Алексей Розанов - Что произошло 600 миллионов лет назад

• Название: Что произошло 600 миллионов лет назад
• Автор: Алексей Розанов
• Издательство: Наука
• Жанр: География
• Год: 1986

В истории развития органического мира Земли было несколько важнейших событий, таких, как возникновение жизни, появление эвкариот, затем многоклеточных организмов. 600 миллионов лет назад многоклеточные животные впервые получают возможность строить скелет, и о тех пор органический мир Земли приобретает все более сходные с современностью черты. Об условиях, в которых произошло это важное событие, и гипотезах о причинах появления скелета у животных идет речь в предлагаемой читателю книге.

---

Возникает естественный вопрос: каким же образом при наличии недостатка кислорода в атмосфере и теоретически расчетных высоких температурах могли существовать и развиваться столь высоко организованные организмы? В отношении расчетных температур вопрос, вероятно, не столь сложен. Достоверные ледниковые образования известны со времени 2,4—2,5 млрд. лет тому назад. Естественно, что ледники не могли образовываться при температурах 40—45°. Естественно и то, что наличие столь древних ледников приводит нас к выводу о существовании резкой климатической дифференциации в отдельные периоды позднего архея и раннего протерозоя.

Вероятно, именно климатическая дифференциация и создавала многочисленные «оазисы», в которых поступательное усложнение жизни могло осуществляться в темпах, соизмеримых с более поздними, когда свидетельства присутствия жизни становятся все более многочисленными.

Если эти рассуждения верны, то не приходится удивляться находкам удоканий и камазиид в породах с возрастом более 1 млрд. лет.

Теперь вспомним, что удокании и камазииды считаются кишечнополостными или червями или, по крайней мере, группами, близкими к ним.

Очень важным обстоятельством в этих рассуждениях оказывается гигантизм вендо-эдиакарской фауны. Гигантизм, исходя из опыта исследований известных фанерозойских групп, чаще всего свойствен тем группам, которые находятся на стадии завершения своего развития. Правда, М. А. Федонкин предложил и другие объяснения гигантизма некоторых представителей вендо-эдиакарской фауны. Он полагает, что вендские хищники были микрофагами, в связи с чем жертвы могли спастись, только увеличивая в процессе эволюции свои размеры. Кроме того, по аналогии с современными книдариями, которые имеют в тканях симбиотические водоросли, вендские организмы также могли иметь их. М. А. Федонкин допускает, что этот тип симбиоза был одним из самых древних и главных в венде и был распространен значительно шире, чем ныне. «Если это так, — пишет М. А. Федонкин, — то широкая плоская форма, свойственная многим вендским Metazoa, обитавшим в мелководье, способствовала собиранию наибольшего количества света, который необходим для интенсивного метаболизма симбиотических водорослей». В этой связи остается, правда, не ясным вопрос, почему в настоящее время организмы, использующие симбиоз с водорослями, не страдают гигантизмом?

Фауну венда составляли кишечнополостные, черви и другие проблематичные группы, например петалопамы, которые неизвестны затем в фанерозое. Академик Б. С. Соколов предположил, что широкое оледенение, предшествовавшее появлению вендской фауны, было одной из основных причин ее бурной диверсификации. Это верно, очевидно, в том смысле, что именно оледенение таких масштабов способствовало охлаждению «пыла земли» и расширению «оазисов», в которых могла развиваться фауна многоклеточных, и соответственно привело к ее широкой экспансии. В конечном счете именно с этого момента, вероятно, климатические закономерности стали близкими к тем, с которыми мы затем сталкиваемся в фанерозое.

Несколько сложней дело обстоит с кислородом. Наличие железистых кварцитов в толщах архея и раннего протерозоя (3,2—1,9 млрд. лет), по мнению многих исследователей, говорит о некоторой недостаточности кислорода в атмосфере по сравнению с современным уровнем. Однако этот недостаток, возможно, не столь велик, чтобы препятствовать развитию таких организмов, как грибы. А упомянутые выше возможные древнейшие кишечнополостные и черви, для которых уровень кислорода должен быть очень высоким, обнаружены в толщах более молодых, чем те, которые содержат железистые кварциты.

Можно, однако, предположить, что картина недостаточности кислорода в атмосфере только кажущаяся. Недостаточность кислорода могла быть только в глубоких (более 100 м) частях водоемов, где и образовывались железистые кварциты. Приповерхностные воды и атмосфера могли иметь значительно большее содержание кислорода. Такой пример дает нам сегодня Черное море, в котором, как известно, глубоководные зоны «заражены» сероводородом. В этой связи можно и дальше пытаться развивать такие соображения и предположить, что время образования железистых кварцитов сопряжено с максимальным увеличением водных масс Земли в результате ее дегазации (т. е. частичным быстрым переуглублением бассейнов),

Глава II. Что было в конце докембрия

Вернемся более подробно к заключительному этапу докембрия — венду. Как отмечал автор вендской системы акад. Б. С. Соколов: «Вендский период завершает собой длительную допалеозойскую историю органического мира Земли». Как же выглядел органический мир в венде, т. е. в эпоху, предшествующую кембрию и вообще палеозою и фанерозою?

Долгое время считалось, что в докембрии практически не было высокоорганизованной жизни. Породы докембрия считались немыми, т. е. не содержащими явных остатков жизни. Именно поэтому период развития Земли от момента образования до 570—590 млн. лет тому назад, т. е. докембрий, получил название криптозоя — эры скрытой жизни. Но безжизненность криптозоя и особенно его заключительной стадии — венда (синия, эдиакария) оказалась только кажущейся.

Прежде всего отметим, что в отложениях, следующих сразу за лапландскими и варангерскими тиллитами (т. е. ископаемыми ледниковыми отложениями), обнаружено огромное разнообразие животных и растительных организмов достаточно высокой организации. Знаменитые на весь мир местонахождения европейской части СССР, Австралии и Ньюфаундленда буквально кишат отпечатками необычных животных. По первому открытому и описанному местонахождению в местечке Эдиакара (Южная Австралия) эта ассоциация бесскелетных организмов стала называться эдиакарской фауной. Позднее, когда были открыты еще более богатые местонахождения в вендских отложениях Русской (Восточно-Европейской) платформы, эту фауну нередко стали называть вендо-эдиакарской.

Трудами австралийских ученых Р. Спригга, М. Глесснера, М. Вейд, Р. Дженкинса, немецкого ученого Г. Пфлюга, а также советских ученых Б. С. Соколова, М. А. Федонкина, В. М. Палия и других установлено огромное разнообразие многоклеточных животных в венде. Крупнейшие местонахождения этих остатков известны в Австралии, Канаде, Южной Африке, Сибири, Подолии, на побережье Белого моря. Однако единичные находки известны сейчас почти по всему миру, и количество этих находок все возрастает (рис. 3, 4).

Рис. 3. Бесскелетные ископаемые венда

1 — Charniodiscus, 2/3 натуральной величины, 2 — Charnia, 2/3 натуральной величины, 3 — Inkrylovia, 4 — Pteridinium, 5 — Dickinsonia

Рис. 4. Бесскелетные ископаемые венда

1 — Protodipleurosoma, 3/5 натуральной величины, 2 — Hiemalora, 3/5 натуральной величины, 3 — Tribranchidium, ×2,4, 4 — Albumares, ×3, 5 — Ovatoscutum, ×3,4, 6 — Inkrylovia, 3/5 натуральной величины

По оценкам М. Глесснера (1977), 67% вендской биоты составляют кишечнополостные, около 25% — черви и около 5% — членистоногие. Годом позже сходную оценку давал М. А. Федонкин. Однако уже сегодня М. А. Федонкин полагает, что многие из обнаруженных в венде групп представлены совершенно своеобразными, не имеющими современных аналогов группами.

Основной отличительной особенностью вендо-эдиакарской фауны является то, что она вся представлена только отпечатками. Не следует думать, что скелеты не сохранились в ископаемом состоянии, просто их не было. И хотя некоторые из этих животных имеют размер до 1 м в длину, они состояли из желеподобного вещества, точно так же, как сегодняшние медузы. Не исключено, конечно, что наружный слой этих организмов был достаточно плотным, «кожистым» и несколько более плотным, чем у современных медуз. Удивляет, конечно, как же тогда они могли сохраниться в захоронениях в таких массовых количествах? Ведь захоронения, например, медуз в породах фанерозоя большая редкость! Акад. Л. Ш. Давиташвили, а затем М. А. Федонкин объясняют такое явление отсутствием в это время крупных хищников, трупоядов и перерабатывающих грунт животных. Действительно, позднее, когда появились трупояды и грунтоеды, весь биогенный материал, лежащий на дне и в толще еще рыхлого осадка, стал перерабатываться ими, и, конечно, шанс захоронения медуз или червей резко уменьшился.

Среди вендо-эдиакарских животных были как бентосные (жившие на дне, прикрепленные или свободно лежащие), так и нектонные и планктонные формы, т. е. плавающие пассивно или активно в толще воды (рис. 5). С оценкой систематической принадлежности большинства групп животных, встреченных в венде, существуют огромные сложности. Однако значительная и интересная информация может быть все же получена, так как на сегодня уже известны многочисленные местонахождения вендо-эдиакарской фауны, откуда описаны сотни разнообразных форм. И хотя все это отпечатки, по ним часто можно составить достаточно детальное представление о морфологии животных.