Эволюция для всех, или Путь кентавра - Гангнус Александр Александрович (читать книгу онлайн бесплатно без TXT) 📗
ГЛАВА ШЕСТАЯ,
в которой наши предки уже твердо стоят на своих четырех, выясняют родственные связи и к чему-то прислушиваются
«ЧЕЛОВЕК — СВИДЕТЕЛЬ ПОТОПА»
Так в 1726 году назвал найденный в древних отложениях скелет немецкий врач Шейхцер. Это была научная сенсация. Скелет, правда, во многом отличался от скелета человека, но Шейхцер очень остроумно доказал, что все эти отличия — от разрушающего действия времени, от давления и сдвига пластов, деформирующего кости.
Целых сто лет ученый мир думал, что Шейхцер нашел человека, погибшего во время библейского потопа. Но в 1825 году знаменитый французский палеонтолог Кювье усомнился и решил проверить давнюю научную сенсацию. Даже беглого осмотра для Кювье было достаточно: «человек» оказался гигантской саламандрой, земноводным, не очень древним (ему было по нынешним понятиям около 50 миллионов лет), но все же гораздо более древним, чем человек.
«Человек» Шейхцера жил все-таки сравнительно недавно, в третичную эпоху, когда на Земле уже господствовали млекопитающие. Со времен Шейхцера ученые многократно находили кости и следы четвероногих во все более древних слоях. Когда же жили на суше прямые предки, первые четвероногие?
В 1896 году американский палеонтолог Марш нашел в девонских отложениях Северной Америки каменную плиту с отпечатком когтистой мясистой лапы.
Немаленькой лапы — отпечаток около 10 сантиметров длиной. В той же плите Марш увидел маленькие ямки — следы от капель девонского дождя. Так и представляешь себе мрачноватое и туповатое первое четвероногое, которое вылезло из воды во время дождя и протащилось несколько шагов по размокшей глинистой поверхности. И получилось так, что больше эта глинистая поверхность никогда уже не размокла, а, наоборот, высохла, окаменела, навсегда сохранив на себе живую запись давно минувших эпох…
Довольно долго ученые сомневались в находке Марша. Бывают такие подделки природы… Но в 1931 году на восточном берегу Гренландии в позднедевонских отложениях нашли семь странных черепов, похожих разом и на черепа кистеперых рыб, и на черепа земноводных. Первые ископаемые четвероногие получили название «ихтиостеги» (буквальный перевод — рыбопанцирные — показывает, что эти первые пешеходы сохранили в себе много черт древних примитивных рыб с массивным костным черепом). А потом следы первых четвероногих нашли в Австралии. Следам 355 миллионов лет.
И опять-таки нет полной уверенности, что хоть одно из этих созданий было нашим предком. Некоторые ученые считают, что ихтиостеги так далеко зашли в приспособлении к своему образу жизни, то есть были специализированы, что не могли уже «переучиваться», а это необходимо, чтобы двинуться дальше, к пресмыкающимся и млекопитающим, И все же портрет ихтиостег наверняка не очень сильно отличается от портрета неизвестного пока нашего девонского четвероногого предка. Может быть, первые земноводные — ихтиостеги, гесперогерпетоны, крассигиринусы, которых немало уже открыли палеонтологи и в родственных отношениях между которыми разобраться трудно, — были по своей организации неизбежным этапом, необходимой стадией развития, через которую прошли сразу несколько разных кистеперых рыб, развивающихся в направлении все большей независимости от воды.
Все эти примитивные четвероногие пятипалые существа были еще «полурыбами». Многие их признаки были рыбьими, у каждого разные. То рыбий хвост с плавником, то рыбные косточки в черепе, то рыбья боковая линия — орган «осязания на расстоянии» в воде… Такие (но не обязательно те, которые здесь перечислены) разные полурыбы-полуамфибии и были зачатками разных линий четвероногих.
То, что они отличались друг от друга все больше, неудивительно. Удивительно другое: несмотря на очень дальнее родство, они независимо, параллельно приобрели такие важные признаки наземных животных, как обособление головы от туловища, появление шеи, особого подвижного затылочного сочленения. Одна из костей черепа кистеперой рыбы независимо у разных «рыбоамфибий» превращается в слуховую косточку: появляется «сухопутное ухо». Даже такой признак, как пятипалая конечность, по мнению современных палеонтологов, могла появиться независимо у предков тритонов и лягушек. Это уж поистине чудо: кисть и стопа всех наземных четвероногих построена поистине по единому плану… Впрочем, кое-какие различия в деталях все-таки есть.
ТАИНСТВЕННЫЙ КАРБОН
Девон, эпоха сухих пустынь, заставившая рыб стать на четыре ноги и начать сухопутную жизнь, кончился треть миллиардов лет назад. Сразу после него природа как бы ударилась в другую крайность. Наступил каменноугольный период. Болота, заиленные реки и озера, великая влажность широко (хотя и не всюду) распространились по Земле. Леса этого периода, растущие в илистой, хлюпающей жиже, изучены учеными-палеоботаниками неплохо, хотя и хуже, чем современные леса лесоводами. Листья, ветки, шишки каменноугольных растений падали в воду, где не гнили и не окислялись, а превращались в торф, которому в дальнейшем и предстояло стать каменным углем.
Оказавшись после трудных девонских дней в «курортных условиях» карбона, земноводные четвероногие стали быстро распространяться по Земле, образуя все новые виды, роды и отряды. Во второй половине карбонового периода четвероногие поистине уже владели миром. Но только пока сушей, в море с их нежной, влажной, дышащей кожей большинство земноводных жить не могло.
Помнишь, мы говорили о начале фанерозоя — эпохи жизни явной. Сразу множество морских организмов стали строить известковые скелеты. Это значит, что углекислый газ, которого в атмосфере и океане было все еще очень много, стал еще быстрее поглощаться: ведь он нужен был животным для постройки скелетов, а назад из накапливающихся известняков углекислота уже не могла освободиться.
У истоков четвероногих. По характерным признакам митохондриальной ДНК можно вычислять степень родства разных, даже далеко разошедшихся на тропинках эволюции видов животных. Вот эта-то ДНК и преподнесла сюрприз: оказалось, что митохондриальная ДНК лягушки все-таки значительно ближе к ДНК двоякодышащих рыб, чем к ДНК целаканта. Возможно, окончательной разгадки мы так и не дождемся — тайну происхождения четвероногих унесла с собой вымершая рипидистия, пресноводный вариант целаканта.
В силуре и девоне вдоль берегов рек и озер зазеленели первые «леса». Растения суши удвоили поток кислорода (раньше он поступал в воздух только от фотосинтезирующих водорослей). Может быть, поэтому некоторые девонские рыбы смогли начать дышать воздухом. По расчетам американского геолога Р. Файрбриджа, в великую каменноугольную эпоху, 300 миллионов лет назад, в воздухе Земли кислорода было уже столько же, сколько и сейчас.
Может быть, кислорода на какое-то время стало даже больше, чем сейчас: именно в это время в зарослях порхали огромные стрекозы, чуть ли не метрового размаха крыльев. Современные насекомые такими большими не бывают: ведь у насекомых нет легких, а чем больше тело, тем труднее снабжать его кислородом.
Жизнь на Земле не всегда развивалась равномерно. Были эпохи застоя, даже как бы отступления, были «вспышки жизни». На континентах в карбоне и в начале следующего, пермского периода (в целом их иногда называют пермокарбон) была такая вспышка, и, может быть, это связано как раз с небывало свободным дыханием жителей суши, до тех пор сидевших на голодном кислородном пайке.
В ПОИСКАХ РОДСТВЕННИКОВ
Как только начнешь разбираться в полчищах стегоцефалов, кишевших на Земле в те времена, окажется, что очень трудно выбрать из этих древних влажнокожих — больших и маленьких, уродливых и не очень — такого, который мог бы стать сразу предком и нынешних хвостатых амфибий (саламандр, тритонов), безногих червяг и их бесхвостых прыгающих собратьев — лягушек и жаб. Еще недавно попытки обнаружить такого общего предка земноводных были. Его называли лиссамфибией. Российский ученый М. А. Шишкин доказал, что лиссамфибии никогда не существовали.
