Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле

Слышали ли мы прежде о подобном? Да, слышали. Тот же парадокс – лучшая сохранность в древних породах – обнаруживается при изучении окаменелостей эдиакарского периода. Странно, что такая сохранность редко встречается в раннем ордовике (ок. 480 млн лет) и почти не отмечается позднее. Сходную картину можно наблюдать почти во всех случаях фоссилизации, в том числе у карбонатных чэнцзянской биоты и биоты сланцев Берджес, а также у силикатных биот по типу кремнистых сланцев формации Ганфлинт. Докембрийские окаменелости бывают хорошей, иногда великолепной, сохранности, но в породах моложе кембрия сохранность, как правило, хуже[218].

По Лайелю и Дарвину, геологическая летопись – немногим большее, нежели мусор. Кембрийский взрыв не касался плана строения тела, варианты которого могли появиться и значительно раньше. Иными словами, взрыв был просто резким увеличением количества ископаемых.

Но, как видим, Дарвина озадачивала древнейшая геологическая летопись – точнее, ее отсутствие. Признаки этого видны в “Происхождении видов”[219]. Впрочем, путаница объяснима: Дарвин упустил существенное различие, которое нужно было учесть – различие между количеством и качеством. Количество окаменелостей – не то же самое, что их качество. Обращает на себя внимание именно качество ранней геологической летописи. И чем породы старше, тем лучше сохранность. Это в целом противоречит ожиданиям Дарвина в 1859 г.: ранние окаменелости оказались совсем не мусором. А все потому, что они слишком малы, чтобы изучать их без микроскопа.

С течением времени развивались не только сами ископаемые: “эволюционировала” и фоссилизация, особенно в кембрии. Значит, кембрийский взрыв был реален. Большой взрыв в эволюции означал резкий рост разнообразия животных, а не только количества окаменелостей.

От качества к количеству

Сейчас на примере некоторых любопытных моделей я расскажу о предполагаемом изменении качества геологической летописи от клеток к экскрементам. Как мы видели, торридонские фосфоритные слои (ок. 1 млрд лет) демонстрируют возможность превосходного сохранения клеточных стенок и, возможно, субклеточного строения. Эта картина справедлива и для известных микроокаменелостей из Доушаньто (ок. 580 млн лет, то есть чуть старше эдиакарской биоты) на юге Китая: здесь окаменелости благодаря фосфату также великолепно сохранились, и таинственные “эмбрионы” и многочисленные колонии водорослей прекрасно различимы.

Однако к началу кембрия становится труднее обнаружить окаменелости столь замечательной сохранности. Это особенно любопытно, учитывая огромное количество фосфоритных месторождений этого времени и огромный объем материала, который десятилетиями изучали ученые. Дальше – хуже. Замечательно сохранившиеся ткани водорослей и эмбрионов после кембрия почти исчезают из геологической летописи, и вместо них встречаются довольно бесформенные бактериальные скопления. Ко времени образования юрских копролитов Уильяма Бакленда и мела Томаса Гексли породы содержат только экскременты умеренной сохранности. Эта перемена в основном относится к кембрийскому периоду (540–480 млн лет). Как ни странно, никто, кажется, не счел это достойным внимания. И напрасно.

Не менее примечательной является перемена, происшедшая с теми самыми организмами, что подверглись фоссилизации. Как мы видели, самые ранние фосфоритные слои из Торридона и Доушаньто содержат ископаемые комплексы, в которых преобладают водоросли, росшие под водой в присутствии солнечного света. Иначе говоря, они, вероятно, обитали на глубине нескольких десятков метров. Однако к началу кембрия (ок. 540 млн лет) сохранение клеток водорослей в фосфорите стало менее распространенным явлением. С того времени сохранялись главным образом оболочки и филаменты, похожие на цианобактериальные, а также некоторые эмбрионы и “пупсики”. Несмотря на это, глубина воды, на которой образовались эти древнейшие кембрийские фосфоритные конкреции, оставалась небольшой, в достаточной степени доступной солнцу. А к концу кембрия (ок. 480 млн лет) даже сохранившиеся филаменты цианобактерий выглядят так же, как частично переваренная пища – просто ископаемый “навоз”[220]. К этому времени исчезают замещенные фосфоритом водоросли. Возможно, это связано с тем, что глубина воды, в которой мы, как правило, обнаруживаем более молодой фосфорит, увеличилась с десятков до сотен метров.

Трилобиты до кембрия?

Замечательная сохранность докембрийских ископаемых, в том числе в фосфоритных конкрециях, существенно повлияла и на дальнейшие события эволюционной истории. Изучение этих окаменелостей позволяет палеонтологам лучше разобраться в схемах ранней эволюции биосферы. Постоянный приток новых данных в этой области также позволяет сравнивать конкурирующие эволюционные гипотезы (некоторые мы упоминали выше).