество ископаемых компенсирует качество. Благодаря их хорошей сохранности можно подтвердить отсутствие до самого кембрия членистоногих (нет ни хитиновых скелетов, ни конечностей, ни копролитов, ни даже царапин от волосатых ножек).

В случае с “догадкой Лайеля” мы наблюдаем момент, когда отсутствие некоего материала само становится важным доказательством. Замечание Лайеля, будто отсутствие доказательств не доказывает отсутствие, – чистая риторика. Нельзя сказать также, что опровержения менее важны, чем положительные доказательства. Отсутствие наблюдения – важный параметр в любом математическом анализе закономерностей. Без опровержений невозможно ставить онкологические диагнозы, проводить физические эксперименты с частицами, секвенировать ДНК и изучать молекулярную эволюцию. Даже слова на этой странице можно прочитать лишь потому, что, наряду с типографской краской, здесь присутствуют пробелы. То же касается и текстовой обработки, и распознавания речи, и целостности бинарного кода, включающего 0 и 1. Актуален этот принцип и в геологии: доказательства эволюции, как и все остальное в мире, зависит от опровержений.

Поскольку фосфорит обеспечивает, как представляется, надежную сохранность, отсутствие членистоногих и их родичей в докембрийской части геологической летописи (особенно в фосфоритных слоях) указывает на то, что трилобитов и вообще членистоногих до раннего кембрия, по-видимому, не существовало. И поэтому членистоногие “затерянный мир” не населяли.

Как объяснить столь заметные отличия в качестве ископаемых до кембрийского периода? Ответить на этот вопрос нелегко, потому что весьма различаются и сами сохранившиеся окаменелости. Прежде считалось, что эдиакарские организмы и их части в заповеднике Мистейкен-Пойнт сохранились так хорошо, поскольку обладали плотными кожистыми покровами и легко подвергались фоссилизации. Но, как теперь нам известно, эдиакарские организмы были довольно хрупкими. Законсервированных таким же образом ископаемых в морских отложениях выше кембрия не найти, и если бы эти существа действительно имели плотные покровы, то их отсутствие здесь непонятно. “Эмбрионам” из формации Доушаньто также приписывали более жесткую оболочку, нежели свойственна их современным аналогам. Но и это не объясняет того факта, что в более поздних отложениях таких “эмбрионов” мы найти не можем.

Если придумывать объяснения на ходу, их доказательная сила падает. Вместо этого стоит предложить гипотезу, которая объяснит сразу многое. Таким образом, необходимо дать общее объяснение тому, как изменялась сохранность ископаемых (от эдиакарских окаменелостей и фосфоритных “эмбрионов” до чертовых когтей и “цирка червей”) и какой единый фактор можно предложить в качестве причины таких изменений. Эта же гипотеза должна, в идеале, объяснить закономерности эволюции биосферы, в том числе упомянутые. Именно тогда ее можно будет рассматривать как наиболее вероятную.

Грядка Дарвина

Вскоре настанет время раскрыть все карты и угадать суть игры. Но прежде давайте еще раз навестим Дарвина в Кенте. С 1837 г. он искал подтверждения той идее, что незначительные факторы могут вызвать серьезные последствия. Лайель уже занялся вопросом, как ветер и вода превращают горы в песок. Дарвина больше интересовали биологические силы, которые поддержали бы теорию эволюции. К большому своему удовольствию, он открыл для себя мир червей и узнал об их роли в формировании земной поверхности: “Весь растительный слой страны уже не раз прошел через кишечный канал червей и еще пройдет много раз”[221].

В конце жизни, страдая от дряхлости и болезней, Дарвин решил заняться исследованиями настолько близко к дому, насколько это возможно. Дождевые черви и изучение их влияния на формирование почвы оказались идеальным выбором. Дарвин взялся измерять червей у себя в огороде, оценивать скорость их роста и объем переработанной за год почвы, их способность сохранять археологические объекты и слышать звуки рояля (к сожалению, его игру черви не оценили). Свой труд он окончил так: “Дождевые черви в истории образования земной коры играли гораздо более важную роль, нежели это может казаться большинству с первого взгляда… Весьма сомнительно, чтобы нашлись еще другие животные, которые в истории земной коры заняли бы столь видное место, как эти низкоорганизованные существа”[222].

Его открытия были столь удивительны, что жизнь червей на некоторое время стала темой светских бесед. Выяснилось, что на площади 0,4 га черви способны ежегодно перерабатывать и разрыхлять до 15 т почвы. Осенью они прятали палую листву под землю, чтобы без спешки съесть ее. Черви оказались еще и каннибалами: они поедают останки сородичей. Дарвин выяснил, что качество почвы, от которого в столь большой степени зависит жизнь людей, в малой степени подвержено влиянию их самих. Самое заметное влияние оказывали на почву беспозвоночные, например дождевые черви, уховертки, слизни и мокрицы.

Формирование гумусовой почвы началось не ранее середины силурийского периода, то есть через 150 млн лет после кембрийского взрыва. Но если расширить это определение, можно сказать, что еще раньше существовала морская почва. Нечто подобное есть, например, на дне лагун Барбуды. Собственно, кембрий стал началом формирования почвообразных отложений на морском дне.

Пожиратели времени

Конечно, Дарвин смог открыть только часть головоломки, лежащей теперь перед нами. Черви на грядках – лишь малый ее фрагмент. Чтобы в полной мере оценить роль червей, нужно переключиться с почвы на мировой океан. Мы считаем само собой разумеющимся, что морская вода сверху донизу насыщается газообразным кислородом, который в процессе фотосинтеза вырабатывают морские и наземные растения. В противном случае вода в морях стала бы стоячей, как летом в неухоженном пруду. Токсичные газы выходили бы на поверхность – особенно там, где проходят поверхностные течения, например у калифорнийских и перуанских берегов. Не так уж плохо, скажете вы. Во-первых, в оседающем иле могут найтись ценные металлы, а во-вторых, Лос-Анджелес может навсегда исчезнуть. Но есть и минусы. Стабильность климата Земли нарушилась бы, поскольку концентрация кислорода и углерода всегда тесно связана с другими климатическими факторами. Кроме того, из-за падения уровня кислорода, необходимого для питания мозга, разумных существ станет еще меньше, чем теперь.

Очевидно, что осуществляемый растениями фотосинтез сделал возможной вентиляцию океанов. Но картина несколько сложнее. Важную роль в этом играют и многоклеточные животные. Животные и растения вместе чистят “мусорные корзины” и “сточные канавы” планеты. В кембрийском периоде недавно возникшие животные, по-видимому, помогали избавиться и от “смога”, висевшего над морским дном[223]. Очистку животные проводили, как и теперь, “подметая” детрит, особенно в “ночную смену”, когда зоопланктон (веслоногие рачки, криль и т. д.) всплывает на поверхность, чтобы поедать остальной планктон. Вся органика аккуратно упаковывается вместе с глиной и минеральными веществами в продукты пищеварения (пеллеты). Крошечные копролиты быстро достигают дна. Великодушный зоопланктон ежедневно очищает Мировой океан сверху донизу[224].

Но в докембрийском океане, до появления зоопланктона, условия жизни над и под дном, вероятно, напоминали Нью-Йорк во время забастовки мусорщиков. Дно и иногда даже придонные слои полнились чем-то вроде выбросов плавильного завода: смесью ржавчины, свинца, мышьяка и сульфидов металлов. Если бы мы в воскресный денек в конце докембрия навестили огород Дарвина, лежавший тогда глубоко под дном, нас моментально поглотили бы клубы сероводорода и метана, так что без защитных костюмов было бы не обойтись. Кадмий и мышьяк покрывали бы “овощи”: водоросли и лишайники. А если бы к нам присоединились черви и медузы, то они бы погибли, поскольку кислорода для них оказалось бы мало. Жаловаться, впрочем, бессмысленно: такими были правила игры.

Перемены, принесенные кембрийским “цирком червей”, поистине грандиозны. Миллиарды лет под песком и илом скапливались ядовитые для высокоорганизованных форм жизни водород и токсичные металлы. Но теперь ходы червей, по-видимому, создали нечто вроде вентиляционных каналов, позволяющих кислороду достигать слоев, где прежде его не было. Это, в свою очередь, сильно повлияло на физико-химические свойства дна[225]. Кроме того, богатые кальцием скелеты новых животных сыграли роль таблеток от несварения, не допускающих скопления на морском дне гуминовых кислот и токсичных отходов.

Что касается токсичных металлов, то здесь на первый план выступили фосфоритные конкреции. В “затерянном мире”, предшествовавшем “цирку червей”, фосфориты могли накапливаться непосредственно на дне. Это служило ловушкой, которая консервировала клетки пойманных организмов прежде, чем они успевали разложиться. Результат работы таких ловушек можно наблюдать в торридонских песчаниках и Доушаньто. Но с появлением почти в начале кембрия “цирка червей” деятельность животных на дне, по-видимому, значительно усилила процессы перемешивания и взбалтывания осадка. Клетки на поверхности дна проглатывались и переваривались червями. Дно стало напоминать почву. По всей видимости, эти процессы благотворно сказались на биосфере: они улучшили круговорот веществ, причем это касалось и органических молекул. Деятельность животных также снизила уровень, на котором фосфориты и другие минералы выпадали в осадок. Теперь они могли осаждаться и накапливаться только на некотором расстоянии под поверхностью дна. Это означало, что и “пахучие” бактериальные зоны сместились ниже. Всем замечательным докембрийским ископаемым – клеткам, эмбрионам, водорослям, чарниям, перед тем как попасть в эти глубокие слои, было необходимо пройти через кишечный тракт червей (и, скорее всего, не один раз). Поэтому они сохранялись немногим лучше, чем сохранился бы навоз (рис. 22). Волшебство исчезло. “Затерянный мир” Дарвина буквально был пожран[226].

Ахмелвих

Пока я записывал эти последние мысли, моя небольшая группа решила вернуться в Шотландию, на побережье в районе Лох-Ассинта и Лохинвера. У меня в памяти навсегда остался небольшой залив Ахмелвих, который позволил мне связать все вышеизложенное воедино. Когда мы приехали туда, море было спокойным. Отлив обнажил пляж с белым песком. В прозрачной воде колыхались, подобно косяку пьяных русалок, бурые водоросли, каждая размером с иву.

Рис. 22. Иллюстрация биологического переворота в поверхностном слое (около 10 см) морского дна. Он начался около 630 млн лет назад (слева), продолжился в эдиакарском периоде (центр) и завершился около 540 млн лет назад, в кембрии (справа). Айсберг с падающими камнями (вверху слева) обозначает криогений. Справа, в кембрии, мы наблюдаем появление животных со скелетом, в т. ч. червей со скелетами-трубками, археоциат и трилобитов. Тогда же началось глубокое вентилирование дна. “Цирк червей” и появление скелетных структур полностью изменили химический состав дна. В докембрии быстрое накопление минералов на дне приводило к довольно эффективному “бальзамированию” клеток и тканей, принадлежащих, например, эдиакарским организмам. После кембрийского взрыва постоянное перемешивание донных отложений закрыло это окно, позволяющее наблюдать за жизнью организмов. С другой стороны, сохранность докембрийских окаменелостей оказалась лучше, чем мечталось Дарвину.

Залива Ахмелвих слегка касается Гольфстрим. Остатки теплых тропических вод ласкают берега, обрамленные древними утесами из кристаллических льюисских гнейсов. К северу от залива лежат скалы из желтовато-коричневого и шоколадного песчаника: это бывшие берега озера Жизни, оставившего нам сокровища в фосфоритных слоях и глинистых сланцах. Западнее виднеются горы со следами в виде трубочек.

Я встал на колени, чтобы рассмотреть в увеличительное стекло горсть белого песка. Взгляду предстали мириады крошечных раковин, точно таких же, какие я видел когда-то на Барбуде: остатки кораллиновых водорослей, фораминифер, губок, моллюсков и морских ежей. Похоже на эхо кембрийского взрыва. А еще это было напоминание о тех, с кем я столкнулся, пытаясь разгадать загадку: о Хью Миллере, Джоне Солтере, Роберте Фицрое, Уильяме Карпентере, Кросби Мэтьюсе и многих других.

По всему берегу валяются обломки торридонских песчаников – это остатки русел древних (старше 1 млрд лет) рек. А в булыжниках укрыта кварцевая галька, которая гремела в потоке после того, как 2 млрд лет назад ее вымыло из яшмовых скал. А в гальке можно отыскать микроскопические окаменелости, принадлежащие миру, который исчез еще раньше.

Но эту историю отложим до другого раза.

Литература

Ansted, D. T. The Physical Geography and Geology of the County of Leicestershire. London: Westminster, 1866.

Antcliffe, J. B., and M. D. Brasier Charnia at fifty: developmental models for Ediacaran fronds // Palaeontology 51 (2008): 11–26.

Bailey, J. V., Joye, S. B., Kalanetra, K. M., Flood, B. E., and F. A. Corsetti Evidence of giant sulphur bacteria in Neoproterozoic phosphorites // Nature 445 (2007): 198–201.

Bak, P. How Nature Works. The Science of Self-organized Criticality. Oxford: Oxford University Press, 1997.

Ball, P. The Self-Made Tapestry. Pattern Formation in Nature. Oxford: Oxford University Press, 1999.

Barghoorn, E., and S. Tyler Microfossils from the Gunflint chert // Science 147 (1965): 563–577.

Bengtson, S., and Y. Zhao Fossilized metazoan embryos from the earliest Cambrian // Science 277 (1997): 1645–1648.

Bottjer, D. J., Hagadorn, J. W., and S. Q. Dornbos The Cambrian substrate revolution // GSA Today 10 (9) (2000): 1–7.

Brasier, M. D. An outline history of seagrass communities // Palaeontology 18 (1975): 681–702.

Brasier, M. D. The Cambrian radiation event / In: House, M. R., ed. The Origin of Major Invertebrate Groups // Systematics Association Special Vol. 12 (1979): 103–159.

Brasier, M. D. The Cambrian Explosion and the slow burning fuse // Science Progress, Millennium Edition 83 (2000): 77–92.

Brasier, M. D., and J. B. Antcliffe Decoding the Ediacaran Enigma // Science 305 (2004): 1115–1117.

Brasier, M. D., and R. H. T. Callow Changes in the patterns of phosphatic preservation across the Proterozoic-Cambrian transition // Memoirs of the Association of Australasian Palaeontologists 34 (2007): 377–389.

Brasier, M. D., and J. F. Lindsay A billion years of environmental stability and the emergence of eukaryotes. New data from northern Australia // Geology 26 (1998): 555–558.

Brasier, M. D., Antcliffe J. B., and R. Callow Evolutionary trends in remarkable preservation across the Ediacaran – Cambrian transition and the impact of Metazoan Mixing / In: Allison, P., and D. J. Bottjer, eds. Taphonomy: Process and Bias Through Time. New York: Plenum Press, 2009.

Brasier, M. D., Cowie, J. W., and M. E. Taylor Decision on the Precambrian – Cambrian boundary stratotype // Episodes 17 (1994): 3–8.

Brasier, M. D., Dorjnamjaa, D., and J. F. Lindsay The Neoproterozoic to early Cambrian in southwest Mongolia // Geological Magazine 133 (1996): 365–369.

Brasier, M. D., Green, O., and G. Shields Ediacarian sponge spicules from southwestern Mongolia and the origins of the Cambrian fauna // Geology 25 (1997): 303–306.

Brasier, M. D., Rozanov, A. Yu., Zhuravlev, A. Yu., Corfield, R. M., and L. A. Derry A carbon isotope reference scale for the Lower Cambrian succession in Siberia: Report of IGCP Project 303 // Geological Magazine 131 (1994): 767–783.

Briggs, D. E. G., and P. E. Crowther Palaeobiology II. Oxford: Blackwell, 2001.

Briggs, D. E. G., Erwin, D. H., and F. J. Collier The Fossils of the Burgess Shale. Washington DC: Smithsonian Institution Press, 1994.

Browne, J. Charles Darwin. Voyaging. London: Pimlico, Random House, 2003a.

Browne, J. Charles Darwin. The Power of Place. London: Pimlico, Random House, 2003b.

Bryson, B. A Short History of Nearly Everything. London: Black Swan, 2003.

Burkhardt, F., ed. Charles Darwin’s Letters: A Selection. Cambridge: Cambridge University Press, 1996.

Buss, L. W., and A. Seilacher The phylum Vendobionta: a sister group to the Eumetazoa // Palaeobiology 20 (1) (1994): 1–4.

Canfield, D. E., Poulton, S. W., and G. M. Narbonne Late-Neoproterozoic deep-ocean oxidation and the rise of animal life // Science 315 (2006): 92–95.

Carpenter, W. B. The Microscope and its Revelations. London: J. & A. Churchill, 1891.

Cavalier-Smith, T, Brasier, M. D., and T. M. Embly, eds. Major steps in cell evolution: palaeontological, molecular and cellular evidence of their timing and global effects // Philosophical Transactions of the Royal Society, Series B, vol. 361 (2006).

Chambers, R. Vestiges of the Natural History of Creation. London: George Routledge and Sons, 1844.

Conan Doyle, S. The Lost World. London: Hodder & Stoughton, 1912.

Cloud, P. E. and C. Nelson Phanerozoi-Cryptozoic and related transitions // Science 154 (1966): 766–770.

Conway Morris, S. The Crucible of Creation. The Burgess Shale and the Rise of Animals. Oxford: Oxford University Press, 1998.

Conway Morris, S. Life’s Solution. Inevitable Humans in a Lonely Universe. Cambridge: Cambridge University Press, 2003.

Cowie, J. W., and M. D. Brasier, eds. The Precambrian-Cambrian Boundary. Oxford Monographs in Geology and Geophysics, No. 12. Oxford: Clarendon Press, 1989.

Cribb, S., and J. Cribb Whisky on the Rocks. Origins of the Water of Life. Nottingham: British Geological Survey, 1998.

Cross, A. B. Charnwood Poems. Nuneaton: Chronicle Press, 1928.

Cutler, A. The Seashell on the Mountain Top. London: Arrow Books, 2004.

Daly, R. A. Direct chemical evidence from truly ancient seas. The limeless ocean of pre-Cambrian time // American Journal of Science 23 (1907): 93-115.

Darwin, C. On the formation of vegetable mold // Transactions of the Geological Society, London, vol. V (1837): 505.

Darwin, C. Journal of Researches into the Geology and Natural History of the various countries visited by HMS Beagle. 2nd edn. London, 1845.

Darwin, C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. 1st edn. London: John Murray, 1859.

Darwin, C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. 3rd edn. London: John Murray, 1861.

Darwin, C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection. 6th edn. London: John Murray, 1872.

Darwin, C. Vegetable Mould and Earthworms. London: John Murray, 1881.

Darwin, C. Journal of Researches. London: Ward Lock & Co., 1897.

Darwin, E. Zoonomia, or the Laws of Organic Life. 2 vols. Dublin (printed for P. Burne and W. Jones), 1794–1796.

David. T. W. E., and R. J. Tillyard Memoir on Fossils of the Late Precambrian (Newer Proterozoic) from the Adelaide Series, South Australia. Sydney, Australia: Angus and Robertson Ltd., 1936.

Dawson, J. W. The Geological History of Plants. London: Kegan Paul, Trench & Co., 1888.

Desmond, A., and J. Moore Darwin. Londom: Penguin, 1992.

Donoghue, P. C. J., Bengtson, S., Dong, X., Gostling, N. J., Huldtgren, T., Cunningham, J. A., Yin, C., Zhao, Y., Peng, F., and M. Stampanoni Synchrotron X-ray tomographic microscopy of fossil embryos // Nature 442 (2006): 680–683.

Emsley, J. The Shocking History of Phosphorus: A Biography of the Devil’s Element. London: McMillan, 2000.

Fedonkin, M. A. Systematic description of the Vendian Metazoa / In: Sokolov, B. S., and A. B. Iwanowski, eds. The Vendian System. Vol. I. Palaeontology. Berlin: Springer-Verlag, 1990: 71-120.

Fedonkin, M. A., Gehling, J. G., Grey, K., Narbonne, G. M., and P. Vickers-Rich The Rise of Animals: Evolution and Diversification of the Kingdom Animalia. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2007.

Fedonkin, M. A., and B. M. Waggoner The late Precambrian fossil Kimberella is a mollusc like bilatarian organism // Nature 388 (1997): 868–871.

Fike, D. A., Grotzinger, J. P., Pratt, L. M., and R. E. Summons Oxidation of the Ediacaran Ocean // Nature 444 (2006): 744–747.

Ford, T. Pre-Cambrian fossils from Charnwood Forest // Proceedings of the Yorkshire Geological Society 31 (1958): 211–217.

Ford, T. Charnia masoni – 50th Birthday Party // Mercian Geologist 16 (2007): 280–284.

Fortey, R. Trilobite! Eyewitness to Evolution. London: HarperCollins, 2000.

Gabbott, S., Hou Xian-guang, Norry, M., and David Siveter Preservation of Early Cambrian animals of the Chengjiang biota // Geology 32(10) (2004): 901–904.

Gehling, J. G. Earliest known echinoderm – a new Ediacaran fossil from the Pound Supergroup of South Australia // Alcheringa 11 (1987): 337–345.

Germs, G. J. B. New shelly fossils from Nama Group, South West Africa // American Journal of Science 272 (1972): 752–761.

Glaessner, M. F. The Dawn of Animal Life. A Biohistorical Study. Cambridge: Cambridge University Press, 1984.

Glaessner, M. F., and M. Wade The late Precambrian fossils from Ediacara, South Australia // Palaeontology 9 (1966): 599–628.

Goldring, R., and C. N. Curnow The stratigraphy and facies of the late Precambrian at Ediacara, South Australia // Journal of the Geological Society of South Australia 14 (1967): 195–214.

Gould, S. J. Wonderful Life. The Burgess Shale and the Nature of History. New York: W. W. Norton and Co., 1989.

Grazhdankin, D. Patterns of distribution in the Ediacaran biotas. Facies versus biogeography and evolution // Paleobiology 30 (2004): 203–221.

Grazhdankin, D., and G. Gerdes Ediacaran microbial colonies // Lethaia 40 (2007): 201–210.

Grotzinger, J. P., Watters, W. A., and A. H. Knoll Calcified metazoans in thrombolite-stromatolite reefs of the terminal Proterozoic Nama Group, Namibia // Paleobiology 26 (2000): 334–359.

Guillaume, L., and H. Le Guyader The Tree of Life. Paris: Éditions Belin, 2006.

Gürich, G. Die Kuibis-Fossilien der Nama-Formation von Sudwestafrika // Paläontologische Zeitschrift 15 (1933): 137–154.

Hallam, A. Great Geological Controversies. Oxford: Oxford University Press, 1983.

Harland, W. B. The Precambrian – Cambrian boundary / In: Holland, C. H., ed. Cambrian of the British Isles, Norden and Spitsbergen. London: Wiley, 1974: 15–42.

Heath, P. The Philosopher’s Alice. New York: St. Martin’s Press, 1974.

Herbert, S. Charles Darwin, Geologist. Ithaca and London: Cornell University Press, 2005.

Hockney, D. Secret Knowledge. Rediscovering the Lost Technology of the Old Masters. London: Thames and Hudson, 2001.

Hoffman, P. F., and D. P. Schrag The Snowball Earth hypothesis: testing the limits of global change // Terra Nova 14 (2002): 129–155.

Hou, Xian-Guang, Aldridge, R. J., Bergström, J., Siveter, David, J., Siveter, Derek, J., and X. H. Feng Cambrian fossils of Chengjiang, China. Oxford: Blackwell Scientific, 2004.

House, M. R., ed. The Origin of Major Invertebrate Groups. Systematics Association, Special Vol. 12. London: Academic Press, 1979.

Huxley, T. H. Discourses: Biological and Geological. London: Macmillan, 1894.

Jardine, L. The Curious Life of Robert Hooke. The Man Who Measured London. London: HarperCollins, 2004.

Kemp, M. Leonardo da Vinci. The Marvellous Works of Nature and Man. Oxford: Oxford University Press, 2006.

Knauth, L. P. Temperature and salinity history of the Precambrian ocean: implications for the course of microbial evolution // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 219 (2005): 53–69.

Knoll, A. H. Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2003.

Knoll, A. H., Walter, M. R., Narbonne, G. M., and N. Christie-Blick A new period for the geologic time scale // Science, Washington 305 (5684) (2004): 621.

Landing, E., Narbonne, G. M., and P. Myrow Trace Fossils, Small Shelly Fossils and the Precambrian – Cambrian Boundary // New York State Museum Bulletin 463 (1988).

Leach, S., Smith, I. and C. Cockell Conditions for the Emergence of Life on the Early Earth // Philosophical Transactions of the Royal Society, Series B, vol. 361, Number 1474 (2006): 1673–1894.

Lipps, J. H., and P. W. Signor, eds. Origin and Evolution of the Metazoa. New York: Plenum, 1992.

Logan, G. A., Hayes, J. M., Hieshima, G. B., and R. E. Summons Terminal Proterozoic reorganisation of biogeochemical cycles // Nature 376 (1995): 53–56.

Lyell, C. Principles of Geology. 5th edn. 4 vols. London: John Murray, 1837.

Lyell, C. Principles of Geology. 8th edn. 1 vol. London: John Murray, 1850.

Lyell, C. Principles of Geology. 9th edn. London: John Murray, 1853.

Lyell, C. Elements of Geology. 6th edn. London: John Murray, 1865.

Lyell, C. The Student’s Elements of Geology. London: John Murray, 1871.

MacDougall, D. Frozen Earth: The Once and Future Story of Ice Ages. Berkley, CA: University of California Press, 2006.

McIlroy, D., and G. A. Logan The impact of bioturbation on infaunal ecology and evolution during the Proterozoic – Cambrian transition // Palaios 14 (1) (1999): 58–72.

McIlroy, D., Logan, G. A., Worden, R. H., and S. J. Needham Faeces, clay minerals and reservoir potential // Journal of the Geological Society, London 160 (2003): 489–493.

McIlroy, D., Logan, G. A., Crimes, T. P., and J. C. Pauley Fossils and matgrounds from the Neoproterozoic Longmyndian Supergroup, Shropshire, UK // Geological Magazine 142 (4) (2005): 441–455.

McIntyre, D. B., and A. McKirdy James Hutton, the Founder of Modern Geology. Edinburgh: The Stationery Office, 1997.

McMenamin, M. The Garden of Ediacara. New York: Columbia University Press, 1998.

Marletaz, F., et al. Chaetognath phylogenomics: a protostome with deuterostome-like development // Current Biology 16 (2006): R577-R578.

Mayr, E. What Evolution Is. London: Weidenfeld and Nicolson, 2002.

Miller, H. The Old Red Sandstone, or New Walks in an Old Field. Edinburgh: Thomas Constable & Co., 1858.

Morton, John King of Siluria. How Sir Roderick Murchison changed the face of Geology. Horsham, Sussex: Broken Spectre Publishing, 2004.

Narbonne, G. Modular construction in the Ediacara biota // Science 315 (2004): 1141–1144.

Outram, D. Georges Cuvie: Vocation, Science and Authority in Post-Revolutionary France. Manchester: Manchester University Press, 1984.

Owen, R. Lectures on the Comparitive Anatomy and Physiology of Invertebrate Animals, Delivered at the Royal College of Surgeons. London: Longman, 1855.

Parker, A. In the Blink of an Eye: The Cause of the Most Dramatic Event in the History of Life. London: Free Press, 2003.

Peach, B. N., Horne, J., Gunn, W., Clough, C. T., Hinxman, L. W., and J. J. H.Teall The Geological Structure of the North-West Highlands of Scotland // Memoirs of the Geological Survey of Great Britain, 1907.

Peat, C. Precambrian microfossils from the Longmyndian of Shropshire // Proceedings of the Geological Association 5 (1984): 17–22.

Peat, C., and W. Diver First signs of life on Earth // New Scientist 95 (1982): 776–778.

Pflüg, H. D. Systematik der jung-präkambrischen Petalonamae // Paläontologische Zeitschrift 46 (1972): 5667.

Qian, Y., and S. Bengtson Palaeontology and Biostratigraphy of the Early Cambrian Meishucunian Stage in Yunnan Province, South China // Fossils & Strata 24 (1989): 1-156.

Raup, D. M. Geometric analysis of shell coiling: general problems // Journal of Paleontology 40 (1966): 1178–1190.

Runnegar, B. Oxygen requirements, biology and phylogenetic significance of the late Precambrian worm Dickinsonia, and the evolution of the burrowing habit // Alcheringa 6 (1982): 223–239.

Rupke, N. A. Richard Owen: Victorian Naturalist. New Haven and London: Yale University Press, 1994.

Salter, J. W. On fossil remains in the Cambrian rocks of the Longmynd and North Wales // Quarterly Journal of the Geological Society 12 (1856): 246–251.

Salter, J. W. On annelide burrows and surface markings from the Cambrian rocks of the Longmynd // Quarterly Journal of the Geological Society 13 (1857): 199–207.

Schopf, J. W. The Cradle of Life. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1999.

Secord, J. Controversy in Victorian Geology. The Cambrian – Silurian Dispute. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1986.

Seilacher, A. Vendobionta and Psammocorallia: lost constructions of Precambrian evolution // Journal of the Geological Society of London 149 (1992): 607–613.

Selden, P., and J. Nudds Evolution of Fossil Ecosystems. London: Manson Publishing, 2004.

Sollas, W. J. The Age of the Earth and Other Geological Studies. London: T. Fisher Unwin, 1905.

Spencer, F. Piltdown: A Scientific Forgery. Oxford: Oxford University Press, 1990.

Sprigg, R. C. Early Cambrian (?) jellyfishes from the Flinders Ranges South Australia // Transactions of the Royal Society of South Australia 71 (1947): 212–224.

Sprigg, R. C. Early Cambrian “jellyfishes” of Ediacara, South Australia and Mount John Kimberley District, Western Australia // Transactions of the Royal Society of South Australia 73 (1949): 72–99.

Sprigg, R. C. Geology is Fun. Adelaide: Reg Sprigg, 1989.

Stewart, I. What Shape is a Snowflake? London: Weidenfeld & Nicolson, 2001.

Temple, R. The Crystal Sun. Rediscovering a Lost Technology of the Ancient World. London: Arrow Books, 2000.

Twemlow, G. Facts and Fossils Adduced to Prove the Deluge of Noah and Modify the Transmutation System of Darwin with Some Notices Regarding Indus Flint Cores. Guildford: Simpkin, Marshall & Co., 1868.

Walcott, C. D. Precambrian fossiliferous formations // Bulletin of the Geological Society of America 10 (1899): 199–244.

Walker, G. Snowball Earth. London: Bloomsbury, 2004.

Watts, W. W. The Geology of the Ancient Rocks of Charnwood Forest. Leicester: Backus, 1947.

Weinberg, S. H. A Fish Caught in Time. The Search for the Coelacanth. London: Fourth Estate, 1999.

Xiao, S., Yu Zhang, and H. Knoll Three-dimensional preservation of algae and animal embryos in a Neoproterozoic phosphorite // Nature 391 (1998): 553–558.

Xiao, S., Yu Zhang, and H. Knoll Fossil preservation in the Neoproterozoic Doushantuo phosphorite lagerstätte, South China // Lethaia 32 (1999): 219–240.

Розанов А. Ю., Воронин Ю. И., Воронова Л. Г., Григорьева Н. В., Дроздова Н. А. Граница докембрия и кембрия в геосинклинальных областях (опорный разрез Саланы-Гол, МНР). М.: Наука, 1982. – Труды Совместной Советско-Монгольской палеонтологической экспедиции. Вып. 18.

Розанов А. Ю., Миссаржевский В. В., Волкова Н. В. Томмотский ярус и проблема нижней границы кембрия. М.: Наука, 1969. – Труды ГИН АН СССР. Т. 206.

Фотографии

Кабинет Чарльза Дарвина: здесь он работал над книгой “Происхождение видов”.

Зеленые нити цианобактерий (могут встречаться в цианобактериальных матах, как на острове Барбуда), диатомовые водоросли (похожи на продолговатые коробочки), псевдоподии фораминифер. Размер поля зрения – около половины миллиметра.

Коллекция Жоржа Кювье в парижском Музее естественной истории.

Обнажение Улахан-Сулугур у реки Алдан (Якутия). Окаменелости томмотского яруса появляются на уровне красной породы.

Эти склоны содержат некоторые из фосфатизированных кембрийских организмов и их фрагментов. Город Майдипин, провинция Хунань, Китай.

Монгольское селение в предгорьях Гобийского Алтая. Окрестные холмы скрывают остатки древнейших животных.

Флаг “Проекта 303” Международной программы геологической корреляции. Слева на снимке монгольский геолог Доржийн Доржнамжаа, справа – Рэйчел Вуд. Гобийский Алтай.

"Цирк червей". Порода с гельминтоидами и другими следами, отмечающими начало кембрийского взрыва. Форчун, остров Ньюфаундленд, Канада.

Отпечаток фрактофузуса (Fractofusus). Мистейкен-Пойнт, остров Ньюфаундленд, Канада. Длина окаменелости – около 20 см.

Отпечаток чарнии (Charnia). Чарнвуд-Форест, Англия. Длина окаменелости – около 20 см.

Отпечаток дикинсонии (Dickinsonia) из Эдиакарских гор (хребет Флиндерс, Австралия). Длина окаменелости – около 5 см.

В поисках дикинсоний и других окаменелостей эдиакарского периода. Хребет Флиндерс, Австралия.

Проба породы, взятая в 1856 г. со дна Атлантического океана (справа), сопоставлена с экземпляром эозоона из Квебека (Канада). Ширина поля зрения – около 4 см.

Фосфатизированное скопление клеток (около 0,2 мм), прорывающих оболочку цисты. Озеро Лох-Торридон, Шотландия. Возраст породы – 1 млрд лет.

Фосфатизированные скопления клеток. Озеро Лох-Торридон. Размер клетки – около 0,15 мм.

Напоминающие колбы фосфатизированные клетки (около 0,6 мм) простейших. Озеро Лох-Торридон.

Примечания

1

Darwin 1859: 308.

2

Таким мы сейчас видим Ричарда Оуэна. См., например: Desmond and Moore 1992. Рупке отнесся к Оуэну доброжелательнее. См.: Rupke 1994.

3

См., например: Desmond and Moore 1992; Burkhardt 1996. Суждения самого Дарвина об Оуэне с течением времени становились все более резкими. В первом издании “Происхождения видов” (Darwin 1859: 329) Оуэн назван им “нашим великим палеонтологом”. В последней редакции (Darwin 1871: 301) значится только: “профессор Оуэн”.

4

Browne 2003a; Browne 2003b.

5

Об эволюции в понимании Дарвина см.: Mayr 2002.

6

Мендель проводил эксперименты в 1858–1863 гг., но результаты не обнародовал до 1866 г.

7

Кювье одним из первых задумался об этом. В 1812 г. он писал: “Грозные события нередко возмущали жизнь на этой планете… Но что еще удивительнее, сама жизнь существовала на земном шаре не всегда, и нетрудно… указать точное место, где она впервые оставила следы”. См.: Outram 1984: 156.

8

Чарльз Дарвин, еще не будучи знаменитым биологом, уже был геологом. В 1830-х гг. он вместе с Адамом Седжвиком проследил “азойские” породы в Уэльсе, а также (самостоятельно) в Южной Америке. О Дарвине-геологе см.: Herbert 2005.

9

Darwin 1872: 286.

10

В 1859 г. границу докембрия и кембрия, как правило, считали границей между “примордиальным” и “силурийским” временем – или “азойским” и “силурийским”. См.: Secord 1986.

11

В апреле 1978 г. я имел честь помогать в организации (вместе с Майклом Хаусом) первого в истории международного симпозиума, посвященного кембрийскому взрыву и происхождению основных групп беспозвоночных. См.: Brasier 1979; House 1979.

12

Дарвин вслед за Мерчисоном относил старейшие из известных ему окаменелостей к силурийскому периоду. После долгого спора эти породы отнесли к кембрийскому (по Седжвику) периоду. См.: Secord 1986.

13

Darwin 1859: 306. Любопытно сравнить текст разных изданий. Например: “Есть еще подобная же трудность, и еще более серьезная. Это то обстоятельство, что некоторые виды, принадлежащие к одному подразделению (в 6-м издании – “виды, принадлежащие к различным главным подразделениям животного царства”; см.: Darwin 1872: 285–286), внезапно появляются в самых нижних из известных нам пород с ископаемыми остатками… У меня нет сомнений в том, что все силурийские (“кембрийские и силурийские” в 6-м издании; см.: Darwin 1872: 286) трилобиты произошли от какого-нибудь одного ракообразного, которое должно было существовать задолго до силурийского (стало – “кембрийского”) периода и которое, вероятно, сильно отличалось от всех известных нам животных”.

14

Darwin 1859: 307. К 6-му изданию (Darwin 1872: 286) Дарвин не только изменил “силур” на “кембрий”, но и исправил “моя теория” на просто “теория”. Исчезло и упоминание о “неизвестных периодах времени”.

15

Conan Doyle 1912.

16

На кораблях английского ВМФ издавна плавали натуралисты. Вспомним, например, Джозефа Бэнкса (1768–1771) и Чарльза Дарвина (1831–1836), не говоря уже о злополучной экспедиции Джона Франклина (1845–1848). В собственной одногодичной (1970) экспедиции и я делил кров с офицерами, помогал составлять навигационные карты и проводить глубинное зондирование, а также принимал участие в церемониях, официальных и неофициальных.

17

Гидрографическая служба ВМФ стала формироваться после экспедиции Джеймса Кука (с 1768 г.) и была официально учреждена в 1795 г. Многие места на планете теперь названы в честь этих путешественников и их кораблей: река Бак, пролив Барроу, Бассов пролив, море Бофорта, вулкан Эребус и т. д.

18

Одной из целей экспедиции кораблей “Фокс” и “Фон” было изучение рифов и лагун, прежде чем развитие торгового мореплавания станет угрожать этим экосистемам (что впоследствии и произошло) и прежде чем новый Панамский канал непосредственно соединит Тихий и Атлантический океаны и поставит биоценозы Карибского моря под угрозу (канал, к счастью, не был построен). Рифы и лагуны Барбуды, о которых я рассказываю, теперь представляют собой часть морского заповедника Паластер-Риф, учрежденного в 1973 г. правительством Антигуа и Барбуды. Увы, рифы Антигуа и Барбуды оказались под угрозой из-за деятельности человека. И сами коралловые рифы, и обитающие там рыбы постепенно исчезают. Наибольшую опасность представляет собой чрезмерный вылов рыбы. В этой главе я вспоминаю, какими в 1970 г. мы увидели эти рифы и лагуны.

19

На разных этапах мне помогали: Том Бернард, Алек Смит, Джон Скотт, Питер Уигли, Джон Райт, Дэвид Стоддарт и Питер Гиббс.

20

Эта работа в основном продолжилась в лаборатории в старом, времен войны, ниссеновском бараке на задворках Университетского колледжа в Лондоне. Этот барак, довольно удачно расположенный, помещается около Музея египетской археологии им. Флиндерса Петри, в дальнем конце садика дома на Гоуэр-стрит, где в 1838–1842 гг., после путешествия на “Бигле”, жил Дарвин с женой. Именно здесь у него появилась привычка ежедневно прогуливаться.

21

О современном древе жизни см.: Guillaume and Le Guyader 2006; Briggs and Crowther 2001.

22

Слово “симбиоз” означает “сосуществование”, что может подразумевать и паразитизм. Симбиоз кораллов и динофлагеллят – пример мутуализма, то есть взаимовыгодного симбиоза.

23

Благодаря молекулярным данным представления о древе эукариот претерпели значительные изменения, и теперь оно выглядит скорее как пышный куст, а большую часть его ветвей занимают протисты. Фораминифер относят к супергруппе SAR (Stramenopiles + Alveolata + Rhizaria). Например, см.: Walker, G., Dorrell, R.G., Schlacht, A., and J.B. Dacks Eukaryotic systematics: a user’s guide for cell biologists and parasitologists // Parasitology 2011, 138(13), pp.1638–1663. – Прим. науч. ред.

24

Darwin 1794.

25

Кювье еще в 1812 г. писал о четырех планах строения тела. Он выделял животных: 1) “лучистых” (кораллы, медузы и иглокожие), 2) моллюсков (двустворчатые, брюхоногие, головоногие), 3) “членистых” (ракообразные, пауки, насекомые и черви), 4) позвоночных (от рыб до человека). См.: Outram 1984; Rupke 1994. О том, являются ли губки животными (ведь они не двигаются и не имеют органов), долго спорили. Учитель Дарвина Роберт Грант открыл у губок фильтрацию. Ричард Оуэн, не составивший о них мнения, не упомянул их в своих Хантеровских лекциях о беспозвоночных. См., например: Owen 1855. Отсутствие головы у иглокожих также обусловило их менее высокое по сравнению с нынешним (сестринская по отношению к хордовым группа) положение. Кювье считал, что указанные им первичные планы строения тела никогда не перекрывались, однако, по мнению Этьена Жоффруа Сент-Илера, между ними все же могут иметься связи. См.: Rupke 1994.

26

Кювье отстаивал постоянство видов и более высоких таксонов (например, семейств и классов) животных. Новые виды “создаются” после массового вымирания в конце всякого крупного геологического периода. Это подразумевало новое творение с наступлением нового геологического периода.

27

Ламарк не верил в многократные случаи творения и полагал, что повадки и “усовершенствования”, приобретенные одним поколением, могут наследоваться потомками этих животных.

28

Оуэна часто называли “английским Кювье”. При этом его взгляды с течением времени изменялись. В 1850-х гг. Оуэн перешел с позиций Кювье к представлениям о направляемой Богом эволюции. См.: Rupke 1994. Конечно, Дарвин не считал состоятельной гипотезу о неоднократных актах творения. Сам он предполагал происхождение жизни от одного предка, жившего в докембрии. По Дарвину, такие изменения, направляемые естественным отбором, происходили чрезвычайно медленно. Как и Лайель, Дарвин ставил под сомнение данные о массовых вымираниях. Теперь подтверждено не менее семи таких событий.

29

С одной из групп архей: асгардархеями. – Прим. науч. ред.

30

Об этом все еще горячо спорят. См.: Cavalier Smith et al. 2006.

31

Briggs and Crowther 2001; Guillaume and Le Guyader 2006.

32

Хотя применение метода молекулярных часов к докембрию можно счесть примером слабой индуктивной логики, они могут многое дать нам.

33

Это тезис одной из моих первых работ. См.: Brasier 1975.

34

Пер. К. Бальмонта. – Прим. пер.

35

Роланд первым стал изучать экологию эдиакарской биоты. См.: Goldring and Curnow 1967.

36

Палеонтологический музей воплощает интеллектуальный дух Великой французской революции и наполеоновской эпохи. Здесь можно разделить восхищение французских ученых сходством человека с другими живыми существами. (И все это в стенах прекрасного здания.)

37

Жорж Кювье родился в 1769 и умер в 1832 г. См.: Outram 1984.

38

Кое-кто не соглашается считать археоциат губками лишь ввиду наличия пор и каналов. Ведь у археоциат нет спикул, которые всегда считались характерным признаком губок. Некоторые ученые, например Дороти Хилл из Квинслендского университета в 1972 г., на этом основании выделили археоциат в отдельный тип. Другие (например, Джек Сепкоски из Чикагского университета) полагают, что археоциаты развивались слишком быстро и не успели побыть губками. Спорят, не были ли эти создания известковыми водорослями. Рэйчел Вуд из Кембриджа и другие ученые сделали важное открытие: у многих ископаемых и современных губок (в том числе у строматопор в девонском периоде и сфинктозоа – в меловом) скелет сложен из плотного слоя карбоната кальция. Археоциаты появились в результате первого из многих подобных экспериментов. Сейчас они считаются самостоятельной вымершей группой.

39

Граница докембрия и кембрия – важнейшая в геологической летописи нулевая точка, и в 1992 г., при ее определении, мне выпала честь председательствовать в собрании. В этом отношении огромны заслуги Джона Кауи (Бристоль). См.: Cowie and Brasier 1989; Lipps and Signor 1992.

40

О том, что мы узнали от трилобитов, см.: Fortey 2000. Также см.: Briggs and Crowther 2001.

41

Darwin 1859: 308.

42

“Томмотскую библию” см.: Розанов и др. 1969. Сравнительно недавние данные о сибирских разрезах (на английском языке) см.: Lipps and Signor 1992.

43

Палеонтологический музей в Москве – неотъемлемая часть Палеонтологического института РАН. Он интересен, кроме своей архитектуры, некоторыми из лучших скелетов динозавров из пустыни Гоби, а также мамонтов из вечной мерзлоты Сибири с фрагментами их ДНК.

44

Я стал одной из первых жертв приснопамятной эпидемии лямблиоза, поразившей наш лагерь и почти сорвавшей работу позднее, на теплоходе на реке Лена. Помню, как однажды в три часа ночи одиннадцать из нас осаждали одну-единственную туалетную кабинку. Дизентерия придала термину кембрийский взрыв зловещий смысл. После экспедиции некоторые из нас приходили в себя несколько лет.

45

Если вам угодно – Барри Манилоу эволюции. Или Саша Дистель эволюции.

46

Выдающийся палеонтолог кембрия Чарльз Уолкотт однажды решил, что он обнаружил остатки плеченогих в докембрийских породах в Большом каньоне. См.: Walcott 1899. Увы, его находки Chuaria, Beltina и близких им форм оказались спорными, и в настоящее время эти окаменелости считаются лишь бесформенными бактериальными оболочками или водорослевыми цистами. Как выяснил Гонсало Видаль и др., в них нет ни намека на клеточную структуру.

47

С 1978 г. в рассуждениях об истоках кембрийского взрыва первостепенное значение занимала мелкораковинная фауна (мы в Кембридже придавали ей первостепенное значение). В 1987 г. приоритет получили признаки деятельности животных в виде ископаемых следов (ихнофоссилий). Важнейшую роль в этом сыграл международный конгресс в Уппсале, организованный в 1986 г. Стефаном Бенгтсоном. Увы, это событие совпало с взрывом в Чернобыле, однако под одной крышей тогда собрались все, кто изучал кембрийский взрыв, вместе со своими окаменелостями. О мелкораковинной фауне см.: Qian and Bengtson 1989; Cowie and Brasier 1989; Lipps and Signor 1992.

48

Hou et al. 2004. Атлас ихнофоссилий: Gabott et al. 2004.

49

Философский подход к оценке окаменелостей из сланцев Берджес см.: Gould 1989. Предполагаемый антидот см.: Conway Morris 1998. См.: Selden and Nudds 2004. А вот отличный атлас этих фоссилий: Briggs et al. 1994.

50

Darwin 1859: 306, 313.

51

Darwin 1859: 316.

52

Darwin 1859: 338.

53

Скорее всего, хайкоуэлла на эволюционном древе довольно далеко отстоит от рыб. Некоторые авторы относят эту группу к хордовым, другие выделяют в отдельный таксон – юннанозои (Morris, Simon Conway, and Jean-Bernard Caron Pikaia gracilens Walcott, a stem-group chordate from the Middle Cambrian of British Columbia // Biological Reviews 87.2 (2012): 480–512). – Прим. науч. ред.

54

Изучение линий роста раковин плеченогих из чэнцзянской биоты показало, что они также образовывали группы, представители которых росли и умирали вместе.

55

Gould 1989.

56

Гулд назвал этот спектр планов строения тела разбросом (disparity). Важно отметить, что это не то же самое, что расхождение (diversity). Приведем в пример игральные карты. Разброс указывает на разность их достоинства: король, десятка, восьмерка, пятерка, двойка треф, а расхождение – это мера расхождения, характеризующая конечные члены: король и двойка треф. Таким образом, карты в комбинации могут иметь одинаковое расхождение и гораздо больший (или меньший) разброс.

57

Подробнее об этом задорном споре см.: Bill Bryson 2003. Соображения некоторых из главных участников спора см.: Gould 1989; Conway Morris 1998; Conway Morris 2003.

58

Мнение Миссаржевского и его коллег из Новосибирска отличалось от мнения московских ученых. По-видимому, они датируют китайские окаменелости более или менее тем же временем, что и выделенный ими немакит-далдынский ярус (старше томмотского).

59

У сибирских разрезов есть и другие недостатки, в том числе их труднодоступность. Это и обусловило отказ от их признания глобальным стратотипом границы докембрия и кембрия. См.: Cowie and Brasier 1989. Тем не менее у них много достоинств: так, они отличаются относительной полнотой и перспективны в отношении химических исследований. См.: Brasier, Rozanov et al. 1994.

60

Меня пригласил Сян Ливэнь из пекинского музея Министерства геологии. Мы собирались подготовить на китайском материале книгу о кембрийском взрыве. Через три года работы над картами, геологическими разрезами и текстом наш английский издатель (“Скоттиш академик пресс”) обанкротился, а геологический факультет в Халлском университете (из-за уменьшения финансирования при Тэтчер) закрылся. Я перебрался в Оксфорд, и проект был заброшен.

61

Инициированная Мао Великая пролетарская культурная революция (1966–1976) явилась результатом борьбы за власть в партии.

62

Геологический музей Китая (открыт в 1959 г.) расположен в ныне престижном районе. Это крупнейший в Азии музей такого рода. В его экспозиции остатки гигантских динозавров из провинции Шаньдун, древних птиц из провинции Ляонин и, конечно, синантропа (“пекинского человека”).

63

О найденной в Китае древнейшей кембрийской мелкораковинной фауне см.: Lipps and Signor 1992.

64

Darwin 1859: 288.

65

В последние 10–15 лет в Китае найдено множество скелетов динозавров великолепной сохранности с кожным и перьевым покровами. – Прим. науч. ред.

66

Позднее мы получили возможность проследить этот и подобные ему слои от Гималаев до Омана, а оттуда до Ирана и Толедских гор в Испании. См.: Cowie and Brasier 1989.

67

Относятся к проблематикам. Другими авторами оливооидеи интерпретируются как ранние книдарии. – Прим. науч. ред.

68

Bengtson and Zhao 1997.

69

Darwin 1859: 307. Мерчисон, который мало с кем делился мыслями о постепенном творении, около 1860 г. отправил проф. Харкнессу интересное письмо: “Если вы прочли работу Дарвина о происхождении видов, которая произвела эффект землетрясения, то с легкостью убедитесь, что мои геологические постулаты… не оставляют от его теории и камня на камне. У него нет творения – никаких признаков зарождения – миллионов существ старше нижней границы силура [кембрия в современном смысле], нет преемственности от низших к высшим существам, а есть просто трансмутация монады [одноклеточного организма] в человека. Принятие им той точки зрения Лайеля, будто обусловленность никогда не была настолько явной, а все прежние крупные разрывы (сдвиги) со временем устранила денудация, настолько безосновательно, настолько не совпадает с моими принципами, что я отвергаю все его положения и, как и прежде, твердо верю, что обезьяна и человек – разные виды, никак не связанные друг с другом, то есть изолированные случаи творения. Сторонники же Лайеля в тупике… Они никогда не объясняли и не могут объяснить тот факт, что многочисленная морская фауна нижнего силура представлена беспозвоночными животными, а в кембрийских породах (преобразованных в меньшей степени, чем нижнесилурийские) в Ирландии, Уэльсе, Шропшире и на северо-западе Шотландии мы не встретим ничего замечательного, ничего такого, что было бы совершеннее олдхамии или червя”. См.: Morton 2004: 196–197.

70

Липальский интервал – устаревший термин, употреблявшийся некоторыми американскими геологами для обозначения промежутка времени интенсивного горообразования в Северной Америке. В этот промежуток, по их мнению, не происходило накопления осадков, а если оно и происходило, то в незначительной степени, и последние осадки до настоящего времени не сохранились. – Прим. науч. ред.

71

Lyell 1853: 134.

72

Weinberg 1999.

73

См., например: Darwin 1861: 327. В 3-й редакции своей книги Дарвин прибавил: “Во всяком случае, положительным указаниям палеонтологии можно вполне доверять, тогда как отрицательные данные не имеют значения, как это нередко и подтверждалось фактически”.

74

В 1837 г. Лайель писал: “Мы, видя отсутствие окаменелых костей млекопитающих в более старых породах, не должны, однако, спешить сделать вывод, что высшего класса позвоночных тогда не существовало”. См.: Lyell 1837: 232. Затруднение состояло отчасти в том, что окаменелости палеозойского времени тогда неверно сравнивали с относительно молодыми группами, например с пальмами. В 1850 г. Лайель проявил осторожность (с. 135): “Придав, однако, должную толику значимости даже опровергающим данным, мы можем считать отсутствие до сего времени находок ископаемых китов от силура до мела включительно… самым удивительным палеонтологическим фактом, свидетельствующим в пользу учения, что наиболее высоко организованный класс животных появился на Земле одним из последних”. Но к 1853 г. все подобные осторожные оговорки из текста исчезли и появился целый параграф об ископаемых китообразных (с. 137). Параграф этот заканчивается ярким примером английской сдержанности: “При нынешней неполной нашей осведомленности мы едва ли можем утверждать большее, чем это: во вторичном [мезозой] и первичном [палеозой] периодах китообразные, по-видимому, встречались редко”. По-видимому, Лайеля все это озадачивало, пока Дарвин не помог ему определиться. В издании 1865 г. Лайель пишет (с. 586): “Когда мы разыскиваем [группы ископаемых], все глубже погружаясь в прошлое, мы не можем отрицать, что наша неспособность отыскать в более древних слоях следы соответственно уровню их организации свидетельствует в пользу учения о развитии, или по крайней мере о последовательном появлении на Земле существ все более высоко организованных, завершающемся появлением нас самих”. К 1871 г. Лайель пришел к мысли (с. 375), что “преобладание в прежние эпохи низкоорганизованных млекопитающих и отсутствие (насколько мы пока можем судить) видов, отличающихся высокой организацией – и водных и сухопутных, определенно свидетельствует в пользу гипотезы о прогрессивном развитии”.

75

Иными словами, теория эволюции предполагает: в геологической летописи хранится рассказ о “прогрессе” отдельных линий на протяжении миллионов лет. Так и есть на самом деле. См.: Le Page, Michael New Scientist, 19 April 2008: 26.

76

McIntyre and McKirdy 1997; Hallam 1983.

77

Нептунисты считали, что главная часть горных пород образовалась путем осаждения из вод первичного океана, плутонисты – что основную роль в формировании земной коры играли землетрясения, извержения вулканов, тектонические движения и т. д. – Прим. науч. ред.

78

Эта идея восходит к Леонардо да Винчи и Нильсу Стенсену. См.: Cutler 2004; Kemp 2006. Однако Вернер, вероятно, первым попытался проверить гипотезу путем согласованного изучения геологических закономерностей.

79

Chambers 1844. Чамберс оценил глубину первичного океана примерно в 16 км, по-видимому, для описания метаморфизма кристаллических (“первичных”) пород. Если мы примем поправку, что речь идет о глубине залегания таких пород в земной коре, а не просто в океане, придется признать, что Чамберс не слишком ошибся. По современным оценкам, температура древнего океана могла приближаться к 70 °C. См.: Knauth 2005. Любопытно, что и Дарвин отмечал (с. 314–315) в издании 1861 г.: “Все геологи, за исключением тех немногих, которые признают, что наши теперешние метаморфические сланцы и магматические породы образовали когда-то первичное ядро Земли, согласятся, что с поверхности этих пород срезаны толщи огромного протяжения, когда-то их покрывавшие. В самом деле, едва ли возможно допустить, что подобные породы могли отвердеть и кристаллизоваться, оставаясь непокрытыми; впрочем, если процесс метаморфизма происходил на больших океанических глубинах, прежний защитный покров этих пород не должен был достигать значительной мощности”. Когда Дарвин работал над “Происхождением видов”, многие заслуженные ученые (в том числе кембриджский профессор Седжвик) считали, что данные геологической летописи (то есть отсутствие форм жизни, за которыми следуют кораллы, моллюски, рыбы, пресмыкающиеся, млекопитающие и человек) демонстрируют не ход эволюции, а постепенное охлаждение поверхности планеты. Согласно этой точке зрения, отсутствие жизни до кембрия обусловлено адской жарой. Кораллы и моллюски появились лишь тогда, когда температура снизилась и сформировался горячий первичный океан. Со временем, когда Творец позволил Земле остыть в достаточной степени, появились млекопитающие и человек. См.: Rupke 1994.

80

Daly 1907.

81

Есть довольно веские основания считать, что первичный океан с иным, нежели теперь, химическим составом воды, существовал. По-видимому, тогда в воде содержалось меньше кислорода и гораздо больше железа. См., например: Cavalier-Smith et al. 2006; Leach et al. 2006.

82

Эджуорт Дэвид писал в 1936 г.: “О существовании жизни целую вечность прежде кембрия можно судить по большому разнообразию животного мира даже в нижнекембрийских породах. Палеонтологи считают, что и древнейшие из известных в кембрии формы жизни высоко организованы. Далее рассмотрим, каких именно следов относительно характера живших тогда животных разумно ожидать в докембрийских породах, в каком виде скорее всего сохранились такие ископаемые. Изучение минералогического состава ископаемых палеозоя демонстрирует сокращение карбонатных толстораковинных, например двустворчатых. В то же время плеченогие наподобие Lingula… с их тонкими раковинами из рогообразного материала, чередующегося с фосфоритом и карбонатом кальция, по мере углубления в прошлое попадаются относительно чаще. За исключением археоциат и некоторых кальциевых водорослей, это правило (содержание кальцита в твердых частях организмов со временем убывает) остается справедливым до нижней границы кембрия. Можно предположить, что более древние животные были либо мягкотелыми, либо имели хитиновый или кремневый панцирь. Вероятно, в докембрийских морях в изобилии встречались мягкотелые животные, однако признаков их присутствия почти не осталось, за исключением дорожек следов и отпечатков полостей кишечнополостных, как у форм, сходных с медузоидами”. См.: David and Tillyard 1936.

83

Sollas 1905: 28. Впервые представлено в 1900 г. в Брэдфорде.

84

В 1912 г. некто соединил череп человека с челюстью орангутана и выдал то, что у него получилось, за остатки древнейшего англичанина. Главный подозреваемый – адвокат Чарльз Доусон. Оксфордский профессор Арчибальд Дуглас утверждал, что за этим стоит Уильям Соллас. Последняя версия теперь малопопулярна, отчасти потому, что у Солласа есть алиби. См.: Spencer 1990.

85

В экспедиции Международной программы геологической корреляции (“Проект 303”) участвовали: Доржийн Доржнамжаа, Янданийн Бат-Ирээдуй (Монголия), Всеволод Хоментовский (Россия), Роланд Голдринг, Рэйчел Вуд, Саймон Конвей-Моррис и я (Великобритания), Пьер Куржо-Рад, Франсуаза и Макс Дебрен (Франция), Анна Ганден (Италия), Кен Сю и Грэм Шилдс (Швейцария), Джон Линдси, Пьер и Пета Круз (Австралия). Все участники перечислены в докладе. Здесь назову еще, например, Джозефа Киршвинка, Дейва Эванса, Анатолия Гибшера и Серена Йенсена.

86

О стратиграфии и палеонтологии см.: Cowie and Brasier 1989.

87

Darwin 1861, 3rd edn: 315, endnote.

88

Нам ничего не удалось бы сделать, если бы не многолетний тяжелый труд российских палеонтологов в Монголии: Надир Есаковой, Алексея Розанова, Галины Ушатинской, Елены Жегалло, Андрея Журавлева и др. Большая доля полученных ими результатов опубликована на русском языке. См.: Розанов и др. 1982. Также см.: Brasier et al. 1996; Brasier et al. 1997.

89

Raup 1966.

90

Darwin 1859: 288.

91

Darwin 1861: 321. Дарвин ломал голову над тем обстоятельством, что старые и молодые таксоны не всегда расставлены в точном порядке. Детали происхождения еще нуждаются в уточнении.

92

Darwin 1859: 302–303.

93

Darwin 1859: 317.

94

Parker 2003.

95

Молекулярная филогенетика в основном подтверждает положение щетинкочелюстных. См.: Marletaz et al. 2006.

96

Bak 1997: 77. В этом ряду более одиннадцати порядков величин. Такая логарифмическая модель называется степенным распределением.

97

Метафора “кембрийский каскад”, конечно, не бесспорна. Но она объясняет кое-какие явления, характерные и для кембрийского взрыва, и для лавин в горах. Как и лавины, крупные эволюционные изменения (например, появление типов) редки, а мелкие (видообразование и т. д.) происходят часто. В самом деле, если проанализировать таксономическое разнообразие внутри отдельной группы или всего царства животные, то это напомнит степенное распределение, как и в случае лавин и землетрясений. Конечно, это общий для всех исторических процессов признак. Кроме того, сравнение с каскадом позволяет выдвинуть некоторые любопытные предположения, и их еще предстоит проверить. Появлению царства животные могло предшествовать “критическое состояние” биосферы. Один из вариантов – появление в протерозое многоклеточной жизни (без экологического дифференцирования) привело к изменению биогеохимических циклов, нестабильных и связанных с оледенениями (“Земля-снежок”). Обособлению крупных таксонов могли предшествовать “форшоки”, а за ними последовать “вторичные толчки”. Причины формирования царства животные могли быть неотличимы от причин происхождения видов. Расхождение признаков, ведущее к возникновению нового типа – сложное явление, на которое влияло много факторов. Это можно объяснить, например, уравниванием шансов многочисленных отличных от родительского строения признаков – например возникших за счет мутаций гомеозисных генов, а также репродуктивной изоляцией. Этим эволюционным лавинам мог сопутствовать нарушающий симметрию каскад изменений, и сопровождался он, например, появлением из радиальной симметрии двусторонней симметрии двух основных макротаксонов: первичноротые и вторичноротые. Очень крупные расхождения (например, обособление царства животные) могли происходить целыми “роями”, особенно с конца эдиакарского периода до томмотского яруса.

98

Хрестоматийный пример индуктивной логики – привлечение гомеозисных генов для объяснения взрывоподобного развития животных. Мутации гомеозисных генов могут обусловить макроэволюционные сдвиги; мы наблюдаем макроэволюционные сдвиги; следовательно, все дело в гомеозисных генах. Но из посылок не следует вывод. Таким образом, вывод нечеткий.

99

Андропов и Брежнев (после речи Рейгана 1983 г. о “звездных войнах”) считали, что Великобритания и США готовят превентивный ядерный удар.

100

Heath 1974.

101

Secord 1986; Morton 2004.

102

Первыми описанными кембрийскими ископаемыми стали трилобиты Entomostracites (позднее Agnostus) pisiformis (Wahlenberg, 1821) и Trilobitus (позднее Ellipsocephalus) hoffi (Zenker, 1833). И тот, и другой обнаружены в Богемии. Впрочем, солидный возраст этих окаменелостей смог подтвердить лишь Йоахим Барранд.

103

Darwin 1859: 307.

104

Darwin 1872, 6th edn.: 287.

105

Об ископаемых следах и кембрийском взрыве см.: Cowie and Brasier 1989; Lipps and Signor 1992.

106

Хотя каллавия – древнейший авалонский трилобит, он чуть моложе фаллотасписа из Сибири и, вероятно, эоредлихии из Китая. См.: Cowie and Brasier 1989.

107

Своим названием авалония обязана колонии Авалон, основанной лордом Балтимором на юго-востоке Ньюфаундленда в 1627 г. Нет сомнений, что Балтимор хорошо помнил легенды о короле Артуре, удалившемся на “остров яблок” Авалон.

108

Landing et al., 1988; Cowie and Brasier 1989; Lipps and Signor 1992.

109

Форчун-Хед – канадский национальный парк (с 1992 г.), определенный как глобальный стратотип границы докембрия и кембрия. См.: Brasier et al. 1994.

110

Скрич (screech) – это местный алкогольный напиток, приготавливаемый из ямайского рома. Как вскоре узнали мои ученики Ричард Коллоу и Алекс Лю, ритуал screeching-in включает следующие обряды: вам завязывают глаза, вы надеваете штормовку и зюйдвестку, садитесь в игрушечную лодку, вас обливают водой, вы поедаете сухари и рыбьи глаза, пьете скрич и под ободрительные выкрики танцуете вокруг весла.

111

Эти породы “дотрилобитового” времени теперь относят к форчунскому ярусу и считают древнейшим формально определенным ярусом кембрийского периода. Он примерно соответствует немакит-далдынскому ярусу в Сибири и ярусу Мэйшуцунь в Китае.

112

Сначала ихнофоссилии дали название Phycodes pedum (Brasier et al. 1994). Позднее стало ясно, что эти следы отличаются от истинных Phycodes, и вид отнесли к роду Trichophycus.

113

См., например: Landing et al. 1988; Brasier et al. 1994. Это решение явилось ударом для таких советских первопроходцев, как Алексей Розанов и Борис Соколов, а также новых групп китайских ученых во главе с Син Юйшэном. Однако все еще может измениться: границы в геологии не вечны.

114

Кое-кто утверждает, что после кембрийского взрыва наступление известных событий (освоение суши, появление деревьев, крупных четвероногих, развитие интеллекта и, возможно, появление человека) стало почти неминуемым. Этой позиции (почти “креационистской”) придерживается, например, Конвей-Моррис. См.: Conway Morris 2003. Есть и противоположный взгляд, “контингенциальный”: если бы мы от кембрийского взрыва могли запустить эволюцию заново, то все могло сложиться иначе. См., например: Gould 1989.

115

В 2016 г. Мистейкен-Пойнт был объявлен ЮНЕСКО объектом Всемирного наследия.

116

Narbonne 2004. Это, конечно, не подлинно фрактальные структуры, поскольку они не самоподобны на всех масштабах.

117

Ansted 1866: 47–48.

118

Watts 1947. Во всем остальном это, однако, новаторский труд о геологической истории и структуре Чарнвуд-Фореста.

119

Я благодарен Роджеру Мейсону, Тревору Форду и Хелен Бойнтон, поделившимся воспоминаниями о том времени.

120

К этой работе был привлечен и профессор Лестерского университета Питер К. Сильвестр-Брэдли. Отметим, что это геологи-любители заставили профессионалов признать удивительный факт: крупные фоссилии могут быть хорошо представлены и в породах гораздо старше кембрийских. См.: Ford 1958; Ford 2007.

121

“Фортнем и Мейсон” – известный универмаг на Пикадилли для снобов, в котором продаются в том числе деликатесы, например маринованные перепелиные яйца и залитые шоколадом муравьи. Он расположен через улицу от столь же роскошного Берлингтон-хауса, где геологи и биологи по-прежнему обсуждают свои открытия. Так, выдержки из “Происхождения видов” Дарвин впервые представил аудитории именно там, в Линнеевском обществе. А по соседству, в Геологическом обществе, спорили о “пилтдаунском человеке”.

122

Sprigg 1947; Sprigg 1949. Об эдиакарских окаменелостях см.: Glaessner 1984; Lipps and Signor 1992; Fedonkin et al. 2007.

123

Эдиакарский период – первый на нашем веку выделенный заметный отрезок геологического времени. Предыдущий – ордовикский период – выделил Чарльз Лэпуорт в 1879 г. Я имел честь голосовать за выделение нового периода, согласованного в марте 2004 г. См.: Knoll et al. 2004.

124

Sprigg 1989.

125

Кроме прочего, он специалист мирового уровня по эволюции микрофоссилий, эволюции ископаемых крабов и даже по морскому праву.

126

Glaessner and Wade 1966; Glaessner 1984.

127

Идея преемственности эдиакарской и кембрийской биот быстро получила признание, особенно после образования Международной рабочей группы по границе докембрия и кембрия (1972). После начались споры, считать ли трилобитов животными “кембрийскими”, а эдиакарскую биоту – “докембрийской” (а граница, следовательно, проходит между ними). См.: Harland 1974; Cowie and Brasier 1989. В связи с этим важно помнить, что Адам Седжвик в середине XIX в. нечетко определил нижнюю границу кембрия и оставил этот вопрос совершенно открытым для обсуждения. Границу докембрия и кембрия помещали ниже эдиакарской биоты. См.: Cloud and Nelson 1966. Международное научное сообщество согласилось с ее нынешним положением (над эдиакарской биотой) в 1994 г., и теперь границу докембрия и кембрия помещают на уровне первого появления ископаемых следов, в том числе Trichophycus pedum. См.: Brasier et al. 1994.

128

О намибийских ископаемых впервые рассказал Гюрих в 1920–30-х гг. в ряде своих почти незамеченных работ. См.: Gürich 1933. В то время они считались кембрийскими. См.: Fedonkin et al. 2007.

129

См., например: Pflüg 1972.

130

О вендобионтах см.: Seilacher 1992; Buss and Seilacher 1994.

131

Марк Макменамин написал несколько наводящих на размышления книг о кембрийском взрыве и эдиакарской биоте. См., например: McMenamin 1998.

132

Один из этих слепков находится в Палеонтологическом музее РАН им. Ю. А. Орлова в Москве. Карнеги подарил его Николаю II в 1910 году. – Прим. науч. ред.

133

Крупнейшим в осмотренных нами галереях Дарвиновского центра экземпляром оказался гигантский кальмар (около 6 м).

134

Antcliffe and Brasier 2008.

135

Darwin 1897: 111–112.

136

Brasier and Antcliffe 2004; Antcliffe and Brasier 2008.

137

В отношении фрактофузуса сложился консенсус. Дмитрий Гражданкин из Новосибирска собрал данные, указывающие, что и чарния жила “лицом” к илу (либо непосредственно в иле). См.: Grazhdankin 2004.

138

Или из толщи воды. – Прим. науч. ред.

139

Fedonkin 1990. О беломорской биоте см.: Lipps and Signor 1992; Fedonkin et al. 2007.

140

Runnegar 1982.

141

В настоящее время определить систематическую принадлежность вендобионтов не всегда можно даже до царства. Но по “молекулярным ископаемым” (остаткам органических молекул в составе эукариотической клетки) установлено, что дикинсонии относились к животным. А это значит, что всех проартикулят (группа, к которой относится дикинсония) можно считать животными (Bobrovskiy et al. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals // Science 21, Sep 2018: Vol. 361, Issue 6408, pp. 1246–1249). Также найдены следы передвижения проартикулят, судя по которым животное присасывалось к субстрату, выедало (впитывало) питательные вещества, после чего “отлеплялось” и перемещалось. – Прим. науч. ред.

142

В рамках теста Роршаха здоровым людям демонстрируют, например, рисунок, напоминающий черный винный бокал на белом фоне или целующуюся белую пару на черном фоне.

143

Некоторые исследователи относят сприггину к предкам членистоногих, многощетинковых червей или ранних билатерий. Но систематическое положение этого организма остается неясным. – Прим. науч. ред.

144

Gehling 1987.

145

О ряде Фибоначчи, например, см.: Ball 1999; Stewart 2001; Brasier and Antcliffe 2004.

146

В настоящее время М. Федонкин предлагает выделить трибрахидиум в отдельную группу организмов с трехлучевой симметрией – трилобозои (Trilobozoa). – Прим. науч. ред.

147

См., например: Grazhdankin and Gerdes 2007.

148

Fedonkin and Waggoner 1997.

149

Fedonkin et al. 2007.

150

Salter 1856; Salter 1857; Secord 1986.

151

Darwin 1859: 307.

152

McIlroy et al. 2005.

153

Ричард Коллоу и Александр Лю открыли в глинистых минералах трехмерные структуры – вдобавок к углеродным волокнам в шлифах лонгмайндских пород. Первое упоминание о них см.: Peat 1984.

154

Twemlow 1868.

155

Ранняя история палеонтологии знает множество случаев применения принципа ССМОСВДО, например: Дж. У. Солтер и его Palaeopyge из Лонгмайнда, У. Б. Карпентер и его эозоон из Канады, проф. Кайе и его “спикула губки” Eospicula из Бретани. Об этих и других случаях см.: Schopf 1999.

156

Наиболее печально известен, конечно, случай “пилтдаунского человека”, о котором доверчивой аудитории в ряде статей рассказали Чарльз Доусон и Артур Смит Вудворд. Последний занимал должность хранителя геологического отдела лондонского Музея естественной истории и сумел ограничить конкурентам доступ к подлинным экспонатам примерно двадцатью минутами (за всю их жизнь). В остальное время им приходилось работать со слепками, изготовленными самим Вудвордом. Подобное экстравагантное поведение объясняет, почему столь долго не была раскрыта самая грандиозная в истории науки мистификация. См.: Spencer 1990.

157

О солодовом виски с острова Айлей и не только см.: Cribb and Cribb 1998.

158

См., например: Fedonkin et al. 2007.

159

Как ни странно, присутствие хордовых заметили не только авторы научно-популярной литературы, но даже и СМИ. См.: Fedonkin et al. 2007. Пока не было спорных заявлений относительно динозавров или гоминид, но это, вероятно, вопрос времени.

160

О роли червей в формировании морского грунта в начале кембрия см. в гл. 9.

161

См., например: Brasier et al. 1997; Fedonkin et al. 2007.

162

Darwin 1859: 366.

163

Cribb and Cribb 1998.

164

Известны и более древние породы. Самые известные – из формации Исуа (3,7 млрд лет). Там и найдены древнейшие следы жизни (Nutman, A. P., Bennett, V. C., Friend, C. R., Van Kranendonk, M. J., and A. R. Chivas Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures // Nature 2016, 537(7621), p. 535). Самыми древними отложениями сейчас считаются породы, найденные в Канаде у Гудзонского залива. Их возраст – 4,28 млрд лет (O’Neil, J., Carlson, R. W., Paquette, J. L., and D. Francis Formation age and metamorphic history of the Nuvvuagittuq Greenstone Belt // Precambrian Research 2012, 220, pp. 23–44). Возраст пород установили радиоизотопным методом по цирконовым гранулам. – Прим. науч. ред.

165

Криогений как период выделен не так давно, и его еще предстоит изучать.

166

Hoffman and Schrag 2002. Также см.: Walker 2004; MacDougall 2006.

167

Речь идет о “Петролеум девелопмент – Оман”, дочерней компании “Шелл интернэшнл”.

168

Germs 1972. О намибийских экземплярах клаудины и намакалатуса см.: Fedonkin et al. 2007.

169

Grotzinger et al. 2000.

170

Подробнее о “золотом гвозде” см.: Knoll et al. 2004.

171

Назван он так, разумеется, по скетчу “Г-н Креозот” “Монти Пайтона”. Этого героя сыграл Терри Джонс, мой коллега из Тедди-холла (оксфордский колледж Св. Эдмунда).

172

См., например: Bak 1997.

173

При прочих равных условиях, разумеется.

174

Дело в том, что на их поверхность влияют кислород, ферменты и другие катализаторы. При сравнительном уменьшении площади поверхности снизится и фактическое окисление клетки. Конечно, прочие условия равны.

175

Это означает, что в определенные периоды эти клетки с меньшей вероятностью будут вовлечены в биогеохимический цикл, а впоследствии вернутся в атмосферу в виде углекислого газа.

176

См., например: Lipps and Signor 1992, Brasier and Lindsay 1998; Brasier 2000.

177

Lyell 1871: 88.

178

Я узнал об этих удивительных трилобитах, приехав туда в 1989 г. Данный экземпляр оленеллуса выставлен в музее Оксфордского университета с указанием: найден в базальном кварците утесов Нокан. Таким образом, это древнейший из известных в регионе трилобитов. Судя по результатам полевых исследований, в утесах Нокан эти трилобиты почти наверняка встречаются выше песчаника с солтереллой и чуть ниже мойнских гнейсов.

179

Peach, Horne et al. 1907.

180

Secord 1986.

181

Строматолитам (также кембрийским) из штата Нью-Йорк Чарльз Уолкотт в 1883 г. дал название Cryptozoon. Он счел строматолиты рифоподобными образованиями колониальных водорослей. О находках таких структур в Ганфлинт-Черт (2 млрд лет) в США и Канаде уже в 1851 г. сообщали Дж. Д. Фостер и Дж. Д. Уитни. Но лишь кембриджский геолог Морис Блэк, который в 1930-х гг. вел новаторские исследования на Багамских островах, отчасти прояснил роль цианобактерий в формировании бактериальных матов.

182

Lyell 1871: 89. Сначала он отнес их к силуру (в понимании Мерчисона), а не к кембрию (в современном значении этого слова).

183

Miller 1858: 328–330.

184

Термин торридонский песчаник (по названию озера Лох-Торридон) предложил Никол. Торридонский песчаник первым обнаружил Арчибальд Гейки (Гики).

185

Darwin 1859: 343. В 6-м издании (1872) мы читаем: “…Где же остатки этих бесчисленных организмов, которые должны были существовать задолго до отложения кембрийской системы? Мы знаем теперь, что по крайней мере одно животное наверное тогда существовало”. Здесь Дарвин пишет, вероятно, об эозооне.

186

См., например: Temple 2000.

187

Hockney 2001.

188

Jardine 2004.

189

Не только Форбс, но и Лайель. См.: Lyell 1850: 134.

190

Darwin 1859: 291.

191

Darwin 1861, 3rd edn.: 312.

192

Huxley 1894.

193

Морской термин – under weigh, то есть “сниматься с якоря”.

194

В жизненном цикле фораминифер чередуются половая и бесполая стадии. Раковинки падают на дно не только после деления, но и после смерти организма. – Прим. науч. ред.

195

Lyell 1865: 579.

196

Dawson 1888: 15–18. Заметим, что Доусон в этом параграфе не упомянул эозоон, поскольку считал его остатками древнего животного, а не растения.

197

См., например: Carpenter 1891.

198

Экспедиция состоялась во время подготовки отбора проб лунных пород в рамках программы “Аполлон” в 1969 г. В те дни все охотно обсуждали лунную геологию, как теперь обсуждают марсианскую.

199

Darwin 1872: 287.

200

Darwin 1872: 308.

201

Строго говоря, последние вовсе не имеют отношения к науке.

202

Darwin 1861, 3rd edn.: 306–307.

203

Возраст пилбарских пород – 2,7–3,6 млрд лет.

204

Известен янтарь из Италии возрастом 220 млн лет. – Прим. науч. ред.

205

Darwin 1859: 307. В издании 1872 г. уже читаем: “Присутствие фосфоритовых сростков и битуминозного вещества даже в самых нижних азойских породах, вероятно, указывает на существование жизни в эти периоды”. См.: Darwin 1872: 287.

206

Тилл следующим образом описал клетки (Summary of Progress for the Geological Survey of the United Kingdom, 1902, p. 56): “Линзовидные образования [фосфорита] содержат более тонкие фракции осадочного материала, особенно слюды, смешанного с рыхлым фосфоритом. Кроме того, они включают крошечные черные сферические тельца, коричневые или черные волокна, некоторые с различимой клеточной структурой. Диаметр клеток составляет около 0,01 мм. Клетки сгруппированы. Их естественная форма – сфера, но иногда из-за оказываемого друг на друга давления клетки приобретают форму многогранников. В подобных случаях фрагменты напоминают фрагменты паренхиматозной ткани растений, однако крупнее их. Структура черных сфер незаметна там, где они целиком погружены в фосфоритное вещество; по крайней мере в одном случае около половины сферы при изготовлении среза было удалено и она оказалась полой и… со сквозными отверстиями. Диаметр сферы варьирует примерно от 0,005 до 0,035 мм… Коричневые волокна имеют около 0,004 мм в ширину. Их длина составляет от нескольких сотых до десятых долей миллиметра. Они могут быть прямыми, перекрученными, даже образовывать петлю… Очень вероятно, что эти разнообразные объекты представляют собой организмы, но характер организмов неясен”. Благодарю Лейлу Беттисон за то, что она любезно указала мне на этот документ.

207

Peach et al., 1907.

208

Среди многочисленных способов его жуткого применения – фосфорные боеприпасы и фосген. См.: Emsley 2000.

209

Работы начались в 1953 г. См.: Barghoorn and Tyler 1965; Schopf 1999; Knoll 2003.

210

Peat and Diver 1982.

211

Darwin 1859: 288.

212

Darwin 1897: 338. Кремнезем – минерал, который способен замещать структуры в окаменелости, сохраняя их в мельчайших деталях.

213

Darwin 1897: 31.

214

Knoll 2003; Xiao et al. 1998; Xiao et al. 1999; Donoghue et al. 2006.

215

Darwin 1859: 338.

216

Bailey et al. 2007.

217

Вопрос, к какой группе организмов принадлежат эти фоссилии, остается открытым: ученые относят некоторые из них к водорослям, другие – к цистам бактерий или простейшим. Судя по строению оболочек, часть этих эмбрионов – покоящиеся яйца многоклеточных животных. – Прим. науч. ред.

218

Brasier and Callow 2007; Brasier et al. 2009.

219

Дарвин поставил под сомнение ту мысль, что все древние породы подверглись влиянию высокой температуры и давления (Darwin 1859: 307–308), а уже на следующей странице намекает, что на очень старые породы сильное воздействие оказало, возможно, давление на морской глубине (Darwin 1859: 309–310, 343).

220

См., например: Brasier and Callow 2007.

221

Darwin 1837: 505; Darwin 1881: 4.

222

Darwin 1881: 308, 316.

223

“Кембрийская субстратная революция” затронула и толщу воды. См.: Bottjer et al. 2000; Brasier et al. 2009.

224

Logan et al. 1995. Геохимические данные, указывающие на очищение океана незадолго до кембрия, кажется, получены в Омане (Fike et al. 2006) и Канаде (Canfield et al. 2007), хотя и то и другое может оказаться явлением не глобального масштаба, а свойственным указанному бассейну.

225

См., например: McIlroy and Logan 1999; McIlroy et al. 2003.

226

Близкие к условиям морского дна в эдиакарском и кембрийском периодах условия, обеспечивающие превосходную фоссилизацию, впоследствии оказывались достижимыми лишь в исключительных обстоятельствах, например в условиях стоячего озера или внутреннего моря.

Content

Мартин Брезиер
Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле

Предисловие

Глава 1 В поисках затерянных миров

Головоломка Дарвина

Живой “затерянный мир”

“Бородатая леди”

В одной песчинке

На Большом козьем рифе

По изумрудной Лагуне

К лагуне Каффи-Крик

Великая цепь бытия

Молекулярная головоломка

Неправильный вопрос

Странные времена

Шифр в камне

Глава 2 Чертов коготь

Древние чаши

Камень преткновения

Клуб исследователей

Первый панцирь

Томмотский переполох

В лабиринте

Улахан-Сулугур

Чертов коготь

Кубок Окулича

Чудачество

Первый трюк

Глава 3 Ископаемые “пупсики”

Чэнцзян

Черви в платьях

Перчатка брошена

Бамбуковый храм

Ванцзявань

Ископаемые “пупсики”

Угадайка

“Догадка Лайеля”

“Уловка Дейли”

“Маневр Солласа”

Глава 4 Первый кошмар с зубами

В ту степь

Настоящие жемчужины

Ананасы и блюдца

Вся надежда на Хоупа

Страшное явление

Кембрийский каскад

В поисках сверхмонстра

Глава 5 Червь, который изменил мир

Шпионское око

Траляля и Труляля

Каракули на песке

Капризы Форчун

Замки из песка

Черви на манеже

Раскрытие Блефа Лайеля

Глава 6 Мистейкен-Пойнт

Дорога к Кейп-Рейсу

Веретенообразный организм

Невидимые кольца

Водоросль, которая не была водорослью

Рассуждения о кругах…

…И новый взгляд на Мистейкен-Пойнт

Возвращение к Мистейкен-Пойнту

Дарвиновский центр

И снова парадокс

Твердокаменная пицца

Диковатая Дикинсония

С ног на голову

Лукавство Фибоначчи

Прощай, медуза!

От углублений к комкам

Принцип ССМОСВДО

Экскременты далрэдского червя

Как же без медуз?

Поры – повод задуматься

Глава 7 Правление снежной королевы

Головоломка, сложенная из валунов

“Холодная война”

Черная магия

Меловые облачка

Пальмовая долина

Ущелье Вади-Сатан и ледяной саркофаг

Послеледниковая “отрыжка”

Креозотный эффект

Способен ли лед породить жизнь?

Глава 8 Сквозь тусклое стекло

Пирамида Квинега

Гора, стоящая на голове

Исчезнувший океан

Порода, поглотившая время

К первому решению

Срез жизни

Корабль “Глобигерина”

“Челленджер”

Тайна Батибия

Эозоология

“Восходящее” мышление

Глава 9 Торридон

Вода жизни

Голова старухи

Гэльский янтарь

Мечты сбываются

От клеток до навоза

От качества к количеству

Трилобиты до кембрия?

Грядка Дарвина

Пожиратели времени

Ахмелвих

Литература

Фотографии

Примечания