Жизнь на Земле. Естественная история

Эттенборо Дэвид

Никто не может точно сказать, сколько видов животных обитает в этих сумрачных оранжерейно душных лесах. Их зеленая чаща скрывает богатейший и поразительно разнообразный конгломерат животной и растительной жизни, какой, пожалуй, не найти больше нигде на Земле. Не говоря уж о многочисленности крупных категорий животных — обезьян, грызунов, пауков, колибри, бабочек, — каждая из этих категорий объединяет огромное количество разных форм. Одних попугаев существует более 40 видов, обезьян — свыше 70, колибри — до 300, а бабочек и вовсе десятки тысяч. Если вы не побережетесь, вас искусают сотни различных видов москитов.

В 1832 году такой лес в окрестностях Рио-де-Жанейро посетил 23-летний англичанин Чарлз Дарвин, совершавший кругосветное плавание в качестве натуралиста на английском военном бриге «Бигль». За один день на небольшом участке он собрал 68 разных видов одного мелкого жучка. Его поразило такое число

видов, принадлежащих к одному роду. И ведь он не разыскивал их специально! Вот почему он записал в своем дневнике: «Этого достаточно, чтобы энтомолог лишился душевного спокойствия, представив себе будущие размеры полного каталога». В те времена считалось, что все виды неизменны и каждый из них был отдельно и особо сотворен богом. Дарвин отнюдь не принадлежал к атеистам — как-никак он получил в Кембридже богословскую степень, — но эта поразительная множественность форм повергла его в глубокое изумление.

В течение следующих трех лет «Бигль» спустился к югу, обогнул мыс Горн и вновь поплыл на север вдоль побережья Чили. Затем экспедиция повернула в открытое море и достигла уединенных Галапагосских островов примерно в тысяче километров от Американского континента. Там Дарвин вновь задался вопросом о происхождении видов, так как на этом архипелаге он увидел новое разнообразие. Особенно его заинтересовало то обстоятельство, что островные животные, в целом сходные с теми, которых он видел на материке, отличаются от них во многих частностях. Например, бакланы — черные птицы с длинными шеями, отличные ныряльщики, которые в поисках добычи проносились над самой поверхностью бразильских рек, — здесь, на Галапагосах, вовсе не могли летать, потому что крылья у них были маленькие, с короткими перьями. Или игуаны — крупные ящерицы с чешуйчатым гребнем на спине. Материковые игуаны лазали по деревьям и ели листья. Здесь же, на островах, где растительность была скудной, игуаны питались морскими водорослями и цеплялись за скалы над кипящим прибоем необычно длинными и мощными когтями. И еще черепахи — очень похожие на материковых, но только куда больше их, настоящие колоссы, способные возить на спине человека. От английского вице-губернатора островов Дарвин узнал, что единообразия нет даже в пределах архипелага — черепахи каждого острова обладают небольшими различиями, позволяющими сразу определить, откуда какую привезли. У черепах, обитающих на островах, где имеются источники воды, а следовательно, и трава, передний край верхнего панциря полого загибается вверх у самой шеи. Но у жительниц безводных островов, которым приходится вытягивать шеи, чтобы достать ветки кактусов или дотянуться до листьев на деревьях, шеи гораздо длиннее, а край панциря круто отогнут, так что они способны поднять шею почти вертикально.

Дарвин начинал все сильнее подозревать, что виды вовсе не остаются неизменными во веки веков. А вдруг один переходит в другой? Может быть, много тысяч лет назад птицы и пресмыкающиеся с американского континента попали на Галапагосский архипелаг на тех плотах из гниющих растений, которые реки выносят в море? И тут, приспосабливаясь к условиям своего нового места обитания, они понемногу из поколения в поколение менялись, пока не стали нынешними видами.

Различия между ними и их родичами на материке были невелики, но раз они все-таки возникли, нельзя ли предположить, что на протяжении многих миллионов лет изменения в той или иной династии животных, мало-помалу накапливаясь, со временем оказались столь велики, что совершенно ее преобразили? Может быть, у рыб развились мускулистые плавники, что позволило им выползти на сушу и стать земноводными, а земноводные в свою очередь обрели водонепроницаемую кожу и стали пресмыкающимися; может быть даже, некие обезьяноподобные существа привыкли ходить на задних лапах, выпрямились и стали предками человека.

Собственно говоря, эта идея была не так уж и нова. И до Дарвина многие ученые высказывали предположение, что все формы жизни на Земле тесно связаны между собой. Революционность дарвиновского прозрения заключалась в том, что он обнаружил механизм изменений и, таким образом, заменил философские умозаключения подробным описанием конкретных процессов, подкрепив его обильными доказательствами, которые можно было подвергнуть критической проверке. В результате отрицать существование эволюции больше уже было нельзя.

Вкратце ход рассуждений Дарвина сводился к следующему: особи одного вида не идентичны. Так, например, из кладки, отложенной одной слоновой черепахой, по генетическим причинам выйдут черепашки с шеями чуть разной длины, и в засушливое время те, у которых шеи длиннее, сумеют дотянуться до листьев и выживут. А их братья и сестры с шеями покороче лишатся корма и погибнут от голода. Так произойдет отбор особей, наиболее подходящих к среде их обитания, и они смогут

передать эту полезную особенность своему потомству. После смены огромного числа поколений у черепах на засушливом острове шеи будут длиннее, чем у черепах на островах с пресными источниками. Так из одного вида возникнет другой.

Эта идея четко сложилась у Дарвина много времени спустя после того, как он уехал с Галапагосских островов. Опубликовал он ее только в 1859 году, когда ему уже было 50 лет, да и то потому лишь, что другой, более молодой натуралист, Алфред Уоллес, работавший в Юго-Восточной Азии, пришел к тем же выводам. Книгу, в которой он подробно изложил свою теорию, Дарвин назвал «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых форм в борьбе за жизнь».

После этого теория естественного отбора снова и снова оспаривалась и проверялась, уточнялась, исправлялась и дополнялась. Недавние открытия в генетике, молекулярной биологии, динамике популяций и этологии (науке о поведении) придали ей новую глубину и широту. Она служит ключом к пониманию мира природы и помогает нам осознать, что жизнь на Земле имеет долгую и непрерывную историю, на протяжении которой организмы как растительные, так и животные менялись от поколения к поколению, осваивая все уголки мира.

Непосредственные, хотя и разрозненные свидетельства этой истории хранятся в архивах Земли — в осадочных породах. Подавляющее большинство животных, умирая, не оставляет зримых следов своего существования. Их плоть истлевает, их панцири, раковины и кости рассыпаются в прах. Но изредка одной-двум особям из многотысячной популяции выпадает иная судьба. Пресмыкающееся увязает в болоте и гибнет. Его тело истлевает, но кости остаются в иле. Их покрывают погибшие растения, опустившиеся на дно. Проходят века, растительных остатков накапливается все больше, они превращаются в торф. Меняется уровень океана, его волны затопляют болото, поверх торфа слой за слоем осаждается песок. За неимоверно долгое время торф спрессовывается, превращается в каменный уголь. А кости пресмыкающегося по-прежнему покоятся в нем. Огромное давление осадков и омывающие их насыщенные растворы минеральных солей вызывают изменения в химическом составе костей, состоящих главным образом из кальция и фосфора. В конце концов они окаменевают, однако сохраняют при этом не только внешнюю форму, которую имели при жизни животного, — хотя и несколько искаженную, — но порой даже клеточную структуру, так что, рассматривая их срезы под микроскопом, можно видеть форму сосудов и нервов, некогда их окружавших.

Наиболее благоприятные условия для окаменения создаются в морях и озерах, где медленно накапливаются отложения песчаников и известняков. На суше, где в основном породы не создаются за счет нарастания отложений, а наоборот, разрушаются эрозией, отложения вроде песчаных дюн возникают и сохраняются очень редко. Вот почему из сухопутных животных окаменеть могут практически только те, трупы которых оказались в воде. Поскольку такая судьба для большинства является исключительной, окаменелости вряд ли когда-либо дадут нам хотя бы относительно полное представление о всем разнообразии сухопутных животных, существовавших на Земле. У водных животных — рыб, моллюсков, морских ежей и кораллов — куда больше шансов сохраниться. И все же лишь очень немногие из них погибли при физических и химических условиях, необходимых для окаменения. Из этих немногих лишь ничтожный процент заключен в породах, которые в настоящее время оказались на поверхности Земли. А из них почти все будут разрушены эрозией прежде, чем успеют попасть в руки охотников за окаменелостями. Остается лишь удивляться тому, что при столь малых шансах все-таки было собрано такое количество окаменелостей и заключенная в них летопись так подробна и последовательна.

Как можно их датировать? Открытие радиоактивности подсказало ученым, что в породах заключены геологические часы. Некоторые химические элементы с течением времени распадаются, при их распаде происходит радиоактивное излучение. Калий переходит в аргон, уран — в свинец, рубидий — в стронций. Скорость этого распада можно вычислить и на основании соотношения вторичного и первичного элементов в данной породе определить, когда именно образовался исходный минерал. Поскольку существует несколько пар таких элементов и распад происходит с разной скоростью, возможна перекрестная проверка. Этот способ, требующий чрезвычайно сложных методов анализа, всегда будет областью специалистов. Но кто угодно может с помощью простой логики определять относительный возраст пород и таким образом устанавливать порядок основных событий в палеонтологической летописи. Если породы лежат слоями и слои не слишком смещены, нижний слой должен быть старше верхнего. Вот так мы можем читать историю жизни по слоям и прослеживать происхождение животных вплоть до самых истоков, проникая все глубже и глубже в земную кору.