Книга Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты - Элизабет Эрвин-Бланкенхайм

Джозефа Долтона Гукера Линнеевское общество пригласило Дарвина и Уоллеса совместно представить их открытия.

Дарвин продолжил работу и опубликовал свою теорию в «Происхождении видов» в 1859 г. в Англии[308] и годом позже в США[309], тогда как Уоллес сосредоточился на биогеографии – изучении географического распределения растений и животных. Единственная диаграмма в книге Дарвина иллюстрирует расхождение форм жизни в виде дерева для конкретных видов, имеющих общего предка (рис. 7.2). Буквами A—L обозначены виды, малыми буквами – разновидности; горизонтальные линии соответствуют тысячам поколений.

Диаграмму иногда называют Древом Жизни, однако считается, что такое название неверно[310]. Дарвина больше интересовал механизм эволюции, который он назвал естественным отбором, чем закономерности эволюции. Истоки концепции Древа Жизни и использование этого словосочетания связаны с Библией. Дарвин упоминает сравнение с ветвящимся деревом[311], но он использует его в качестве аналогии с тем, как дерево растет: отдельные ветви становятся более заметными (успешными) по сравнению с другими, которые увядают и отмирают. Дарвин приводит аналогию с деревом, говоря о конкуренции между видами, но сам он никогда не называл эту диаграмму Древом Жизни.

Рис. 7.2. Диаграмма ветвящихся линий жизни (Darwin, 1860. P. 108–109, разворот)

Философы Античности и Средневековья говорили о Великой цепи бытия, или scala naturae – лестнице природы. Согласно представлениям о Великой цепи бытия, Земля и неживая природа находятся у основания структуры в виде лестницы, за ними следуют растения, животные, люди и, наконец, божество. Формы, занимающие на лестнице более высокое положение, имеют власть над теми, что находятся ниже их. Такая структура на протяжении долгого времени оказывала значительное влияние на представления о морали, политике, науке и многом другом: например, при монархии король, как властелин своих подданных, обладал правом собственности и властью над всем своим королевством[312]. Первые представления, связанные с Великой цепью бытия, существовали уже за тысячи лет до того, как греческие философы сформулировали эту концепцию. Она имеет отношение даже к геоцентрической модели Вселенной, приписываемой Птолемею, который утверждал, что Земля находится в центре Вселенной, а вокруг нее вращаются все остальные планеты и Солнце[313]. Такой точки зрения придерживались до тех пор, пока в XVI в. не появилась работа Николая Коперника, в которой был изложен новый взгляд на Солнечную систему и место Земли в ней в рамках гелиоцентрической модели, с Солнцем в центре.

Идея о Великой цепи бытия оставила свой след в некоторых вариантах современной шкалы геологического времени[314] и, возможно, в представлениях людей о развитии жизни. В некоторых случаях на временной шкале представлено поступательное движение, отражающее этапы развития жизни на Земле: бактерии, простейшие, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, динозавры (нептичьи и птичьи), млекопитающие и люди на вершине Последовательности Жизни[315]. Проблема такого рода изображений заключается в том, что люди могут рассматривать последовательные изменения форм жизни как линейное движение. Но такое отображение не должно восприниматься как иерархия становления жизни. Шкала геологического времени представляет траекторию времени: миллиарды лет от прошлого к настоящему. Более полно проиллюстрировать распределение жизни позволяет таблица с указанием продолжительности существования различных форм организмов (рис. 7.3). Все живые организмы имеют общего предка, который не представлен на рисунке. Начало темных вертикальных линий обозначает время, когда предковая форма модифицировалась в конкретный таксон, показанный на иллюстрации, и продолжила свое существование во времени.

После изложения представлений о естественном отборе Дарвин сосредоточивается на теории общности происхождения, или «общности происхождения, сопровождаемого модификацией», в соответствии с которой признаки передаются от одного поколения к следующему, что приводит к изменению вида со временем и появлению нового вида в результате действия естественного отбора. Исходя из представлений о действии естественного отбора и общности происхождения, сопровождаемого модификацией, Дарвин предположил, что у всех существ был общий предок. По мнению ученого, естественный отбор был самым важным, но не единственным механизмом эволюции. Чарлз Дарвин зашел гораздо дальше в разработке эволюционной теории, чем Ламарк и другие, связав эволюцию с механизмом естественного отбора. Идеи Дарвина были революционными, они подрывали основы представлений о статичных видах, помещая человека «в течение эволюции животных»[316].

Рис. 7.3.Шкала геологического времени с последовательностью ископаемых (USGS, 1997)

Окаменелости и сохранение древних живых организмов

Критики Дарвина ссылались на очевидную неполноту палеонтологической летописи, и Дарвин это с готовностью признавал. Проблема заключается в том, что фоссилизация – это необычный процесс, вероятность которого довольно мала[317], к тому же геологи должны определить местонахождение окаменелостей и извлечь их.

Большинство организмов после кончины не превращаются в окаменелости. После смерти животное или растение, если достаточно кислорода, как правило, подвергается разложению. Но иногда создаются условия для сохранения биологического материала в палеонтологической летописи. К таким необычным условиям относится быстрое захоронение под осадками, как, например, в результате наводнения, наряду с низкой концентрацией кислорода и отсутствием беспокоящих факторов, чтобы корпус не разделился на части и их не смыло водой. Но иногда, если кости разделены, палеонтологи могут снова их собрать. Гипотетически шансы, что организм превратится в окаменелость, составляют один на миллион, то есть вероятность минимальна. Особая группа специалистов-палеонтологов, тафономисты – ученые, которые занимаются изучением всех стадий существования ископаемого экземпляра, от его рождения, жизни, смерти и захоронения до диагенеза (физических и химических процессов, происходящих, когда осадки превращаются в горные породы) и извлечения как окаменелости, – специализируются на закономерностях превращения живого организма в окаменелость, заключенную в горных породах. Например, одно из лучших мест для сохранения динозавров и других животных – это местность с аридным климатом, где переменные речные потоки будут закрывать тело, как, например, происходит в пойме. Влажный и тропический климат, наоборот, не способствует фоссилизации. Еще одно подходящее место – под водой в океанах или озерах, где будет происходить быстрое захоронение под осадками в анаэробных условиях (с низким содержанием кислорода). Прочные части тел, богатые кальцием, такие как кости, зубы и раковины, сохраняются лучше, чем мягкие ткани. Геологи и палеонтологи в основном ищут обнажения слоев осадочных горных пород после поднятия с глубин и эрозии, но многие ископаемые еще только предстоит найти. Поэтому вероятность того, что животное, растение или бактерия сохранятся, а потом будут найдены, довольно низкая. Тогда каким же образом геологам удалось вычислить недостающие звенья и заполнить пробелы в палеонтологической летописи в поисках доказательств эволюции?

«Война костей» Марша и Коупа: создание палеонтологической летописи динозавров

Итак, на сцене появляются два знаменитых (и воюющих друг с другом) американских палеонтолога второй половины XIX в.: Отниел Чарлз Марш (1831–1899) и Эдвард Дринкер Коуп. Марш был главой отдела палеонтологии