Текст книги "Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле"

Чудачество

К счастью, мы с Гонсало Видалем и Ги Нарбонном выяснили, что в Дворцах есть место, где могут найтись окаменелости древнее томмотского яруса. Разумеется, это место оказалось почти недоступным.

На следующее утро после завтрака мы пошли на штурм склона, надеясь добраться до залежей окаменелостей старше томмотского яруса. Утесы, с которых открывался великолепный вид, венчал густой сосновый лес. Но любоваться было некогда: проводник указал на скальный выступ у нас под ногами. С этого места был виден огромный доломитовый откос. Мы осторожно пробирались к нему, пока не увидели зеленоватый слой, предположительно расположенный в юдомских доломитах. Мы были уверены, что здесь можно найти первые в этом разрезе признаки жизни: колючие лучи похожей на кактус ханцеллории (Chancelloria) (рис. 2). Это место с виду напоминало водопоглощающую воронку. Мы наполнили мешки зеленоватой породой и приготовились возвращаться.

Ханцеллория – чудаковатое ископаемое, известное лишь в кембрии. Хорошо сохранившиеся экземпляры найдены в сланцах Берджес (Британская Колумбия, Канада), а также в породах аналогичного возраста в Юте (можно разглядеть покрытое лучами-шипами кактусовидное тело). Однако в Дворцах мы рассчитывали найти лишь обломки этой великолепной защиты в виде мелкораковинной фауны[47]47
  С 1978 г. в рассуждениях об истоках кембрийского взрыва первостепенное значение занимала мелкораковинная фауна (мы в Кембридже придавали ей первостепенное значение). В 1987 г. приоритет получили признаки деятельности животных в виде ископаемых следов (ихнофоссилий). Важнейшую роль в этом сыграл международный конгресс в Уппсале, организованный в 1986 г. Стефаном Бенгтсоном. Увы, это событие совпало с взрывом в Чернобыле, однако под одной крышей тогда собрались все, кто изучал кембрийский взрыв, вместе со своими окаменелостями. О мелкораковинной фауне см.: Qian and Bengtson 1989; Cowie and Brasier 1989; Lipps and Signor 1992.


[Закрыть].

На первый взгляд колючие лучи ханцеллории напоминают спикулы губок из лагуны у Кодрингтона. Но известняковые спикулы губок обычно цельные, а у ханцеллории лучи полые, и у основания каждого имеется небольшая пора. Как будто существо пыталось надеть лучи на ручки, подобно ребенку, надевающему перчатки. Этот признак делает его совсем не похожим на губку. В самом деле, ханцеллория не похожа ни на одно из современных животных. Как мы увидим, древние моллюски, например, напоминающая морское блюдечко майханелла (Maikhanella), предпринимали попытки построить себе раковину из полых игл. Но ханцеллория не похожа на морское блюдечко. Она прикреплялась на дне и росла вверх, как кактус, окружая себя лучами-шипами.

Некоторые раннекембрийские окаменелости можно сравнить с современными нам организмами, например, соотнести алданотрету с родственными ей современными плеченогими. Некоторые окаменелости, например археоциаты, можно сравнить с современными губками. Но есть и окаменелости, о которых ничего не нельзя сказать с уверенностью, и ханцеллория к ним относится. Таким образом, породы у реки Алдан разделяют мир молодой, легко узнаваемый (в частности, с помощью сравнения ископаемых с современными организмами), и непонятный мир дотоммотского времени. На первый взгляд непонятный.

Первый трюк

Какие подсказки насчет закономерностей мы обнаружили у реки Алдан? Чарльза Дарвина прежде всего озадачивало внезапное появление ископаемых остатков в известных кембрийских породах. Но, судя по недавно открытым в Восточной Сибири породам, кембрийский взрыв произошел не вдруг. Словно гости, съезжающиеся на бал из сказки, окаменелости появляются постепенно. Первыми на “кембрийский бал” явились нетерпеливые и не очень привлекательные сестры ханцеллории. За ними последовали более известные животные, например алданотрета. Последними прибыли очаровательные юные трилобиты с большими карими глазами: фаллотасписы.

Второе открытие, сделанное нами в Сибири, заключалось в том, что жизнь на планете прошла этапы кембрийского взрыва не везде одновременно. Существовали строгие экологические ограничения, не позволяющие появиться нашим предкам. В местах с неблагоприятными условиями, например в дельтах рек, заливах и на литорали, возникновение животных откладывалось до лучших времен. Поэтому взрыв, вероятно, начался в теплых неглубоких морях и вряд ли был вызван внезапным вторжением из озер и лагун.

Чтобы выяснить, что было до томмотского яруса, оставим сибирские лагуны и отправимся туда, где условия ранних морей были мягче.

Глава 3
Ископаемые “пупсики”

Чэнцзян

Мы стояли у разреза и непринужденно беседовали о трилобитах. Вдруг послышалось:

– Ух ты! Только посмотрите!

Вибхути Рай обстукивал неподалеку аргиллиты медового цвета. Показавшееся на свет драгоценное ископаемое напоминало креветку. Даже мягкие части отлично сохранились. Мы столпились вокруг. Антенны, жабры, конечности и хвост, покрытые оксидом железа, выглядели потрясающе. У животного имелись даже глаза на стебельках. Мои собственные глаза, казалось, тоже выскочили на невидимых стебельках. Несколько мгновений мы с восхищением смотрели на Вибхути. Потом восхищение сменила легкая зависть. Но и она не задержалась надолго. В мрачном расположении духа мы, словно безумные гномы, стали долбить породу, сражаясь за место у разреза.

Несколькими часами ранее автобус с нашей вполне благодушно настроенной командой подпрыгивал на ухабах, направляясь из Куньмина на восток. Стоял сентябрь – время сбора риса, – и мы мало кого встретили. Дорогу покрывал ковер из коричневого риса, оставленного подсыхать под еще теплым солнцем. Здесь и там мелькали буйволы в упряжке для молотьбы, к 1992 г. почти повсеместно замененные пыхтящими тракторами. Автобус пробирался по красно-коричневым холмам к деревне Маотяньшань. Здесь несколько лет назад геолог Хоу Сяньгуан из Юньнаньского университета сделал грандиозное открытие: нашел кембрийские окаменелости с прекрасно сохранившимися конечностями и мягким телом.

Можно сравнить находки Хоу в уезде Чэнцзян[48]48
  Hou et al. 2004. Атлас ихнофоссилий: Gabott et al. 2004.


[Закрыть] с окаменелостями из сланцев Берджес, обнаруженными Чарльзом Д. Уолкоттом в 1900-х гг. и Стивеном Дж. Гулдом в 1980-х гг.[49]49
  Философский подход к оценке окаменелостей из сланцев Берджес см.: Gould 1989. Предполагаемый антидот см.: Conway Morris 1998. См.: Selden and Nudds 2004. А вот отличный атлас этих фоссилий: Briggs et al. 1994.


[Закрыть]. Чэнцзянские ископаемые (также солидного возраста и даже старше) гораздо привлекательнее биоты из сланцев Берджес. И они не намного моложе пород в разрезе Улахан-Сулугур. К счастью, мы получили официальное разрешение на сбор окаменелостей.

Маотяньшаньские карьеры, откуда родом чэнцзянские ископаемые, напоминают цепь взрывных воронок в желтой породе, окруженных сланцевыми отвалами. Картину вряд ли можно назвать живописной, но если по куску здешнего аргиллита посильнее ударить молотком, на свет явятся сокровища. Кроваво-красные синдареллы (Cindarella) во всем своем блеске выступают, одна за другой, из породы: выражаясь языком геральдики – в золотом поле шествующая червленая фигура, смотрящая впрям.

Синдарелла – восхитительный представитель чэнцзянской биоты, и она замечательна не только своим сказочным именем. Это было животное с телом в форме щита и длиной 2 см, похожее на головастую ошпаренную креветку. У этого предшественника трилобита фаллотасписа и эоредлихии (Eoredlichia) нет кальцитового панциря. При этом синдарелла – как и ее страшненькая сестра ксандарелла (Xandarella) – выставляет напоказ то, что остальные трилобиты обычно прячут: ряды ходильных конечностей и перистые жабры, расположенные в два ряда вдоль сегментированного брюшка. Эти конечности и жабры напоминают потроха, которые мы за ужином удаляем у креветок. И трудно не думать, какой была бы на вкус синдарелла, вымоченная в соусе табаско и поданная с белым вином. Увы, мы никогда этого не узнаем.

Из другого обломка сланца показался старый знакомец: плеченогое лингулелла (Lingulella). Ее раковина, как и раковина сибирской алданотреты, напоминает коготь и состоит из фосфата кальция. Но, в отличие от других ископаемых плеченогих, лингулелла сохранила короткую мясистую ножку. Лингулелла из Уэльса, из Кембрийских гор, могла бы озадачить Дарвина, если бы мы могли вернуться в 1859 г., когда он заявил: “Некоторые из наиболее древних животных, например… Lingula и др., мало отличаются от нынешних видов…”[50]50
  Darwin 1859: 306, 313.


[Закрыть], прибавив: “В роде Lingula, например, все виды, появлявшиеся последовательно в разные эпохи, связаны друг с другом непрерывным рядом поколений от нижнего силура и до настоящего времени”[51]51
  Darwin 1859: 316.


[Закрыть]. Проблему Дарвин изложил так:

Согласно с нашей теорией, нельзя предположить, чтобы эти древние виды были прародителями всех относящихся к этим группам видов, которые появились впоследствии, так как они ни в какой степени не являются промежуточными между ними по своим признакам.

Таким образом, по мнению Дарвина, брахиоподы, к которым относится и лингулелла (так сейчас называют это ископаемое) – не только живые ископаемые. Лингула чересчур развита и поэтому не может выступать прародителем всех плеченогих. Дарвин имел в виду, что предки таких сложных животных, как лингулелла (и, конечно, предки трилобитов), должны находиться в очень древних слоях (возможно, на отметке 1200 млн лет).

Дарвин крайне скептически оценивал шансы найти ископаемых рыб в породах старше силурийских:

Древнейшие известные нам… рыбы безусловно принадлежат к современным классам этих животных… Тщетно было бы искать животных с общими эмбриологическими чертами позвоночных, пока не открыты богатые ископаемыми слои много ниже самых нижних кембрийских слоев, но на это открытие мало надежды[52]52
  Darwin 1859: 338.


[Закрыть].

Представьте его реакцию, если бы он узнал, что среди чэнцзянской биоты отыскались предполагаемые древнейшие рыбообразные существа. Возможно, это изменило бы его взгляды на длительность кембрийского взрыва. Окаменелости, о которых идет речь, появились на свет гораздо позднее, разбуженные от долгого сна севернее Хайкоу. Позднее обнаружение связано с непривлекательностью аргиллитов в этой местности: здесь они не ярко-красные, а тускло-серые. Правда, это указывает на лучшую сохранность органических остатков внутри породы. Слои отложений в Хайкоу покрыты сотнями отпечатков существа, названного хайкоуэллой (Haikouella)[53]53
  Скорее всего, хайкоуэлла на эволюционном древе довольно далеко отстоит от рыб. Некоторые авторы относят эту группу к хордовым, другие выделяют в отдельный таксон – юннанозои (Morris, Simon Conway, and Jean-Bernard Caron Pikaia gracilens Walcott, a stem-group chordate from the Middle Cambrian of British Columbia // Biological Reviews 87.2 (2012): 480–512). – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Это ископаемое очень похоже на современных бесчерепных, например на ланцетника. Их тело (длиной 2–3 см) имело сигарообразную форму. Голова была заостренной. Хайкоуэлла имела семь овальных жаберных щелей, спинной плавник и длинный хвост для передвижения. Возможно, она, подобно сардинам, даже сбивалась в косяки по несколько сот особей. По-видимому, хайкоуэлла (как и другие представители чэнцзянской биоты) пострадала от массового вымирания[54]54
  Изучение линий роста раковин плеченогих из чэнцзянской биоты показало, что они также образовывали группы, представители которых росли и умирали вместе.


[Закрыть]. К гибели этих животных в Хайкоу предположительно привели штормы, поднимавшие со дна ядовитый сероводород. Печально думать, что прекраснейшая из кембрийских картин нарисована с такой жестокостью.

Черви в платьях

Одна из самых любопытных особенностей чэнцзянской биоты – не то, что здесь нашлось, а то, чего здесь не оказалось. Кажется странным отсутствие кольчатых червей: предков дождевых червей и морских пескожилов. Мы привыкли считать этих животных непременными участниками животного мира. И они обнаруживаются в больших количествах в Британской Колумбии, в сланцах Берджес (которые моложе чэнцзянских пород) в виде ископаемых канадии (Canadia) и берджессохеты (Burgessochaeta). Трудно сдержать улыбку при виде этих разодетых окаменелостей. Канадия, скорее всего, выглядела как червь в платье с множеством рюшей, оборок и складок (рис. 4).

Рис. 4. Древний червь в платье. Здесь я изобразил реконструкцию канадии из сланцев Берджес (средний кембрий, ок. 505 млн лет) в Британской Колумбии. Эта окаменелость обычно имеет длину 2–3 см. Здесь она представлена в виде многощетинкового червя и дополнена простыми глазами и пучками щетинок. Канадия является одним из самых древних представителей таксономической группы кольчатые черви, включающей, например, дождевых червей и нереид.

В Чэнцзяне, однако, никаких признаков древних червей в платьях не нашлось. Самым распространенным ископаемым здесь является параселькиркия (Paraselkirkia), очень напоминающая, гм, детородный орган с надетым на него презервативом. Головка-луковица, украшенная остроконечным шлемом, переходит в длинное морщинистое тело, защищенное эластичной органической оболочкой. По мнению Саймона Конвей-Морриса из Кембриджа (помимо прочего, он признанный эксперт по пенисоподобным ископаемым червям), параселькиркия не является настоящим кольчатым червем, а относится к приапулидам (Priapulida).

Следует признать, что многие представители старшей чэнцзянской биоты (но не канадия) внешне очень похожи на представителей более молодой биоты из сланцев Берджес из Канады. В Чэнцзяне даже нашлась жутковатая галлюцигения (Hallucigenia), в 1970-х гг. ставшая настоящей знаменитостью. Каждое Рождество на заседании Палеонтологической ассоциации в Англии мы, бывало, узнавали о новых открытиях, сделанных кембриджской группой Гарри Уиттингтона. Ходили даже слухи, что они заключили договор с дьяволом в обмен на возможность открывать новые необыкновенные таксономические группы.

Как бы там ни было, галлюцигения сделала поразительную карьеру. Кульминацией стало заявление о “большом надувательстве сланцев Берджес” в книге “Чудесная жизнь”[55]55
  Gould 1989.


[Закрыть]. (Она до сих пор полезна, особенно для успокоения непослушных детей перед сном.) Знаменитый Стивен Джей Гулд с нежностью описывает легион кембрийских чудовищ.

По мнению Гулда, в кембрийском периоде разнообразие планов строения тела в различных группах животных было значительно шире нынешнего. Но случайные события со временем уменьшили разнообразие, и теперь мы наблюдаем уцелевших счастливчиков. Иными словами, наши собственные предки не то чтобы приспособились к окружающей среде, а просто оказались удачливее[56]56
  Гулд назвал этот спектр планов строения тела разбросом (disparity). Важно отметить, что это не то же самое, что расхождение (diversity). Приведем в пример игральные карты. Разброс указывает на разность их достоинства: король, десятка, восьмерка, пятерка, двойка треф, а расхождение – это мера расхождения, характеризующая конечные члены: король и двойка треф. Таким образом, карты в комбинации могут иметь одинаковое расхождение и гораздо больший (или меньший) разброс.


[Закрыть]. Но экстраординарные заявления требуют таких же доказательств, и Гулд, похоже, мог совершить серьезную ошибку. Когда он писал свою книгу, “большой пузырь” уже был готов лопнуть, и маленькая галлюцигения сыграла в этом одну из главных ролей.

Внимательно рассмотрим галлюцигению, чтобы вспомнить, как в прошлом столетии изменялся взгляд на нее. Галлюцигения выглядит почти как раздавленная сапогом гусеница на садовой дорожке. Удлиненное тело разделено на сегменты и снабжено семью парами мягких конечностей. Подобно гусенице современного шелкопряда, на спине почти столько же пар острых шипов, сколько ножек под брюхом. Шипы, возможно, помогали галлюцигении защищаться, как и нынешним гусеницам. Все это мы знаем, поскольку имеем прекрасно сохранившийся чэнцзянский материал. Но это было не столь очевидно, когда ученые располагали лишь окаменелостями (менее удачными) из сланцев Берджес. Поэтому в 1911 г. американский геолог Чарльз Уолкотт ошибочно отнес галлюцигению к многощетинковым червям, к которым относилась и канадия. Так галлюцигения стала еще одним червем – забытой и нелюбимой спящей (в ящиках Королевского музея Онтарио в Торонто и Смитсоновском институте в Вашингтоне) красавицей. Это продолжалось до 1970-х гг.

В 1970-х на смену хиппи пришли панки и металлисты, но все вокруг еще живо напоминало о временах хиппи, и шипастое ископаемое назвали галлюцигенией. Саймон Конвей-Моррис в Кембридже реконструировал его и вверх ногами, и перепутав передний и задний конец. Итог озадачивал. Согласно этой реконструкции выходило, что животное передвигалось на длинных ногах-ходулях (в реальности они располагались на спине), в которых были полости с маленькими отверстиями. Предполагалось, что передние конечности доставляли пищу ко рту (но то, что принималось за голову, оказалось задней частью тела). Теперь галлюцигения уже не была старомодной принцессой. Она предстала истинной бунтаркой, особенно если вспомнить ее шипы. К счастью, шведский палеонтолог Ларс Рамскольд избавил мир от кошмара. Оказалось, что галлюцигения – всего-навсего бархатный червь (онихофора), похожий на современного перипатуса (Peripatus), но снабженный изящными шипами на спине и маленькими ногами, на которых можно танцевать. Походка галлюцигении также (всего за несколько недель переосмысления) эволюционировала от панковских прыжков до задумчивой румбы.

Рис. 5. Бархатный червь. Это моя реконструкция микродиктиона (Microdictyon) из раннекембрийской (ок. 520 млн лет) чэнцзянской биоты. Длина окаменелости обычно 2–3 см. Такие окаменелости чаще всего сохраняются в виде изолированных фосфатных пластин (несколько миллиметров в поперечнике и слегка напоминают глаз трилобита). В чэнцзянской биоте эти фосфатные пластины также встречаются парами (вверху) и являются частью дорсальной брони существа, которое можно реконструировать как гусеничного бархатного червя (внизу). По сравнению с микродиктионом у галлюцигении были более простые и заостренные пластины. Оба они – старейшие из известных бархатных червей надтипа лобоподы (Lobopoda).

В чэнцзянской биоте стали появляться и другие бархатные черви, в том числе микродиктион (Microdictyon), у которого шипы, похожие на шипы галлюцигении, превратились в огромные ложные глаза. Вероятно, это пример мимикрии для защиты от хищников (рис. 5). Палеонтологи отреагировали незамедлительно. Сами по себе окаменелости из сланцев Берджес не были странными. Странной была философия их реконструкции, если так можно выразиться. Когда Гулд мечтал о галлюцигении, остальные с грустью наблюдали, как рушится миф о сланцах Берджес. Один за другим таинственные создания приобретали знакомые черты. Ричард Форти съязвил тогда: “В биоте из сланцев Берджес нет никого страннее артемий и безумнее усоногих раков. Старый хлам”. Или что-то в этом роде[57]57
  Подробнее об этом задорном споре см.: Bill Bryson 2003. Соображения некоторых из главных участников спора см.: Gould 1989; Conway Morris 1998; Conway Morris 2003.


[Закрыть].

Перчатка брошена

Биота сланцев Берджес важна в историческом отношении, но чэнцзянская биота важнее с научной точки зрения: ведь она старше примерно на 20 млн лет. Чэнцзянская биота – это целый зверинец времен древнейших трилобитов. Но главное послание чэнцзянской биоты – не о кембрийских чудесах. И окаменелости из сланцев Берджес, и чэнцзянская биота показывают нечто не менее странное. Замечание Дарвина о невозможности фоссилизации “совершенно мягких организмов” неприменимо к миру кембрия.

Чэнцзянские находки также подтверждают, что кембрийские океаны кишели существами, которые, возможно, были близки к прямым предкам современных морских и наземных животных (и, конечно, человека). Но откуда взялись все эти создания? И внезапно ли они возникли? Вернемся в Беруоллс-хаус в 1983 г. (гл. 2).

Мало кто на Западе знал о лихорадочной работе по геологическому картированию в Китае в 1970-х гг., после Культурной революции. В поисках материала для фосфатных удобрений геологи наткнулись на богатое окаменелостями месторождение на юге Китая, которое растянулось на несколько тысяч километров (рис. 6). Последовал вал находок. Тогда язвили, что китайских палеонтологов, придумывающих имена находкам докембрийского и кембрийского времени, больше, чем самих находок. К счастью, это было не так.

Рис. 6. Мэйшуцуньский фосфоритный рудник. Богатые фосфоритовыми окаменелостями разработки показали мне начальник карьера (слева) и палеонтологи Чжао Юэ (в центре) и Цзян Чживэнь (справа). Древнейшая раковинная фауна (ок. 540 млн лет), в т. ч. анабариты (Anabarites) и протогерцины (Protohertzina), появляются в геологической летописи [их систематическое положение неясно; первые – сидячие беспозвоночные, а вторые, возможно, родственны конодонтам или хетогнатам (Прим. науч. ред.)] на уровне ног, а раковинные моллюски, близкие к майханелле (Maikhanella) и алданелле (Aldanella), – чуть выше их голов.

В 1983 г. в Беруоллс-хаусе доклады советских ученых были встречены пылким одобрением с одной стороны и насмешками – с другой. Этот гомон уступил место тишине, когда на сцену поднялись четверо китайских ученых. Перчатку собирались бросить незнакомые геологи – из тех первых, кто оказался за пределами красного Китая. Мы замерли.

Переводчик китайской делегации начал с долгих извинений за свой неважный английский язык. Затем он продолжил на безукоризненном английском, с шутками и отступлениями. Далее последовали выступления Син Юйшена, Ло Хулиня и Цзян Чживэня о начавшихся в Китае удивительных открытиях. Они заявили, что томмотские ископаемые Алексея Розанова – далеко не древнейшие доказательства существования животных со скелетом. Китайские геологи нашли окаменелости еще ниже по стратиграфической шкале и, следовательно, старше. Свои находки они назвали в честь деревни Мэйшуцунь, в окрестностях которой были обнаружены ископаемые. В мэйшуцуньских породах нет остатков плеченогих, брюхоногих моллюсков и губок, подобных найденным в разрезе Улахан-Сулугур и в Дворцах в Сибири, зато есть загадочные вымершие организмы, многие из них трубчатой и серповидной формы.

Было очевидно, что после этого заявления отношения между русскими и китайцами стали накаляться. По мнению московских ученых, китайские породы были того же возраста, что и советский томмотский ярус, и просто относились к другой его части[58]58
  Мнение Миссаржевского и его коллег из Новосибирска отличалось от мнения московских ученых. По-видимому, они датируют китайские окаменелости более или менее тем же временем, что и выделенный ими немакит-далдынский ярус (старше томмотского).


[Закрыть]. С точки же зрения китайских ученых, их мелкораковинная фауна была значительно старше сибирских находок и потому важнее для понимания эволюции[59]59
  У сибирских разрезов есть и другие недостатки, в том числе их труднодоступность. Это и обусловило отказ от их признания глобальным стратотипом границы докембрия и кембрия. См.: Cowie and Brasier 1989. Тем не менее у них много достоинств: так, они отличаются относительной полнотой и перспективны в отношении химических исследований. См.: Brasier, Rozanov et al. 1994.


[Закрыть]. Чтобы помочь разрешить спор, по крайней мере для себя, было необходимо отправиться в Китай.