Живое прошлое Земли

Жорж Кювье (1769-1832). Известный французский зоолог. Ученый удивительной широты интересов и глубины знаний. Основоположник сравнительно-анатомического метода в биологии, применивший его и к остаткам ископаемых организмов, заложив тем самым фундамент научной палеонтологии. Впервые показал закономерность смены ископаемых комплексов животных в истории Земли. Его исследования сыграли значительную роль при разработке теории эволюции жизни

Чарлз Дарвин (1809-1882). Великий английский ученый-натуралист. Ноябрь 1859 г. - дата публикации книги 'Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь' стала днем рождения современной эволюционной палеонтологии. Теория Дарвина показала, как без вмешательства каких-либо непознаваемых сил происходит развитие и приспособление видов животных и растений к условиям обитания

Благодаря теории Дарвина палеонтология из собирательной и классификационной науки стала превращаться в историческую эволюционную. Изучение ископаемых организмов с новой точки зрения позволило строить научно обоснованные эволюционные ряды животных и растений. Это было сильным ударом по религиозным представлениям. Этим неоднократно пользовался в своих трудах один из крупнейших философов-материалистов Ф. Энгельс. Современная палеонтология находится на передовом рубеже атеистической борьбы биологических наук за построение материалистической картины мира. И эта борьба не стихает.

Трудную борьбу вели и ведут ученые-эволюционисты за разработку материалистических убеждений о развитии жизни, что имеет большое научное и социальное значение для общества. А для победы в этой борьбе нужны факты, достоверные и весомые. Эволюционная биология - теоретическая наука, а теория всегда проверяется практикой и основывается на ней. Где же берет теоретическая эволюционная биология свой багаж фактов, свою практическую базу? В изучении животного и растительного мира Земли. Все равно, на каком уровне - генетическом, биохимическом или сравнительно-анатомическом, все равно, на каких видах - современных или вымерших. В каждом конкретном случае имеется своя специфика: например, на ископаемых организмах нельзя ставить генетические исследования, а на современных - выяснять эволюционные ряды, уходящие в прошлое. Раньше нередко противопоставляли палеонтологию (науку об ископаемых организмах) неонтологии (науке о современных организмах). Но совершенствование методов исследований палеонтологов и неонтологов все ближе смыкает эти две науки. Конечные результаты исследований эволюционных направлений неонтологии и палеонтологии оказываются общими. Однако способы изучения объектов у них различны. Например, для выяснения образа жизни какого-либо животного биологи применяют методы тайной разведки - по возможности скрытого наблюдения. Палеонтологи для этой же цели должны работать в стиле Шерлока Холмса - сопоставлять мельчайшие, разрозненные факты и рассуждать логически. Различаются и основные области применения результатов. Данные палеонтологии совершенно необходимы для геологии, с которой она образует ряд общих направлений: использование остатков ископаемых организмов для выяснения возраста горных слоев относительно друг друга; реконструирование физико-географической обстановки прошлого; применение геологических методов для выяснения условий образования местонахождений ископаемых организмов, а остатков организмов - для изучения путей формирования геологических слоев и др.

Любая работа палеонтолога начинается с изучения остатков ископаемых, организмов, или, как их традиционно называют, окаменелостей. Но чтобы изучать, их нужно сначала найти. Конечно, когда-то такие находки были совершенно случайными. Для современных исследований этого совершенно недостаточно, и ученые тщательно изучают условия, в которых находят окаменелости, чтобы знать заранее, где и что можно найти. Для этого надо понять, что и как сохраняется в ископаемом состоянии. А сохраняется довольно много - и в то же время ничтожно мало. Судите сами: на Земле описано более 1,5 млн. видов растений и животных, и ежегодно открывают тысячи новых; по оценкам ученых, всего существует не менее 4 млн. видов. Но современность - мгновение в истории жизни, палеонтология же охватывает сотни миллионов лет, и расчеты говорят, что за это время должно было существовать не менее 1,5 млрд. видов. А сколько мы знаем ископаемых? Немногим более 150 тыс. Полное уничтожение погибшего организма - нормальное явление; сохранение хотя бы каких-либо следов от него - случайность. Остатки любого погибшего растения или животного немедленно используются другими растениями и животными, а оставшиеся "несъедобные" части - раковинки, кости - разрушаются механическими и химическими силами неживой природы. Составляющие их части вновь включаются в вечный круговорот веществ. Но очень редко, при определенных условиях, бывает, что кое-что сохраняется навеки. И именно по этим образцам палеонтологи и вынуждены восстанавливать всю грандиозную картину развития жизни на Земле. Сложнейшая задача, иной раз действительно имеющая что-то общее с работой сыщика-криминалиста.

Геохронологическая таблица

Часы планеты

Одним из первых обычно возникает вопрос: как узнают исследователи, когда жили те или иные животные либо растения, остатки которых найдены? Действительно, палеонтологическими и геологическими методами можно установить только так называемый относительный возраст земных слоев. Обычно слои с остатками более примитивных животных или растений древнее слоев с родственными, но более "продвинутыми", как говорят палеонтологи, формами. Но это-то как раз далеко не всегда! Всем известно, например, что в Евразии родственники современных сумчатых Австралии обитали миллионы лет назад. Такие же ситуации, видимо, возникали неоднократно, и эту неравномерность развития родственных форм в разных районах приходится всегда иметь в виду. Применяя геологические методы, обычно исходят из правила: ниже лежащий пласт древнее лежащего выше. Но, во-первых, подчас очень трудно установить, что ниже, а что выше, - неимоверные силы горообразовательных процессов, как мягкую бумагу, сминают в складки толщиной в сотни метров пачки каменных слоев, разрывают их на куски, взгромождают нижние слои на верхние, поднимают и опускают на сотни метров. А во-вторых, как установить, какой слой выше, а какой ниже, если между исследуемыми районами сотни, а то и тысячи километров, да еще отложения очень разного происхождения (например, морские или континентальные)? Очень сложна задача стратиграфов. Потребовались многие десятилетия, примерно с середины XVIII в. до начала XX в., чтобы в целом установить соотношение (корреляцию) различных слоев горных пород в разных районах земного шара, выяснить их последовательность - составить стратиграфическую шкалу (описание слоев). При этом использовали данные всех наук - и геологии, и палеонтологии.

Сначала вся геологическая история Земли была разделена на четыре периода: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Позже выяснилось, что первые два много продолжительнее и сложнее. А третичный и четвертичный периоды оказались изученными сравнительно неплохо, так как их отложения были хорошо представлены на территории Центральной Европы, где в основном и работали в прошлом веке геологи. Да и сохранились они полнее древних, более уничтоженных размывом и горообразовательными процессами. В конце концов всю последовательность отложений разделили на пять групп: архейскую ("древнейшую"); протерозойскую ("первичной жизни"); палеозойскую ("древней жизни"); мезозойскую ("средней жизни"); кайнозойскую ("новой жизни"). Каждая такая группа делится на несколько систем, которые в свою очередь объединяют отделы. Теперь при исследовании какого-либо района геологи устанавливают последовательность обнаруженных отложений и составляют местную, региональную стратиграфическую колонку. Затем различными, иногда очень сложными, методами сопоставляют ее с общей шкалой. Естественно, что для отложения каждого слоя осадочной горной породы необходим определенный промежуток времени. Этот промежуток обычно называют так же, как и образовавшиеся за это время отложения. Отложения крупных подразделений образовались за промежутки времени - эры: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Системам соответствуют периоды, отделам - эпохи. Значит, остатки организмов могут быть найдены, например, в слоях нижнего или верхнего мезозоя, а животное существовало соответственно в раннем или позднем мезозое.