Страница 5 из 29
ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ
Там на неведомых дорожках Следы невиданных зверей...
А. Пушкин
АРХИВ ПРИРОДЫ
Мы узнали, как могла возникнуть жизнь. Но что было дальше, какими путями пошло ее развитие и как возник тот разнообразный растительный и животный мир, который сейчас существует на Земле? По неполным подсчетам, сейчас на Земле существует более миллиона видов животных и более пятисот тысяч видов растений. Кроме того, известно громадное количество ископаемых организмов.Изучение истории человеческого общества, народов, государств возможно лишь на основе исторических документов. Где отсутствуют документы, исторические данные, там нет научного исследования. Изучение истории животного и растительного миров, очевидно, тоже нуждается в исторических документах. Эти документы, конечно, сильно отличаются от тех, по которым познается история человечества. Для ученого, изучающего историю Земли, архивом жизни являются земные недра, в которых сохранились документы прошлого Земли и жизни на ней. В земных пластах можно найти окаменевшие следы, которые показывают, что происходило на этом месте тысячи или миллионы лет назад. Ученые читают беспристрастные записи на лике Земли. Следы капель дождя и волн, работу ветров и льда. Они восстанавливают моря, реки, болота, озера и пустыни прошлого. На поверхности Земли все время происходят изменения. Земная кора колеблется, в одних местах понижаясь, в других поднимаясь. Поэтому изменяются очертания морей, океанов и суши. В одних местах происходит разрушение пластов земной коры, в других, наоборот, образуются толщи осадков. И, наконец, — и это самое важное — в пластах сохранились остатки живых существ, обитавших в давно прошедшие времена. Палеонтология ставит своей задачей выявить историю растений и животных. Благодаря ей мы можем составить ясное представление о тех обитателях Земли, которые жили до появления человека. В течение миллионов лет бесчисленное множество организмов исчезло с лица Земли. Большинство из них сгнило, не оставив никаких следов в земных пластах. Другие сохранились в виде ископаемых остатков, причем некоторые очень хорошо, так что мы можем детально изучить их строение и восстановить образ жизни и условия, в которых они жили.О значении палеонтологии для изучения истории жизни более 100 лет назад образно писал А. И. Герцен:«Мир прошедший, покорный мощному голосу науки, поднимается из могилы свидетельствовать о переворотах, сопровождавших развитие поверхности земного шара; почва, на которой мы живем, эта надгробная доска жизни миновавшей, становится как бы прозрачною; каменные склепы раскрылись; внутренности скал не спасли хранимого ими. Мало того, что полуистлевшие, полуокаменелые остовы обрастают снова плотью, палеонтология стремится раскрыть закон соотношения между геологическими эпохами и полным органическим населением их»1.
1 А. И. Герцен. Письма об изучении природы. Полн. собр. соч. т. IV, стр. 165.
Таким образом, пласты земной коры — это архив прошлой жизни и найти его можно везде. Мы видим его по обрывам рек и морей, в каменоломнях и шахтах, и, наконец, лучше всего он открывает перед нами свои сокровища, когда мы специально ведем раскопки ископаемых растений и животных. Советский палеонтолог профессор И. А. Ефремов в последние годы детально разработал учение о сохранении в ископаемом состоянии организмов далекого прошлого, назвав эту отрасль палеонтологии тафономией (учение о захоронении) от греческих слов «тафо» — могила, захоронение, и «номос» — закон.Как же и в каком виде доходят до нас остатки организмов прошлого? Это происходит по-разному. Прежде всего ископаемые не всегда бывают окаменелостями, как принято считать. Встречаются остатки растений и животных, особенно недавно живших, которые незначительно изменились. О таких случаях мы потом расскажем. Обычно же и растения и животные очень редко сохраняются в полном своем виде. Чаще всего находят отдельные их части: скелеты, кости, зубы, раковины, куски стеблей, листья и т. п.Изредка встречаются окаменевшие мягкие ткани животных — кожа, мышцы или сухожилия. О бесскелетных животных, например медузах, мы можем судить лишь по отпечаткам их тел. Могут также сохраняться следы ползания, хождения и т. д.
Коренной зуб мамонта
Как же происходит окаменевание? Воздух, вода, микроорганизмы — основные разрушители животных и растений, в которых жизненные процессы прекратились. Упавшее дерево или лист, умершее на открытом месте дикое животное, например птица или заяц, под влиянием дождя, ветра, химических воздействий окружающих веществ, в особенности кислорода и микробов, в скором времени уничтожаются. Их органическое вещество распадается на составные элементы, которые уходят в окружающую их среду. Следовательно, после смерти организма тело его, как правило, быстро сгнивает.Представим себе, что лист упал в озеро или тихий залив реки. Он опускается на дно и покрывается гравием, илом или песком. На песчаном грунте или толще гравия лист вряд ли сохранится, так как эти грунты пористы и легко пропускают воду. А в воде растворен воздух, поэтому она содействует разрушению растительных и животных веществ. Если же лист попадет в тонкий ил, который покроет его сверху, он может сделаться ископаемым. С течением времени рыхлый ил затвердеет и превратится в глину, в которой останется тонкий отпечаток листа. Многие тысячелетия остатки организмов будут сохранять первоначальный вид или только слегка изменятся. В обычном каменном угле, представляющем большие скопления остатков растительности далекого прошлого, растения под давлением лежащих выше слоев и под влиянием различных химических процессов обуглились.Раковины, кости и другие твердые части животных имеют больше шансов на сохранение, чем листья, насекомые и остатки организмов со слабым скелетом.
Насекомые в янтаре (окаменевшей смоле)
В разных слоях Земли находят разное количество ископаемых. Бывают слои, в которых их совсем нет, а других они встречаются изредка, и есть слои, переполненные остатками организмов. Такие слои можно сравнить с огромными кладбищами. Эти кладбища почти всегда «водные», то есть они образовались на дне рек, озер, морских побережий. Организмы, попадавшие в захоронения таких «кладбищ», или жили в воде, или попали туда после смерти. Чаще всего встречаются разнообразные водоросли, раковины, скелеты кораллов, кости позвоночных животных.Известняк, мел и другие осадочные породы, образовавшиеся на дне морей, по сути представляют собой спрессованные, сцементированные скопления остатков различных, преимущественно мелких, морских организмов. Из таких горных пород, образованных в основном раковинами морских животных, построены, например, египетские пирамиды, а также многие здания городов Одессы, Каира, Севастополя и многих других.Очень редко ученые находят скелеты или их части в естественном положении. Чаще части скелета разрознены: череп сломан или раздроблен, кости ног, ребер перемешаны, зубы выпали из челюстей. Чтобы понять, почему так происходит, надо представить себе, как идет разложение трупа животного после его смерти. Если животное пало в лесу, в поле, его труп вскоре загнивает, все мягкие части уничтожаются мелкими и крупными падалеедами. Кости белеют на солнце, становятся хрупкими и превращаются в пыль. От животного не остается и следа. То же происходит и в пустынной местности, хотя гниение трупа и разрушение костей идет медленнее и кости могут сохраниться дольше. До нас дошли остатки некоторых животных, погребенных под песками пустынь и сухих степей. Чаще и лучше всего кости, так же как и другие части организмов, сохраняются, как мы уже говорили, в воде, на дне различных водоемов. Это происходит обычно так. Падая на дно, животные начинают разлагаться, в них накапливаются газы, вспучивающие труп, который всплывает. Плавающий по воде труп постепенно распадается, разваливается на куски, которые скапливаются и захороняются в местах, куда их сносит течение. Если же труп выкинут на берег, то он быстро сгнивает, частично уничтожаясь трупоедами. Но иногда труп животного или часть его «удачно» попадает на дно и окаменевает, претерпев много изменений, в том числе химических.Во время массовой гибели при стихийных бедствиях скапливается множество погибших животных, которые в дальнейшем окаменевают.Значительные скопления цельных скелетов и отдельных костей разыскиваются «охотниками за ископаемыми» — палеонтологами — и раскапываются ими. К настоящему времени палеонтологи открыли много таких крупных местонахождений ископаемых животных в различных местах Земли, относящихся к различной геологической давности. Много их найдено и на территории нашей страны. Замечательное «кладбище» древних земноводных и пресмыкающихся, живших около 200 миллионов лет назад, было обнаружено в 1897 году на берегу Северной Двины профессором В. П. Амалицким. Отложения, в которых найдены кости, представляют осадки одного из рукавов обширной дельты реки, протекавшей на месте Северной Двины в верхнепермскую эпоху. В более тихих широких руслах отлагались глинистые осадки, в более быстрых протоках — песчаные слои. Сюда сносились трупы и кости наземных животных, ветви и листья растений. Вокруг костей песок уплотнялся, образовав конкреции, или стяжения, крепкого песчаника, охватывавшего кости, как футляром. В течение почти 20 лет вел В. П. Амалицкий раскопки открытого им кладбища и примерно столько же лет велась препаровка — очистка от породы — костных остатков. Добытая таким образом коллекция древних четвероногих обитателей Земли, состоящая из двадцати полных или почти полных скелетов, многих черепов, костей различных пресмыкающихся и земноводных, составляет ценную галерею Палеонтологического музея Академии наук СССР в Москве. Много ископаемых животных находят исследователи на территории Молдавии, южной Украины, Кавказа, Казахстана; там обнаружено много местонахождений ископаемых млекопитающих, о которых мы будем далее говорить.