Еще Чарльз Дарвин бился над загадкой Кембрийского взрыва — неожиданного появления сложных животных в Кембрийский период.
Во времена Дарвина не было известно отложений периода, непосредственно
предшествовавшего Кембрийскому, который начался 542 млн лет назад, а
закончился 490 млн лет назад. Этот факт никак не увязывался с
дарвиновской теорией эволюции: сложным животным должны были
предшествовать более простые формы жизни.
В «Происхождении
видов» Дарвин высказал предположение, что «в течение этого длительного,
но пока неизученного промежутка времени мир кишел живыми существами», но
не мог объяснить, почему ученые не находят их следов.
Потребовалось долгое время, чтобы исследователи самых отдаленных уголков
Земли, таких как Австралийская пустыня, Намибия, Ньюфаундленд и
российское Заполярье, обнаружили окаменелые свидетельства времени,
непосредственно предшествовавшего Кембрию.
Этот период, почти
не оставивший следов, сегодня получил название Эдиакария и представляет
огромный интерес для науки. Он продолжался с 635 до 542 млн лет назад, и
его признание и обретение им своего имени стало первым за более чем сто
лет случаем введения в геохронологию понятия о новом геологическом
периоде. Геологи выдвинули несколько теорий относительно грандиозных
климатических и химических изменений, происходивших в это время на
поверхности земли и сделавших возможным эволюционный скачок в развитии
жизни.
Первым важным открытием, проливавшим свет на
происхождение животных, стала находка геолога Реджинальда Спригга,
сделанная в 1946 году на юге Австралии. Он обратил внимание на четкие
дискообразные отпечатки диаметром до 4 дюймов на поверхности скальных
обнажений на Эдиакарских холмах к северу от Аделаиды. Спригг посчитал
эти отпечатки окаменелыми останками каких-то мягкотелых существ
наподобие медуз. Но когда он впервые продемонстрировал свои находки
специалистам, те признали их следами воздействия на камни ветра и
потоков воды.
Однако когда позднее в том же году Спригг
обнаружил листовидные формы, названные им дикинсониями, он уже не
сомневался, что отпечатки таких очертаний могли быть оставлены только
живыми существами. Необычные очертания этих существ и возраст отложений,
в которых они были найдены, заставили Спригга отнести их к началу
Кембрийского периода — это означало, что они были самыми древними из
известных форм жизни. Однако открытие Спригга не привлекло к себе
внимания.
Интерес к этим странным находкам проявился лишь
десять лет спустя, когда почти одновременно в Эдиакарских холмах и в
Англии были обнаружены следы других мягкотелых живых организмов,
относительно которых было твердо доказано, что их возраст был более
древним, чем Кембрийский период. Похожие окаменелости были затем найдены
на острове Ньюфаундленд, на юге Намибии, на побережье Белого моря и еще
более чем в 30 местах на пяти континентах. Такое распространение этих
дискообразных, листообразных, трубчатых, ветвеобразных и
веретенообразных форм свидетельствует о том, что формы жизни в
Эдиакарском периоде были разнообразными и многочисленными.
Эти
находки поставили перед учеными множество новых загадок. Многие из них
настолько не похожи на современные формы, что палеонтологи до сих пор не
могут прийти к единому мнению о том, что это были за существа и как они
жили. Профессор Гарвардского университета Эндрю Кнолл сравнил
эдиакарские формы с палеонтологическим «тестом Роршаха», поскольку
разные ученые зачастую интерпретируют одни и те же окаменелости
совершенно по-разному.
Например, дикинсонию одни ученые
сравнивают с медузами, другие с морскими червями, третьи с лишайниками, а
четвертые и вовсе относят их к полностью исчезнувшей категории живых
организмов.
У большинства представителей эдиакарской биоты
отсутствуют элементы, характерные для современных животных, такие как
рот и анус. Не обладали они и характерными для многих кембрийских групп
раковинами. Ученые пока не пришли к единому мнению о том, как
функционировали эти существа. Похоже, например, что некоторые из
мягкотелых существ питались, поглощая питательные вещества осмотическим
путем.
Более всего ученых интересуют те из эдиакарских существ,
для тел которых характерна двусторонняя симметрия, поскольку именно эта
черта присуща большинству современных форм жизни, включая человека.
Ответ на вопрос о происхождении симметричных форм жизни является
ключевым для понимания путей эволюции. К сегодняшнему дню открыто уже
несколько видов симметричных эдиакарских существ, например кимбереллы,
которые, возможно, были моллюсками. Известны сотни образцов кимберелл,
возраст которых датируется примерно 555 млн лет.
Эдиакарские
окаменелости свидетельствуют, что первые животные появились задолго до
Кембрийского взрыва. Необходимым условием появления крупных существ было
наличие кислорода, и камни Эдиакарского периода позволяют проследить
изменение уровня его содержания. Геологам ясно, что самые ранние
представители эдиакарской биоты жили на большой глубине и появились в
промежутке от 575 до 565 млн лет назад, вскоре после окончания
обледенения, завершившегося около 580 млн лет назад.
Недавние
исследования химического состава эдиакарских отложений показывают, что
первоначально океанские глубины были бедны кислородом, но затем его
содержание увеличилось и после таяния льдов уже не снижалось. Это стало
катализатором эволюции живых организмов.
Дарвин писал своему
другу: «Нашим предком было животное, дышавшее водой, имевшее
плавательный пузырь, большой хвост, неровный череп и, без всякого
сомнения, бывшее гермафродитом».
Эдиакарские окаменелости
свидетельствуют, что Дарвин был оптимистом. На самом деле у нашего
самого древнего предка скорее всего не было ни головы, ни хвоста, ни
половых органов, и он лежал без движения на морском дне, как коврик в
вашей прихожей.
Шон Кэрролл
http://www.ekzotika.com/
