Кости: скрытая жизнь. Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем
Шрифт:
История пикайи крайне важна для всего, что происходило потом. Эти создания, ну или схожие с ними, являются первопричиной того, почему мы такие, какие есть. Пикайя и ее все более многочисленные родственники по чистой случайности развились в позвоночных, какими мы их знаем сегодня. Вместе с тем мне хотелось бы здесь подчеркнуть, как говорил десятилетия назад Гулд, что в наших предках, живших в далеком кембрии, не было ничего особенного или примечательного. В контексте жизни того времени итоговый расцвет позвоночных был совершенно непредсказуем.
Во времена, когда окаменелости, обнаруженные в сланцах Бёрджес, были живыми организмами, большая часть этих удивительных созданий, плавающих и мельтешащих в воде, принадлежала к видам, очень далеким от современных. Если бы вы могли отправиться назад во времени в кембрийский период, при этом не забыв захватить с собой батискаф, то скорый величественный рассвет позвоночной жизни показался бы вам весьма маловероятным (9).
Давайте представим, как бы это происходило. Колыхаясь на поверхности океана, вы всячески стараетесь не поддаться морской болезни, выполняя последние проверки оборудования перед погружением. Ваша одежда уже промокла от пота – как вы могли забыть, что в это время сланцы Бёрджес
С нетерпением ожидая возможности отметить галочкой животных в своем списке, вы изучаете справочник по 150 с лишним видам, обнаруженным в этом месте. Некоторые из них, такие как бактерии, вы сможете увидеть лишь как пятнышки в толще воды или как тонкую пленку на морском дне. Что ж, по крайней мере, вы станете первым человеком, увидевшим живого трилобита – более тридцати трех процентов всех ископаемых, обнаруженных в сланцах Бёрджес, принадлежали к этому и родственным ему видам, представителям типа членистоногих, который включает в себя большинство животных, от кузнечиков и тарантулов до лобстеров современного мира. Вскоре вам откроется сюрреалистический морской пейзаж из замысловатых трубок. Некоторые растут ветвящимися скоплениями, подобно кактусам карнегия, другие напоминают разрезанные пополам волосатые огурцы. Это древние губки, главные архитекторы кембрийских рифов. По мере того как ваши глаза привыкают к виду мягких губок, в поле зрения начинают попадать внеземные формы более удивительных животных. Приапулид – или «червь-пенис», напоминающий своим видом заостренную версию того, в честь чего он и получил свое название, – устремляется обратно в норку. Трилобиты, почувствовав движение в воде, сворачиваются, напоминая мокриц, которых вы находили под сложенными дровами у себя дома. Виваксию то ли по чрезмерной самоуверенности, то ли по неосторожности ничто не тревожит. Эта ожившая игольница невозмутимо продолжает прочесывать своим колючим тельцем илистое дно в поисках бог знает чего, минуя похожее на червяка создание, расхаживающее на трубчатых ножках с колыхающимися от движения воды острыми шипами – существо настолько странное, что было названо галлюцигенией. В какой-то момент вы останавливаете на ходу свой батискаф, потому что мимо проносится нечто, напоминающее космический корабль пришельцев с колыхающимися по бокам тела похожими на весла отростками. Должно быть, это аномалокарис рыскает в поисках чего-нибудь мягкого, чтобы схватить своими ротовыми придатками.
Скорее всего, у вас закончится воздух, и вам придется вернуться на поверхность – а затем, я надеюсь, и обратно в свое время, – прежде чем вы увидите пикайю. И это хорошо, потому что, как нам напоминают фильмы про путешествия во времени, случайное убийство своего предка может привести к печальным последствиям. Палеонтологи, корпевшие над многими тысячами окаменелостей из сланцев Бёрджес в Смитсоновском музее, королевском музее Онтарио и геологической службе Канады, обнаружили, что древние хордовые составляли лишь 2 % всей местной фауны (10). Членистоногих, губок, водорослей и червей было куда больше, чем наших с вами прародителей. Разумеется, тот факт, что пикайя была крошечным мягкотелым созданием без каких-либо костей, уменьшает вероятность ее сохранности, что могло несколько исказить полученные результаты, однако постоянные грязевые оползни раз за разом засыпали рифы, в огромных количествах аккуратно прижимая этих чудесных созданий к камням. Такие происшествия, какой бы катастрофой они ни были для кембрийских животных, и позволили нам ознакомиться с жизнью тех давних времен в столь мельчайших подробностях. Оползни быстро и полностью засыпали обитателей рифов, и даже самые хрупкие создания вроде нашей далекой родственницы пикайи прекрасно сохранились в течение сотен миллионов лет. Им, конечно, не повезло, зато нам повезло еще как. Это лучшая иллюстрация древних экосистем, которую мы получили, и она однозначно дала понять палеонтологам: кембрийский мир был по большей части беспозвоночным, населенным куда более примечательными и многочисленными странностями, чем пикайя. Если бы вы посетили эти древние рифы, ничего не зная о том, как все сложится в последующие 508 миллионов лет, то сочли бы пикайю совершенно неинтересным крохотным слизняком, который избрал самый простой путь эволюции, в то время как беспозвоночные экспериментировали со всевозможными формами тела.
На протяжении 17 миллионов лет после появления в кембрийских морях предки позвоночных оставались меньшинством животного царства, вынужденным прятаться от голодных ртов своих прожорливых соседей. Причем последние оказались еще более удачливыми и живучими, чем мы прежде думали. Во времена, когда Гулд писал свою «Удивительную жизнь», ученые предположили, что в конце кембрийского периода произошел быстрый и мощный перелом – яркий и жестокий эпизод палеонтологической летописи, ознаменовавший массовое вымирание. Раскалывая камни по всему миру, геологи-первопроходцы зачастую случайно выявляли такие катастрофы, отметив кардинальные изменения между соседними слоями породы. Казалось, после кембрия многочисленные нелепые виды, населявшие древние моря, полностью исчезли. Больше не было никаких оживших игольниц, длинноносых охотников, членистоногих с головой в форме бумеранга или чудовищ с заслонкой вместо рта. Сохранились животные с куда более скромной и простой анатомией, такие как древние трилобиты и брахиоподы, и наши с вами хордовые предки присоединились к удачливому сборищу выживших. Как писал Гулд, это был один из ключевых моментов в эволюционной истории нашего вида, ознаменовавший эпоху, когда жизнь могла пойти совсем в другом направлении. Если бы не это вымирание, могли бы выжить виваксии или аномалокарисы, и эволюционные пути между пикайей и первыми настоящими позвоночными оказались бы перекрыты, что полностью стерло бы нас из истории и кардинально поменяло бы дальнейший ход эволюции.
Во всяком случае, так гласит история. Новые находки переписали
Не было обнаружено никаких свидетельств падения метеорита, массовых извержений вулканов с выбросом в атмосферу огромного количество парниковых газов или каких-либо других факторов, которые могли привести к вымиранию в конце кембрийского периода. Общепринятое объяснение случившегося связано скорее с дарвиновской конкуренцией. Палеонтологи решили, что кембрийский зверинец попросту проиграл борьбу за выживание и его вытеснили новые виды, у которых было преимущество над древними формами (11). Новенькие, более приспособленные организмы одержали сокрушительную победу. Это была идея, соответствующая дарвиновской теории происхождения видов: все дочерние виды оказываются более адаптированными к сложившимся условиям среды, чем породившие их организмы, так что все новое, как правило, берет верх над старым. Палеонтологи называют эту масштабную смену караула ордовикской радиацией. Именно тогда моря стали принимать более привычный для нас вид. В коралловых садах паслись улитки, а древние предки морских звезд, кальмаров и двустворчатых моллюсков смешались с некоторыми оставшимися с кембрийских времен видами, которые чудом умудрились выжить, вроде тех же трилобитов.
Но теперь мы знаем, что завершающая глава кембрийского периода не была отмечена массовым вымиранием причудливых форм жизни, как считалось ранее. В 2010 году группа палеонтологов из разных организаций объявила, что они описали богатое разнообразие существ сланцев Бёрджес, обнаруженное в породах возрастом от 443 до 485 миллионов лет, то есть живших спустя многие миллионы лет после завершения кембрия (12). Уменьшение разнообразия в конце кембрия стало не следствием исчезновения животных. Дело оказалось в том, что определенные виды осадочных пород, необходимых для сохранения мягкотелых организмов, формировались гораздо реже, и подходящие образцы раньше попросту еще не были найдены. В самом деле, обнаруженные отложения показывали некую смесь древних и новых для того времени существ – да, здесь были улитки, наутилоидеи и криноидеи ордовика, но встречались и рифообразующие губки, черви, членистоногие с мягкими раковинами, похожие на виваксий покрытые панцирями животные, а также громадные родственники невероятных аномалокарисов. Никто не ожидал встретить целое сборище животных, выглядящих в точности как фауна сланцев Бёрджес, в одном месте с видами, которые, как считалось, полностью их вытеснили в ходе конкуренции. Старое все-таки выжило бок о бок с новым.
Так какое же все это имеет отношение к нашим крохотным хордовым приятелям? В своей «Удивительной жизни» Гулд утверждал, что без массового вымирания причудливых кембрийских видов нашим протопозвоночным предкам пришлось бы по-другому адаптироваться и приспосабливаться. Это кардинально изменило бы ход эволюции, сделав появление Homo sapiens маловероятным, а то и вовсе невозможным. Тем не менее нам известно, что никакого вымирания в конце кембрийского периода не было и наше происхождение на самом деле еще более удивительно. Протопозвоночные продолжали влачить свое существование в мире беспозвоночных, подергивая своими крошечными миомерами, чтобы спастись от ненасытного аппетита соседей. Случайная череда событий, которая привела к нашему появлению, по-прежнему не дает покоя ученым. Если бы древние хордовые вымерли – или если бы их хорда образовалась, скажем, снизу, а не сверху, или начиналась бы с хвоста, а не с головы, – то эволюция могла бы пойти совершенно другим путем, лежащим, возможно, за пределами нашего воображения. Тем не менее благодаря удачливому выживанию столь многих кембрийских созданий наша предыстория стала значительно интересней. Теперь утверждение, будто пикайе попросту повезло, кажется чуть ли не оскорблением. Она по-настоящему боролась за свое выживание и преуспела в этом. Нечто другое, до конца еще не изученное, происходило в те времена, когда в океанских глубинах расцвела новая жизнь и появившиеся хордовые постепенно взяли верх над правившими древним миром беспозвоночными. И на этом фоне очередное случайное событие открыло еще более широкие возможности. Миру впервые предстала кость.
2. Да будет кость
В каждой науке есть свои знаменитости. Эйнштейн в физике. Мария Кюри в химии. Чарльз Дарвин в биологии. В палеонтологии же можно выделить сразу двух людей, настолько презиравших друг друга, что оба наверняка возмутились бы тем фактом, что невозможно упомянуть одного из них без другого – их звали Отниел Чарлз Марш и Эдвард Дринкер Коп.
Нескончаемая вражда между двумя охотниками за окаменелостями зародилась не сразу. На самом деле изначально они были друзьями. Молодые американские ученые решили стать палеонтологами-первопроходцами XIX века. Тогда эта наука еще не пустила академические корни в США, и ученые встретились, пытаясь почерпнуть всю возможную информацию по теме у немецких исследователей, после чего обосновались в академических кругах на Восточном побережье. Они не оставили после себя практически никаких документальных упоминаний об этих первых встречах, которые были, пожалуй, самыми мирными за всю их историю, – Коп в 1868 году пригласил Марша посетить один из мергельных карьеров на юге Нью-Джерси, богатый источник доисторических окаменелостей.