От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Растительный мир на рубеже девона и карбона тоже изменился. В середине девона сразу несколько неродственных групп наземных растений выработали жизненную форму дерева с мощной корневой системой и вертикальным ветвящимся стволом высотой до восьми метров[505]. А в позднем девоне появились первые леса, состоявшие в основном из древовидного папоротника археоптериса[506]. И хотя археоптерисовые леса конца девона не пережили, другие древесные породы тут же пришли им на смену. Например, в карбоне появились те самые сигиллярии с “упругими и рыхлыми стволами”, которые упомянул в стихах поэт-акмеист Михаил Зенкевич. В общем, на рубеже девона и карбона началось великое “облесение суши” (afforestation of the land)[507]. Лес открыл множество новых экологических ниш, которые не замедлили занять животные, питавшиеся как растениями, так и друг другом. И тот же лес выбрасывал в атмосферу огромное количество кислорода, тем самым облегчая животным всевозможные “эксперименты” с формой и размером. В карбоне достигли своего расцвета амфибии и появились первые рептилии — несомненно, в связи с ростом разнообразия насекомых, которыми эти позвоночные могли питаться. Так пошло и дальше. Крылатые насекомые и леса — два фактора, вот уже примерно 350 миллионов лет определяющие облик земной суши.

Парк пермского периода

Последний период палеозойской эры — пермский — продолжался 46 миллионов лет (298–252 млн лет назад). Пермский мир был уже во многих отношениях близок к нынешнему. Сушу населяли многообразные наземные позвоночные, среди которых были и хищники, и растительноядные. Процветал мир насекомых; именно в перми появился отряд, оказавшийся самым эволюционно успешным в этом классе, — жуки. На континентах росли леса, состоявшие в Северном полушарии из древних хвойных, а в Южном — из лиственных голосеменных, отдаленно родственных современному гинкго. Водная жизнь тоже бурно развивалась: пермские моря были полны моллюсков, иглокожих, брахиопод, ракообразных, кораллов и других беспозвоночных, не говоря уж о рыбах. Современного наблюдателя (если бы он не слишком всматривался) в перми поразило бы, прежде всего, отсутствие птиц, млекопитающих и цветковых растений, а если бы он мог увидеть Землю из космоса — то еще и совершенно другое расположение материков.

В конце карбона — начале перми произошло так называемое гондванское оледенение, охватившее значительную часть суши Южного полушария. Очень вероятно, что его главной причиной было распространение лесов. Деревья карбонового периода связывали огромное количество углерода в биомассе своих стволов, разлагать которую было некому: эффективные разрушители древесины тогда еще не возникли. В результате деревья падали и захоранивались как есть, создавая залежи каменного угля. Переход углерода из атмосферного углекислого газа в эти залежи, где он оказался “заперт”, сильно ослабил парниковый эффект — вот этого, по-видимому, и хватило для запуска оледенения. Достоверно показано, что атмосферная концентрация CO₂ в тот момент сильно упала[508]. Гондванское оледенение создало холодный климат на части земной суши, но никаких биосферных переворотов, насколько можно судить, не вызвало. Все крупные группы организмов его спокойно пережили.

События конца перми были гораздо драматичнее. Но чтобы к ним перейти, нам понадобится небольшое вступление.

Пять великих рубежей

Еще палеонтологи XIX века прекрасно знали, что рубежи периодов, а тем более эр, обычно характеризуются спадами разнообразия живых организмов, то есть, попросту говоря, вымираниями. Это естественно: одни живые существа вымирают, другие приходят им на смену. Границы периодов как раз и проводятся по моментам, когда смены флор и фаун особенно заметны. А конец пермского периода одновременно является концом всей палеозойской эры — не приходится удивляться, что некоторая часть биоты на этом рубеже исчезла.

А что получится, если оценить это явление количественно? В 1979 году палеонтолог Дэвид Рауп, много занимавшийся статистическим анализом разнообразия древних фаун, опубликовал статью со следующим выводом: есть основания считать, что в конце пермского периода вымерло, не оставив потомков, примерно 96% всех видов морских животных на Земле[509]. Получалось, что биота, по крайней мере морская, прошла в этот момент через настоящее “бутылочное горлышко”. Подсчеты Раупа были основаны на огромном материале. И хотя его результаты касались только морской фауны, они не оставляли сомнений, что в конце перми действительно случилось очень крупное вымирание.

Другой известный палеонтолог, Дуглас Эрвин, решил определить скорость этого процесса. Анализируя вместе с коллегами распределение остатков животных в осадочных толщах, он постепенно пришел к выводу, что пермское вымирание произошло за очень короткий срок — меньше одного миллиона лет[510]. Коротким этот срок, конечно, можно назвать только по меркам истории Земли, но для событий такого масштаба он действительно мал.