Краткая история почти всего на свете

Каждый раз, когда жизнь совершает нечто дерзновенное, это становится событием. Но мало найдется событий, столь чреватых важными последствиями, как выход живых существ из моря на сушу. И это событие позволяет перейти к новому этапу нашего повествования.

Суша была крайне труднодоступной средой: жаркой, сухой, заливаемой интенсивным ультрафиолетовым излучением, лишенной подъемной силы воды, позволяющей двигаться без особых усилий. Для обитания на суше живым существам требовалось претерпеть коренные изменения в анатомии. Возьмите рыбину за хвост и голову, и она прогнется посередине — позвоночник слишком слаб, чтобы ее держать. Для жизни вне воды морские существа нуждались в новом, выдерживающем тяжесть внутреннем строении — такая приспособленность не обретается за одну ночь. Кроме того, совершенно очевидно, что любому сухопутному существу пришлось бы прежде всего вырабатывать привычку получать кислород непосредственно из воздуха, а не выцеживать его из воды. Это было непростым делом. С другой стороны, налицо была веская побудительная причина выйти из воды: там становилось опасно. Постепенное слияние материков в единый сухопутный массив, Пангею, означало, что становилось значительно меньше береговой линии, чем ранее, а отсюда меньше прибрежной среды обитания. Так что борьба за существование была ожесточенной. Кроме того, на месте действия появился новый вид хищника, всепожирающего, нарушающего нормальный ход жизни и так идеально приспособленного для нападения, что он почти не изменился за все долгие эпохи своего существования — это акула[302]. Не было другого более подходящего времени для поиска иной среды, нежели вода.

Процесс освоения суши начали растения приблизительно 450 млн лет назад, им по необходимости сопутствовали крошечные организмы, которые требовались для разложения и переработки отмирающей органики в интересах самих же растений. Крупным животным потребовалось больше времени, но примерно четыреста миллионов лет назад и они стали отваживаться выходить из воды. Наглядные иллюстрации создали у нас представление, что первыми отважными обитателями суши были по-своему предприимчивые рыбы — вроде нынешних, что могут прыгать из бочага в бочаг во время засух — или даже полностью сформировавшиеся земноводные. Фактически первыми заметными глазу подвижными жителями суши скорее всего были существа вроде нынешних мокриц. Эти маленькие букашки (вообще-то ракообразные) обычно беспорядочно разбегаются, если перевернуть камень или кусок дерева.

Для тех, кто научился дышать кислородом из воздуха, времена были хорошими. Содержание кислорода в каменноугольный и девонский периоды, когда впервые расцвела наземная жизнь, достигало 35 % (по сравнению с нынешними примерно 20 %). Это позволяло животным вырастать до необыкновенно больших размеров и необыкновенно быстро.

А каким образом, можете вы спросить, ученые могли узнать уровень содержания кислорода сотни миллионов лет назад? Ответ дает малоизвестная, но очень изобретательная отрасль науки, называемая изотопной геохимией. Древние моря каменноугольного и девонского периодов кишели мельчайшими планктонными организмами, которые прятались внутри крошечных защитных раковин. В те времена, как и теперь, планктон создавал эти раковины, извлекая кислород из атмосферы и соединяя его с другими элементами (главным образом, с углеродом) для получения таких долговечных соединений, как карбонат кальция. Это все тот же химический прием, который является составной частью долговременного углеродного цикла (и о котором мы уже говорили в связи с этим циклом) — процесс, который не тянет на увлекательное повествование, но играет ключевую роль в создании обитаемой планеты.

В конечном счете все крошечные организмы, участвующие в этом процессе, погибают и опускаются на дно моря, где постепенно спрессовываются в известняк. Среди мельчайших атомных структур, уносимых с собой в могилу планктоном, есть два устойчивых изотопа — кислород-16 и кислород-18. (Если вы забыли, что такое изотоп, не страшно, хотя для сведения напомним, что изотопы одного элемента различаются числом нейтронов в ядре). И вот здесь-то в дело вступают геохимики, ибо изотопы накапливаются в различном темпе в зависимости от того, сколько кислорода или углекислого газа находилось в атмосфере во время образования осадочных пород. Сравнивая тогдашние темпы отложения этих двух изотопов, геохимики могут расшифровывать условия, существовавшие в древнем мире, — содержание кислорода, температуру воздуха и океанов, масштабы и продолжительность ледниковых периодов и многое другое. Объединяя данные, полученные методом изотопного анализа, с результатами изучения других остатков ископаемых существ, указывающих на такие показатели, как уровень содержания цветочной пыльцы и тому подобное, ученые могут со значительной долей уверенности воссоздавать вид целых ландшафтов, которые никогда не видел человеческий глаз.