Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле
Шрифт:
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.
6
Мендель проводил эксперименты в 1858–1863 гг., но результаты не обнародовал до 1866 г.
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.
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.
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] .
9
Darwin 1872: 286.
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.
10
В 1859 г. границу докембрия и кембрия, как правило, считали границей между “примордиальным” и “силурийским” временем – или “азойским” и “силурийским”. См.: Secord 1986.
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:
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.
…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] .
12
Дарвин
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”.
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.
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.
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.
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.