Книга Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Окаменелости

Трупы или кости вполне могут уцелеть до наших дней – вопреки гиенам, жукам-могильщикам и бактериям. Так, Эци, “ледяной человек” из Тирольских Альп, пролежал во льду 5 тыс. лет. А в янтаре находят забальзамированных насекомых возрастом 100 млн лет. Однако в отсутствие холода или янтаря больше всего шансов сохраниться имеют твердые части организма, например зубы, кости и раковины. Дольше всего хранятся зубы: они должны быть тверже, чем все, чем питается их владелец. Кости и раковины тверды по другим причинам. Твердые части тела, а в редких счастливых случаях и мягкие, иногда превращаются в окаменелости, которые сохраняются сотни миллионов лет. Несмотря на достоинства окаменелостей, мы и без них можем на удивление много узнать об эволюционном прошлом. Если бы все окаменелости вдруг волшебным образом исчезли, мы смогли бы провести сравнительное исследование современных организмов, изучить их сходство, особенно в отношении ДНК, и изучить распределение видов по континентам и островам. И смогли бы снова доказать, что наша история – это история эволюции и что все живые существа являются родственниками друг другу. Окаменелости – просто бонус. Очень приятный, но не обязательный, и об этом стоит помнить, когда креационисты снова заведут речь о “пробелах” в палеонтологической летописи. Даже если летопись была бы одним большим пробелом, доказательства эволюции не стали бы менее убедительными. А если бы у нас были лишь окаменелости и ничего другого, мы все равно смогли бы доказать существование эволюции. Однако нам повезло: у нас есть и то, и другое.

Слово “окаменелость” традиционно используется для обозначения реликта старше 10 тыс. лет. Это не очень разумно: в этом круглом числе нет ничего особенного. Если бы у нас было не десять пальцев, мы считали бы круглыми другие числа. Говоря об окаменелости, мы обычно подразумеваем, что исходный материал образца был заменен или пропитан минералом другого химического состава – то есть получил своего рода свидетельство о смерти. Отпечаток исходной формы может храниться в камне очень долго – возможно, образовав конгломерат с частицами исходного материала. Происходит фоссилизация по-разному. Образование окаменелостей изучает наука тафономия, и мы поговорим об этом в “Рассказе Человека работающего”.

Когда окаменелости впервые нашли и картировали, их возраст был неизвестен. Самое большое, на что мы тогда могли надеяться, – определение их относительного возраста. Его определяют на основе допущения, известного как закон суперпозиции. По очевидным причинам молодые слои залегают над старыми – за исключением особенных случаев. Такие исключения, хотя и могут сначала сбить с толку, обычно довольно очевидны. Например, ледник может переместить старый камень с окаменелостями, и тот окажется поверх молодого слоя. Или геологическое тело с последовательными слоями может перевернуться, и их порядок окажется обратным. Разобраться с такими аномалиями можно, сравнивая эквивалентные породы в разных частях света. Палеонтолог, сложив части головоломки из разных регионов, может получить правдивую последовательность ископаемых. На практике задача несколько осложняется тем, что карта мира менялась (см. “Рассказ Эпиорниса”).

Зачем складывать мозаику? Почему бы просто не копать до нужной глубины и считать, что мы погружаемся вглубь времен? Течение времени, конечно, непрерывно. Но это не значит, что где-то в мире есть последовательность слоев, отложившихся равномерно и непрерывно от начала и до конца некоторого периода геологического времени. Слои окаменелостей откладываются нерегулярно и только тогда, когда для этого есть подходящие условия.

В любом месте и в любое время высока вероятность того, что осадочные породы и окаменелости не образуются. Однако весьма вероятно, что в конкретный период в какой-то части мира окаменелости все-таки образуются. Перемещаясь по миру, палеонтолог может надеяться собрать палеонтологическую летопись почти без разрывов. Конечно, ученые не скачут с одного места раскопок на другое. Чаще они переходят от музея к музею, где изучают образцы в коллекциях, или от полки к полке в университетской библиотеке, читая в журналах описания ископаемых с географической привязкой.

Задача палеонтолога облегчается тем, что слои, обладающие уникальными свойствами и содержащие одни типы ископаемых, встречаются в различных регионах. Девонские отложения (впервые они были описаны как “древний красный песчаник” из английского графства Девон) обнаруживаются в различных областях Британских островов, Германии, Гренландии, Северной Америки и так далее. Породу называют “девонской” не по месту ее обнаружения, а по содержащимся в ней характерным ископаемым – а также частично по свойствам самой породы. Выглядит как логический круг, но на самом деле это скорее похоже на то, как ученый находит среди Кумранских рукописей фрагмент Первой книги Царств. Девонская порода надежно маркирована присутствием характерных для нее ископаемых.

То же касается пород из других эпох, начиная с самых ранних твердых окаменелостей. Все геологические периоды в диаграмме описаны на основании изменений в палеонтологической летописи. Поэтому конец одного периода и начало следующего нередко отмечены массовыми вымираниями, прерывающими ряд окаменелостей. По словам Стивена Джея Гулда, палеонтологу не составит труда определить, относится ли участок породы ко времени до или после массового вымирания в конце пермского периода: типы животных почти не перекрываются. Окаменелости (особенно микроокаменелости) настолько удобны для классификации и датирования пород, что ими часто пользуются нефтяные и горнодобывающие компании.

Таким образом, относительное датирование долго производили путем вертикального сложения кусков “мозаики” скальных пород. В рамках относительного датирования геологическим периодам давали названия. Они употребляются до сих пор. Однако относительное датирование затруднительно для пород с небольшим содержанием окаменелостей – а к таким породам относится все, что старше кембрия, то есть восемь девятых истории Земли.

Абсолютное датирование стало возможным благодаря недавним открытиям в физике, особенно в ядерной (см. “Рассказ Секвойи”). Об этом поговорим позднее, а пока лишь скажу, что в арсенале ученых – целый ряд надежных методов определения абсолютного возраста окаменелости или породы, которая содержит окаменелость.

Методы обладают различной чувствительностью и охватывают диапазон от сотен (годичные кольца) и тысяч лет (углеродный метод) до миллионов, сотен миллионов (урано-ториево-свинцовый метод) и даже миллиардов лет (калий-аргоновый метод).

Письменные источники

Окаменелости, подобно археологическим образцам, являются более или менее прямыми свидетельствами о прошлом. Мы перейдем ко второй категории источников – таким, которые передаются из поколения в поколение. Для историков такими источниками могут стать рассказы очевидцев, переданные изустно либо записанные. Мы не найдем сейчас человека, который рассказал бы нам о жизни в Англии XIV века, однако у нас есть письменные источники, в том числе сочинения Чосера. Они содержат информацию, которую копировали, хранили и распространяли – и которую мы можем изучить сегодня. Рассказ, попавший в печать (в наши дни – носитель цифровой информации), получает шанс на долгую жизнь.