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.

---

Так непросто обстоит дело с представлением о наличии червей и погонофор в кембрии. Но пойдем дальше.

Кембрий — это время бурного развития членистоногих, и особенно одной из групп — трилобитов. Около 50 семейств этих животных было распространено только в раннем кембрии. Но все известные на сегодня достоверные находки членистоногих известны только начиная с атдабанского яруса. При этом в начале атдабанского века они представлены всего одним родом и видом Profallotaspis jakutensis — самым древним представителем класса трилобитов, известным пока только на территории Сибирской платформы. Позднее разнообразие трилобитов резко возрастает, и уже к концу атдабанского века количество их видов исчисляется сотнями, а распространены они по всему земному шару.

Также с атдабанского времени известны и древнейшие представители другого класса членистоногих — Crustacea. Эта группа пока изучена еще очень слабо. Но уже сегодня ее представители известны из Сибири, Китая, Восточно-Европейской платформы и Северной Америки (рис. 15). Очень интересно, однако, что следы передвижении членистоногих установлены из более древних (томмотских) отложений. Тогда, вероятно, они не имели еще твердого, сохраняющегося в ископаемом состоянии панциря.

Рис. 15. Представители раннекембрийских членистоногих а — Cambria (Crustacea), б — трилобит Bergeroniellus, ×1,5

Теперь перейдем к мшанкам. До самого последнего времени достоверных мшанок из кембрия, а тем более из нижнего, не было известно. Однако были случаи, когда высказывались предположения о принадлежности некоторых ископаемых остатков к мшанкам. Целый ряд исследователей предполагали, что мшанковую природу могут иметь так называемые ханцеллории (Chancelloria) (рис. 16), первоначально описанные как губки. Но на сегодня кажется наиболее обоснованным представление шведского палеонтолога С. Бенгтсона и советского исследователя В. В. Миссаржевского о том, что это склериты, покрывавшие наружную поверхность некоего организма, не имевшего других скелетных образований. Совсем недавно чрезвычайно сходные с мшанками образования были описаны китайскими специалистами из нижнего кембрия (рис. 17).

Вероятно, и эти указания на находки мшанок окажутся ошибочными, поскольку они основаны на обнаружении ячеистых структур на цилиндрических трубках, лишь слегка напоминающих мшанковые. Настораживает, во-первых, то, что совершенно аналогичные структуры были уже неоднократно обнаружены у раковин моллюскоидного облика тоже из отложений нижнего кембрия Сибири и Монголии и, во-вторых, что изображенные остатки очень напоминают отпрепарированные окремнелые или фосфатизированные остатки археоциат.

Рис. 16. Chancelloria, ×24

Рис. 17. Образования, описанные китайскими специалистами как мшанки а — ×60, б — ×110, в — ×60, г — ×110

Зато в отношении брахиопод нет никаких сомнений. И хотя они представлены не очень разнообразно по таксономическому составу, но среди них есть уже и беззамковые и замковые. Первые их представители обнаружены с самого основания нижнего кембрия. А начиная со второй половины нижнего кембрия они начинают себя чувствовать очень уверенно, осваивают все большие и большие пространства. А к началу среднего кембрия становятся второй по численности группой среди ископаемых со скелетом.

И, наконец, еще одна группа. Это иглокожие. Современные их потомки — морские звезды, морские ежи и т. д. Первые примитивные представители этой группы появляются с конца атдабанского века и очень быстро расселяются по всему миру. Во всяком случае, сейчас их остатки известны из Северной Америки, Австралии, Европы, Юга Сибири и Казахстана. Очень долгое время исследователи не подозревали о столь раннем появлении этой группы. И вот почему. Скелеты иглокожих состоят из отдельных табличек, которые, в свою очередь, представлены монокристаллами кальцита. После смерти организма его скелет, как правило, рассыпался, и в породе можно было найти только разрозненные таблички. Но все же ученым повезло. В Северной Америке в раннем кембрии был найден ряд целых, не рассыпавшихся скелетов, и после этого стало легко обнаруживать присутствие иглокожих в породе по разрозненным монокристаллическим табличкам.

Как заметил читатель, обзор известных животных, обитавших в кембрии, мы начали с наиболее простых и затем рассматривали все более и более сложные по своей организации типы. Однако вернемся к одной из групп, систематическое положение которой не очень ясно, но уровень организации которой заведомо более низкий, чем даже у кишечнополостных.

Этой очень важной группой в раннекембрийской, биоте были археоциаты. Хотя уже давно считается, что археоциаты являются самостоятельным типом животных, все же по-настоящему их природа до конца неясна. Неясна настолько, что до сих пор нет уверенности в том, что это животные. Особенно большие сомнения возникли тогда, когда выяснилось, что микроструктура их скелета ничем не отличается от микроструктуры карбонатных образований древних водорослей типа эпифитонов (Epiphyton) и ренальцисов (Renalcis).

Советские исследователи. И. Т. Журавлева и Е. И. Мягкова предположили, что археоциаты вместе с рядом других групп, также являвшихся фильтраторами (например, афросальнингиды, соаниты и т. д.), представляют собой самостоятельное царство. Напомню еще раз, что в настоящее время немало ученых делят все живое на Земле не на два царства (животные и растения), а на несколько. Наиболее популярно, пожалуй, представление о таких самостоятельных царствах, как бактерии, протисты, грибы, растения и животные.

Но, независимо от того, примитивные ли это животные или представители самостоятельного царства Archeata, археоциаты очень важная во многих отношениях группа.

Археоциаты представляют собой в большинстве случаев двустенные кубки различной формы (рис. 18). Обычно они были прикреплены ко дну, хотя могли быть и свободнолежащие. Диаметр кубков — от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров; высота кубков — первые сантиметры. Однако бывают и очень крупные экземпляры. Так, цилиндрические формы, обнаруженные в Туве, имели до 1,5 м в высоту и несколько десятков сантиметров в диаметре. Тарельчатые формы, обнаруженные в Якутии, имели до 70 см в диаметре.

Рис. 18. Археоциат (род Coscinocyathus) Продольное сечение кубка, ×1,5

Археоциаты — первые из скелетных организмов — стали активными строителями рифогенных сооружений. Позднее, уже в ордовике, им на смену придут кораллы, которые и теперь являются основными рифостроителями.

Еще эта группа оказалась очень важной при палеогеографических реконструкциях. Сегодня рифо- и биогермостроение приурочено, как правило, к областям с тропическим климатом и теплыми водами. Интерполируя эти данные, можно по площадному распространению археоциатово-водорослевых построек очертить области «тропических» условий в раннем кембрии.

Интерес к археоциатам многих исследователей вначале определялся тем, что это была вторая после трилобитов группа, которая использовалась для расчленения и корреляции кембрийских отложений. Правда, с самого начала изучения археоциат привлекла и их удивительная геометричность. Позднее, по мере их изучения, археоциаты стали рассматриваться как один из уникальных биологических объектов. Во-первых, у этой группы достоверно известно время их появления в истории, во-вторых, время их исчезновения. И все развитие от появления до исчезновения произошло за сравнительно короткий промежуток времени (всего около 30—40 млн. лет). В-третьих, в связи с относительной простотой строения и ограниченностью морфологических возможностей, легко могли быть проанализированы основные направления и закономерности их эволюции. На примере археоциат были подтверждена универсальность закономерностей гомологической изменчивости, установленных в свое время акад. Н. И. Вавиловым.

По аналогии с закономерностями, установленными Н. И. Вавиловым на растениях, удалось показать, что на всех таксономических уровнях (от вида до надсемейства, по крайней мере) в параллельных группировках проявляются одинаковые морфологические варианты. Были составлены даже таблицы гомологических рядов археоциат. С помощью этих таблиц возможно не только вести быстрое определение, но предсказать, какие формы, неизвестные пока науке, должны быть встречены в отложениях нижнего кембрия. Первая такая таблица была опубликована в 1966 г. (рис. 19), и составлена она была на примере 66 родов. В последнем опубликованном варианте было уже 200 родов, и находки этих новых родов только подтверждали правильность прогноза и принципа составления таблицы.

Совершенно уникальный организм был описан канадским специалистом Р. Хэндфилдом под названием акантопиргус (Acanthopyrgus). Основная часть скелета этого организма ничем не отличается от колониальных мешковидных археоциат без перегородок. Вокруг этого цилиндрического скелета кольцами через равные расстояния располагаются своеобразные образования, напоминающие перевернутый зонтик. Внешне это очень напоминает современный хвощ. Морфология элементов, слагающих зонтики, несколько напоминает крибрициатид. Теперь ученые гадают, что бы это означало? То ли акантопиргусы это — археоциаты, то ли это — крибрициатиды, то ли археоциаты и крибрициатиды это одно и то же, то ли акантопиргус — представитель самостоятельного типа организмов. Сложность этого вопроса еще усугубляется тем, что микроструктура всех элементов акантопиргуса точно такая же, как у настоящих археоциат, как у настоящих крибрициатид и как у большинства кембрийских водорослей. Пока даже не понятно, каким образом можно подойти к решению вопроса о том, что такое акантопиргус.