Текст книги "Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции"

Если вы действительно хотите пощекотать себе нервы, отправляйтесь на ферму, практикующую откорм скота по замкнутому циклу (Confident Animal Feeding Operation – CAFO). Вот это да. Домашний скот держат в ограниченном пространстве на специальной диете, позволяющей им очень быстро откармливаться. Их копыта вытаптывают все пастбищные площади. Их экскременты растекаются во все стороны, отравляя все вокруг. Ну и конечно, скот от души пичкают антибиотиками для подавления заболеваний, которые могут легко передаваться от одного животного к другому, что в свою очередь может привести к быстрой эволюции возбудителей этих заболеваний, тем самым делая те же антибиотики неэффективными. Вот так и получается. Пока мы едим мясо, мы производим новые штаммы болезней и уничтожаем водоемы. Уверен, что, осознавая этот процесс, мы можем все исправить. Очень на это надеюсь.

В современных крупномасштабных фермерских хозяйствах мы видим тысячи гектаров или акров, заселенных одной культурой. В то время как эти «монокультуры» облегчают фермерам и сельскохозяйственным комбайнам уборку урожая, они также делают культуру более восприимчивой к вредителям или паразитам. Будь вы кукурузным мотыльком, вам не пришлось бы летать туда-сюда в поисках пищи – вы могли бы преспокойно оставаться на месте и целыми днями поедать стебли и початки, занимающие многие тысячи акров. Это актуально как для ферм, организованных человеком, так и для дикой природы. Монокультура действительно весьма уязвима.

Часто лесные экосистемы – особенно леса умеренного пояса – выглядят однородными. Например, западная Канада с воздуха кажется бескрайним еловым покрывалом. Однако есть важное и достаточно заметное отличие обширных естественных лесополос от лесопосадок, организованных человеком, – это возраст. В естественных насаждениях присутствуют деревья всех возрастов: высокие старые и низкие молодые. Так вот старые упавшие деревья обеспечивают запас питательных веществ для следующего поколения. Лесной покров таит в себе целые миры микробов, которые поддерживают жизнедеятельность корневых систем растущих и фотосинтезирующих деревьев. В этом, казалось бы, единообразном вечнозеленом лесу на самом деле присутствует огромное, невидимое глазу, биоразнообразие.

Весной на северо-западном побережье Тихого океана пыльца клубится, словно густой желтый туман. Даже если вы не страдаете аллергией, вы все равно сможете ощутить пыльцу в своих носовых проходах. Монокультура проявляется в видах, а не в возрасте или степени гниения. Нередко, путешествуя по зарослям высокогорных озер, можно встретить молодые деревца, растущие прямо из пня упавшего или срубленного старого дерева. Традиционно такие пни называются «кормильцами», поскольку они кормят свое потомство. Главное, чтобы эти «пни-кормильцы» не превращались в «пней-убийц», ведь столько народу гибнет при распилке огромных деревьев.

Ученые проводили занимательные эксперименты, показывающие влияние биоразнообразия. На одном участке исследователи высаживали исключительно монокультурные травы, а на другом – разнотравье, представленное десятками видов. В течение первых нескольких лет монокультурные посадки демонстрировали большой рост. Видимо, монокультурные посадки образовывали больше растительной массы, так называемой биомассы, по сравнению с областями разнотравья. Однако по прошествии примерно десяти лет разнотравное поле оказалось более успешным, произведя больший объем биомассы и более здоровые растения – а значит, и более здоровых животных, поедающих эту траву, – по сравнению с монокультурными плантациями.

Судя по всему, это связано с тем, что разнообразие приводит к улучшенной способности экосистемы приспосабливаться к изменениям в таких вещах, как погода, климат или появление некоторых новых видов. Рассмотрим это на упрощенном примере. Предположим, что у нас есть два луга – монокультурный и разнотравный. На разнотравном лугу различные виды трав и цветов производят пыльцу в разное время года, новые семена и пыльца появляются здесь с разрывом в несколько недель или даже дней. Опылителям, таким как летучие мыши, птицы и пчелы, здесь всегда есть чем заняться. В любой момент воспроизводственного цикла они будут где-то поблизости. При этом монокультурный луг, где вся пыльца появляется одновременно, будет испытывать дефицит опылителей. Популяции летучих мышей, пчел и птиц просто не смогут прокормить себя в перерывы между этапами производства нектара и пыльцы. В результате пострадают и травы, и птицы с пчелами и летучими мышами. Без разнообразия каждый из видов становится менее успешным. Разнообразие обеспечивает устойчивость.

Каждый день вы можете наблюдать влияние человека на окружающую среду. Мы отравляем территории: вдоль наших дорог – горы мусора, вонь от свалок и углекислота загрязняют воздух, коралловые рифы вымирают, огромные районы Китая и Африки (уже заметные на спутниковых изображениях) подвергаются опустыниванию, а в Тихом океане дрейфует немыслимое количество отходов из пластика. Все это – прямые доказательства нашего воздействия на мир. Каждый день мы уничтожаем один вид живых организмов. Считается, что из-за людей вымирание видов происходит в тысячу раз быстрее, чем это случилось бы в естественных условиях.

Многие наивно (а некоторые, может быть, и с умыслом) утверждают, что исчезновение видов не играет особой роли. Ведь, судя по палеонтологической летописи, около 99 % всех видов живых существ, которые когда-либо жили на планете, исчезло навсегда, но при этом сегодня у нас все в порядке. Что страшного в том, что мы, будучи частью экосистемы, уничтожаем множество видов живых существ? Мы просто избавляемся от того, что нам не нужно или для нас необязательно.

Основная проблема здесь заключается в том, что, в некотором смысле, понимая, что может стать или что стало с отдельными видами, мы не можем сказать наверняка, что произойдет с экосистемой вымершего вида. Мы не можем предсказать поведение всей это сложной, взаимосвязанной системы и прогнозировать возможные изменения. Тем не менее мы можем быть абсолютно уверены, что путем сокращения или уничтожения биоразнообразия, наш мир будет в меньшей степени способен к адаптации. Наши фермы будет менее продуктивными, наша вода – менее чистой, а наша земля – менее плодородной. У нас будет меньше генетических ресурсов для разработки лекарств, развития промышленности и выращивания урожая.

Биоразнообразие – это результат процесса эволюции и в то же время это страховка, поддерживающая этот процесс. Для того чтобы наши собственные гены оказались в будущем и дали нашим потомкам возможность жить долго и счастливо, мы должны обратить эту тенденцию вспять и постараться сохранить столько биоразнообразия, сколько возможно. Если мы этого не сделаем, мы рано или поздно превратимся в окаменелости вымершего вида, пополнив собой палеонтологические летописи Земли.

13. Палеонтологические летописи и взрывы

Нередко, говоря о древности, люди упоминают «палеонтологические летописи». Однако стоит заметить, что такие летописи – отнюдь не запланированная запись. Здесь никто не шел на студию звукозаписи, где можно спокойно и методично записать несколько треков так, как это делают рок-н-ролльные группы. Свидетельства, скрывающиеся в горных породах Земли, больше похожи на запись группы, играющую с неисправным микрофоном, а затем случайно записавшую несколько песен. Кроме того, когда эти треки были записаны, почти все окончательные варианты песен потерялись. Большая часть живых существ не сохранилась в окаменелостях, а большинство окаменелостей в конечном итоге оказалось в местах, где их невозможно обнаружить. Весьма впечатляет, что палеонтологи все-таки смогли восстановить жизнь отдельных растений и животных. Просто удивительно, что им удалось найти достаточно окаменелостей, чтобы определить диапазон всплесков и упадков в истории эволюции, в том числе один совершенно выдающийся пример эволюционного новообразования, который привел к появлению всех крупных животных, существующих на сегодняшний день.

Давайте на мгновение вернемся назад и подумаем, что нужно для того, чтобы стать окаменелостью. Прежде всего, вы должны быть похоронены. Не знаю как вы, но я бы предпочел, чтобы я сначала умер. Тем не менее с точки охотника за окаменелостями, чем меньше времени умерший оставался на солнце, или его омывали морские воды, или в нем ковырялись остроклювые птицы, тем лучше. Как бы жутко это ни звучало, но для палеонтолога лучше всего будет, если вас похоронят заживо. Место захоронения, как правило, должно быть влажным для того, чтобы тело лучше устроилось в почве. Затем мокрый песок или земля должны полностью высохнуть так, чтобы микроорганизмы не вызывали гниение останков. После этого ваше тело должно оставаться в своем захоронении в течение многих лет, точнее, миллионов лет, в то время как в ваши ткани будут медленно просачиваться минералы, превращая некогда живую структуру в камень.

Этот необычный процесс является, пожалуй, самым несовершенным способом хранения, который вы только можете себе представить. Практически каждое животное и растение, жившее когда-либо на Земле, исчезло без следа. Предположим все же, что окаменелость прекрасно сохранилась, но затем угодила под тектоническую плиту размером с один из континентов Земли. Тогда, растворившись в расплавленной породе, она станет частью магматической мантии. Ее структура исчезнет, словно ледяная скульптура с корпоративного банкета на следующее утро.

Только благодаря очень редкой случайности мы можем обнаружить хоть какие-то следы прошлого. Вот почему каждое открытие новых (или старых?) окаменелостей становится настоящим событием. Кстати, крупные окаменелости найти легче, чем мелкие. Проще встретить бедро тираннозавра, чем палец какого-нибудь животного размером с голубя, пусть даже оба они сохранились в одном и том же геологическом отложении. Этот эффект отбора мог повлиять на наше понимание экосистемы древних динозавров. Мы можем предполагать, что большие существа доминировали, тогда как, возможно, на самом деле мелких животных было гораздо больше, просто они не так часто обнаруживаются при раскопках и среди останков динозавров.

Чем глубже мы копаем, тем старше животные и растения, которые мы находим. Мы можем проследить развитие некоторых видов на протяжении миллионов лет. Окаменелостей трилобитов так много, что ученые могут классифицировать их на отряды, подотряды, семейства, подсемейства и т. д., вплоть до пола и особей, как это делают биологи в отношении существ, живущих в данный момент.

Мы можем проследить родословную трилобитов более чем на 250 млн лет назад. Трилобиты напоминают мне крабов и омаров. Они обладали жесткими раковинами, которые сохраняли их останки, когда те оказывались захороненными и медленно обращались в камень. Прогулявшись по центральной части штата Нью-Йорк, я мог бы найти окаменелости трилобитов повсюду. С другой стороны, на Земле существует сравнительно мало ископаемых животных с мягкими частями тела. Когда, например, мы находим окаменелости древних носорогов, мы почти никогда не можем найти останки их ушей. Мягкие части тела, как правило, растворяются, вместо того чтобы окаменеть.

Есть несколько важных примеров ископаемых, которые демонстрируют и мягкие, и твердые части тел давно вымерших существ. Они играют очень важную роль в истории раскопок и в нашем понимании эволюции. Я имею в виду некоторые окаменелости, найденные в сланцах – осадочных породах, из которых раньше делали школьные классные доски. Сланцы, найденные в формировании Бёрджесс в Канаде, широко известны, поскольку местные окаменелости сохранились просто идеально, к тому же они охватывают поистине исключительный период истории Земли.

В 2005 году, работая над телешоу о великих научных открытиях, я имел прекрасную возможность подержать несколько бёрджесских окаменелостей в своих руках. Изумительные окаменелости с серебристыми линиями, сохранившимися в слоях очень гладкого, почти черного камня, поистине великолепны. Эти твердые камни можно довольно легко разделить на идеально плоские, четкие слои. Опытные геологи могут лишь слегка подковырнуть открытые части сланца своим скальным молотком, который всегда при них, и таким образом отделить слои друг от друга, словно страницы в книге. Район Бёрджесс расположен в карьере Уолкотта в Британской Колумбии. В настоящее время он является частью канадских Скалистых гор, но когда-то это была огромная стена из грязи, бывшая частью древнего океанского рифа – он датируется примерно 500 млн лет назад, то есть кембрийским периодом, названным по одноименной области в Уэльсе, Великобритания (по давней традиции геологические периоды получают свои названия по месту, в котором впервые были обнаружены и занесены в каталог соответствующие им отложения. Совершенно случайно и та, и другая местность – Уэльс и Бёрджесс – когда-то относились к Британской империи).

Продолжив изучение раскопок, палеонтологи предположили, что эта древняя гигантская стена из грязи подломилась в один момент. Она упала или соскользнула вниз и моментально похоронила под собой бесчисленное количество морских существ, захлебнувшихся в растворе из ила и морской воды. В бёрджесских сланцах нет никаких признаков, свидетельствующих о том, что какое-нибудь существо пыталась выбраться или спастись. Все они, скорее всего, были обездвижены и задохнулись в своей ловушке. Не стоит слишком сильно об этом задумываться, иначе можно очень расстроиться. Тем не менее для нас, познающих свое место в процессе эволюции, эта находка нечто необычайное. Ни одна другая когда-либо исследованная область раскопок не открывала окаменелости такого высокого качества, как те, что были найдены в сланцах Бёрджесс – по-видимому, потому, что древний ил в этих местах отличался исключительной однородностью.

В сланцах Бёрджесс скрывается множество прекрасно сохранившихся раковин и тел десятков животных, которые были абсолютно неизвестны науке до момента открытия сланцев палеонтологом Чарлзом Уолкоттом, произошедшего в 1909 году. Однако древность и значимость этих окаменелостей были оценены по достоинству только в 1966 году, когда несколько исследователей повторно изучили место раскопок и открыли истинный возраст окаменелостей, осознав разнообразие захороненных здесь существ. Тщательно отсняв, внимательно проанализировав, а затем аккуратно, слой за слоем отделив изображения от сланцевых оков, исследователи смогли восстановить размеры и формы древних существ. Они осознали, что смотрят на животных, которые непонятно как плавали, непонятно как ходили и нападали на добычу таким образом, который для многих вообще не мыслился возможным. Знаете ли вы, к примеру, животное, которое подобно опабинии имело пять глаз – две пары и один посередине? Мозг опабинии создавал такое изображение, которое мы, обделенные таким количеством глаз, едва ли можем себе представить. А как насчет животного, которое настолько смущало мировых экспертов, что даже получило имя галлуцигения, ибо им казалось, что они бредили.

Некоторые биологи-эволюционисты утверждают, что обилие ископаемых, сохранившихся в сланце этого отрезка кембрийского периода – около 500 млн лет назад, – наглядно демонстрирует, что жизнь на Земле когда-то была гораздо более разнообразной, чем сегодня, хотя большинство не согласны с таким утверждением. Вполне разумно предположение, что эти весьма необычные существа появились в результате естественного отбора, но их тела оказалась неработоспособными в долгосрочной перспективе. Они были вытеснены более поздними животными и их предками, которых мы наблюдаем сегодня. Эти уродцы навсегда исчезли с дальнейших страниц палеонтологической летописи.

На мой взгляд, эти животные не так уж сильно отличаются от тех, что мы видим сегодня, если согласиться с идеей, что любой отросток и любой орган использовался этим животным тогда, а в модифицированных формах они служат беспозвоночным морским существам и сегодня. Посмотрите на этих существ и обратите внимание на те особенности, которыми они резко отличаются от всего того, что плавает вокруг нас сегодня. Они из древнего, совершенно незнакомого нам подводного мира.

Окаменелости Бёрджесс уникальны в своих свидетельствах о жизни кембрийского периода, но для меня необычность этого места не так уж необычна. Во-первых, сохранить окаменелость в природе – это уже трудно, а найти окаменелые останки мягкотканных организмов, к какому бы геологическому периоду они ни относились, еще труднее. Мне кажется логичным, что, если бы мы просто знали, где искать, мы могли бы найти множество других удивительных животных и растений, запечатленных палеонтологической летописью. Более чем две трети нашего мира находится под водой. Я полагаю, что существует огромное множество обильных палеонтологических захоронений, о которых мы так никогда не узнаем, поскольку находятся они где-то в глубинах вод либо погребены под современным или более новым детритом (это совокупность мелких осадков, представляющих собой продукты жизнедеятельности планктона, которые оседают на дне). Сланцы Бёрджесс были обнаружены через целых 50 лет после того, как Дарвин опубликовал свой фундаментальный труд. Я уверен, что есть еще множество мест, которые стоят того, чтобы на них посмотреть.

Наряду с великолепными окаменелостями, сланцы Бёрджесс также примечательны представленным в них периодом развития живых организмов – эпохой стремительных эволюционных новообразований, получивших название «Кембрийского взрыва». За 20 млн лет количество новых видов в окаменелостях, найденных по всему миру, увеличилось в 20 раз. Этот внезапный рост биологического разнообразия нередко представляется великой эволюционной загадкой. Креационисты очень часто говорят о Кембрийском взрыве как о произошедшем в одно мгновение явлении. Для меня это очередной пример крайнего невежества либо очень ограниченного критического мышления.

Для начала я должен поспорить по поводу слова взрыв. Я бывал в каменоломнях, где инженеры и техники взрывают породы. Типичный взрыв или череда взрывов состоит из нескольких тысяч зарядов и продолжается менее чем 30 секунд. Когда явление длится миллионы и миллионы лет, разве можно назвать его взрывом? В геологическом масштабе 20 млн лет не так уж и много, но это далеко не пара секунд между взрывами. Это действительно долго.

И все же, действительно ли разнообразие жизни на Земле увеличилось в 20 раз, или просто окаменелости не рассказывают о том прошлом, которое предшествовало появлению живых существ с твердыми раковинами, надежно сохранившихся в твердых породах в виде окаменелостей? Кембрийский взрыв скорее напоминает (или напоминал) процесс накачивания огромного надувного матраса. После того как некоторые морские организмы эволюционировали, обретя твердые раковины, неудивительно, что эти существа стали более успешными и модифицировались, обогатив фауну того периода. Если почти 20 млн лет биться над такими решениями, результат становится ожидаемым, не правда ли?

Для меня идея, что тогда разнообразие было большим, чем мы видим сегодня, разумна, но невероятна. Тогда постоянно происходили массовые вымирания (подробнее об этом в следующей главе), но они, видимо, не были, если так можно сказать, достаточно массивными, чтобы привести нас к такому выводу. В этой связи Кембрийский взрыв поражает меня больше артефактом окаменелостей, которые можно найти в скалистых слоях, соответствующих примерно 20 млн лет, нежели фактом очень-очень быстрого увеличения разнообразия видов. Мне важнее, что тогда происходило увеличение размеров и прочности оболочек беспозвоночных морских существ, которые лучше сохранились в виде окаменелостей, чем животные и растения, им предшествовавшие. Но, конечно, я могу ошибаться. Подумайте и решите, что важнее для вас.

В целом сложность формирования окаменелостей обуславливает появление огромного количества пробелов. Но иначе и быть не могло. Чем меньше организм, тем мягче его тело, тем он более древний и тем скорее он попадает в один из этих пробелов. Удивительно не то, что у нас нет больше примеров, подобных сланцам Бёрджесса; удивительно, что этот практически идеальный образец у нас все-таки есть.

Конечно, он скрывает еще больше секретов и тайн. Исследователи, работающие с имеющимися коллекциями окаменелостей, и карабкающиеся по скалам геологи продолжают пополнять и расширять палеонтологическую летопись Земли. Двигаясь в будущее, мы продолжаем все больше и больше узнавать о прошлом. С каждым днем время нашей жизни сокращается, и с каждым днем мы получаем доступ ко все большему периоду эволюционного времени. Я надеюсь, что когда-нибудь один из моих читателей (или даже я сам) найдет окаменелость, или хотя бы сам ею станет, пополнив палеонтологическую летопись для наших потомков.