«Жизнь в глубинах веков»

Жизнь в глубинах веков (fb2) - Жизнь в глубинах веков 7129K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Борис Александрович Трофимов

Борис Александрович Трофимов Жизнь в глубинах веков

Научный редактор доктор биологических наук, профессор К. К. ФЛЕРОВ

ПРЕДИСЛОВИЕ

На книжных полках наших читателей не много книг, посвященных истории жизни на Земле. Между тем наряду с вечно изменяющейся и бесконечной Вселенной, быть может, ничто так не поражает воображение человека, как величественная и сложная история жизни, ее прогрессивное развитие в течение колоссальных промежутков времени. Эта старая и вечно новая тема привлекала внимание людей, вероятно, с тех пор, как появился разумный человек.Почти столетие отделяет нас от того времени, когда Ч. Дарвин создал учение об историческом развитии органического мира. За этот срок наука накопила много материала, позволяющего конкретно проследить историю жизни на Земле, основные этапы ее развития.В настоящее время над проблемой развития жизни работает много ученых: микробиологи и биохимики, геохимики и палеонтологи, астрофизики и ботаники, зоологи и физиологи.В этой книге рассказывается о том, как возникла и развивалась жизнь на Земле вплоть до появления человека, культурных растений и домашних животных.Автор, зоолог и палеонтолог по специальности, естественно, уделил основное внимание происхождению животных, используя в первую очередь достижения современной палеонтологии — науки, изучающей историю жизни по остаткам ископаемых организмов.Методы современной науки позволяют достаточно определенно и точно восстанавливать органический мир прошлого и в его естественной обстановке, непрерывном изменении. Автор попытался также связать прошлое с настоящим, помочь читателю понять настоящее через его историю. Изучение истории растительного и животного мира развивает диалектико-материалистическое мышление, помогает узнавать живую природу, а также предвидеть, как она будет изменяться в дальнейшем. Конечно, управлять общим ходом развития жизни на Земле — дело науки и практики будущего. Но это будущее не за горами.

ТАЙНА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

БЕЗЖИЗНЕННАЯ ЗЕМЛЯ

Мы знаем, что Вселенная бесконечна. О ее протяженности можно судить по скорости света. Проходя 300000 километров в секунду, свет от самых близких звезд достигает Земли через годы. Среди многочисленных звездных систем, составленных множеством отдельных звезд разной величины, различных стадий развития и древности, наше внимание более всего привлекает звездная система — Галактика, в состав которой входит Солнце с окружающими его планетами.Если бы всего полстолетия назад сказали, что настанет день, когда мы узнаем, из чего состоят звезды, есть ли у других планет атмосфера и каковы физические условия на их поверхности, никто бы этому не поверил. Однако мы сейчас имеем эти сведения. Более того, человек готовится стать путешественником по Вселенной, он многое узнал о строении, происхождении и развитии звезд, планет.Как возникла Земля, земная кора, в каком направлении идет развитие их строения, откуда взялись океаны, глубокие моря и мелководья, низменные равнины и горные хребты — все то, что создает возможности для возникновения и развития жизни на Земле?Эти вопросы встают перед нами, когда мы задумываемся над проблемой истории жизни на Земле.Очень давно по сравнению с продолжительностью жизни человечества около 5—6, а может быть и более, миллиардов лет назад образовалась Земля.В настоящее время работы астрономов, геологов и других специалистов, изучающих строение и развитие небесных туманностей, звезд, Солнца, планет с их спутниками, позволяют с достаточной достоверностью представить себе возможные пути возникновения Земли и общую картину ее изменений даже на первых этапах существования.Происхождение Земли, ее строение, в частности концентрация различных химических элементов, образование атмосферы — воздушного океана Земли, гидросферы — водной оболочки Земли, литосферы — каменной оболочки Земли, а также происхождение жизни — одна из самых интересных и замечательных проблем, которые сейчас разрабатываются наукой.Современная астрономия доказывает, что материя звезд и планет находится в непрерывном изменении, что причины образования планет следует искать в закономерностях развития отдельных звезд. Однако мы пока еще не знаем, как образовалась наша Земля, и можем высказывать только более или менее правдоподобные предположения, или гипотезы.В настоящее время происхождение Земли можно представить себе так.По гипотезе, разрабатываемой академиком В. Г. Фесенковым, Солнце и планеты возникли из огромного газово-пылевого облака, подобного тем туманностям, которые наблюдаются во многих районах Галактики. Размеры туманности были настолько огромны, что из ее вещества наряду с Солнцем возникли десятки, а может быть, и сотни других звезд.О том, как постепенно из газово-пылевого облака сгустились планеты, в том числе и Земля, мы знаем из теоретических работ академика О. Ю. Шмидта и его школы. Взаимное тяготение частиц облака и их обращение вокруг Солнца привели к образованию сгущений, сначала небольших, а затем все более и более растущих. В результате такого процесса роста, продолжавшегося миллиарды лет, образовались крупные шарообразные тела — планеты, среди которых была и наша Земля.Первичная Земля была холодной. Однако рассеивавшееся облако, вещество которого сгустилось в планеты, теперь уже не мешало солнечным лучам достигать района Земли и даже более отдаленных областей солнечной системы. Солнечное тепло привело к выделению газов из твердых частиц, составивших поверхность Земли. Так возникла земная атмосфера.С другой стороны, радиоактивные вещества, заключенные в Земле, распадались и выделявшееся при этом тепло, не находя выхода наружу, расплавляло породы внутренних частей Земли. В конце-концов возникли мощные «очаги расплава», откуда через жерла вулканов раскаленная лава извергалась на поверхность Земли.В Земле происходил (да и поныне еще не кончился) процесс перераспределения тяжелых и легких пород. Тяжелые породы именно вследствие своей тяжести опускались к центру Земли, «выдавливая» на ее поверхность породы легкие.Такие перемещения иногда очень крупных масс послужили причиной землетрясений и горообразования. Теперешнее перераспределение плотности в Земле, ее расслоение по геосферам, есть результат долгой эволюции земного шара.Водяные пары, выделяясь в атмосферу из недр и поверхностных слоев Земли, охлаждались там, превращаясь в ливни и дожди. Постепенно вода заполнила углубления на поверхности земного шара, дав начало морям и океанам.Таким образом, Земля первоначально резко отличалась от современной.Прежде чем возникла жизнь, вещества земного шара испытывали сложные физико-химические превращения, в результате которых возникали оболочки, сферы Земли.Геологическими и геофизическими исследованиями установлено, что Земля от центра к периферии разделяется на так называемые геосферы. Ученые различают ядро и субъядро, состоящие из плотных элементов; твердую оболочку, земную кору, или литосферу, сложенную из менее плотного силикатного (кремниевого) материала, водную оболочку (гидросферу) и воздушную оболочку (атмосферу).Земная кора имеет толщину от 3 до 80 километров. Она состоит главным образом из пород, содержащих много кремнекислоты, окислов алюминия, кальция, щелочей.Для понимания возникновения жизни на Земле необходимо знать, как появились эти сферы, чем они характерны.Совершенно очевидно, что для жизни требуются определенные внешние условия, которые могли сложиться лишь в результате длительного исторического изменения химического состава Земли, а также ее вод, атмосферы, источников внутренней энергии и в первую очередь радиоактивности.Литосфера, или земная кора, образовалась в глубокой древности. «Возраст Земли — есть приблизительно возраст ее твердой коры», — пишет академик В. Г. Фесенков. Это объясняется тем, что вследствие большой разности температур раскаленная часть Земли быстро остывала. По гипотезе, разработанной О. Ю. Шмидтом, следует, что первичная земная кора возникла с самой Землей и имеет одинаковый с ней возраст. Разогревание Земли в результате радиоактивного распада началось позже и сильнее было в центре Земли.Вполне вероятно, что древняя земная кора была сравнительно тонкой и беспрерывно разрывалась в различных местах под напором глубинных извержений газов, паров и жидких лав. Постепенно она утолщалась, на нее наслаивались разлившиеся лавовые потоки, осадочные породы, а снизу охлаждались и затвердевали более глубокие слои. Одновременно с образованием земной коры шло образование атмосферы и гидросферы.Первоначальная атмосфера Земли содержала в себе много паров воды, но мало кислорода, ибо основная масса его образовалась после возникновения жизни на Земле за счет деятельности зеленых растений. Образовавшиеся на поверхности Земли воды давали начало первичным океанам и морям, пресным или имевшим слабую соленость.Это первобытное состояние Земли тянулось очень долго, вероятно, дольше, чем все последующее время ее существования. Происходили сложные химические взаимодействия различных веществ. В частности, углерод — элемент жизни, — вступая в соединения с другими веществами, дал начало возникновению жизни.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ

Происхождение жизни, ее сущность — одна из наиболее трудных загадок науки, ибо жизнь — это самое сложное из известных нам явлений природы. Никто не видел и не наблюдал ее возникновения; более того, в природе не сохранилось никаких прямых или косвенных свидетельств о возникновении жизни и первых этапах ее развития.Поэтому разгадка происхождения жизни — одна из самых сложных проблем, над разрешением которой давно работала человеческая мысль, развиваясь по сложному пути от вымыслов, предрассудков к точному знанию.На протяжении многих веков вокруг этой проблемы шла непрерывная борьба между двумя непримиримыми идеологиями — материализмом и идеализмом. В течение долгого времени науке для разрешения вопроса о возникновении жизни недоставало многих необходимых сведений. И этим пользовалась религия, пропагандируя представления, не обоснованные фактами и рассчитанные на слепую веру.Путем накопления и обобщения многих фактов наука доказала, что для объяснения возникновения жизни не требуется прибегать к «божественному началу» или «божественной силе», даже несмотря на то, что наши знания о свойствах жизни еще недостаточно полны.В настоящее время существует несколько предположений о возникновении жизни на Земле:1. Жизнь никогда не возникала, она вечна, как вечна материя.2. Жизнь возникла не на Земле, а занесена на нее с других небесных тел.3. Жизнь возникла на самой Земле, то есть на какой-то стадии развития Земли из неживого возникло живое.Первые два предположения о вечности жизни и занесении ее на Землю из мирового пространства с других планет несостоятельны в научном отношении. Утверждение, что жизнь никогда не возникала, что она вечна, есть по существу отказ от научного решения вопроса.Диалектический материализм прежде всего учит, что вся природа находится в постоянном изменении, в развитии от простого к сложному, что живая материя как наиболее сложная могла возникнуть из неживой. Крометого, Земля как и другие планеты, не «вечна», она была вначале безжизненной.Согласно современным достижениям науки, на протяжении громадных отрезков времени, потребовавшихся на образование Земли и первых стадий ее развития, жизнь на ней была невозможна. В древнейших слоях земной коры мы не находим следов жизни.Вторая гипотеза о занесении жизни на Землю из мирового пространства также не подтверждается. По этой гипотезе, зародыши жизни рассеяны во Вселенной. «Жизнь может в течение бесконечного времени переноситься с одной солнечной системы на другую или с планеты на планету внутри отдельной солнечной системы», — так писал один из ярых сторонников этой гипотезы, шведский физик и химик Аррениус.Известный немецкий физик и физиолог, Гельмгольц, считал, что жизнь могла быть занесена на Землю осколками небесных тел — метеоритами.Вот как описывает эту возможность Гельмгольц: «Если два небесных тела сталкиваются, то большая часть их от удара так разбивается, что должна расплавиться. При этом во все стороны разлетаются осколки... Если бы наша Земля в ее теперешнем состоянии с ее растениями и животными столкнулась с небесным телом приблизительно такой же величины, то в пространстве рассеялось бы много больших и малых обломков, несущих на себе семена растений и животных. А так как с бесконечных времен существуют миры, несущие на себе жизнь, то существует и бесконечное множество метеоритов, которые, странствуя в небесном пространстве, несут на себе зародыши. Если бы на Земле не было жизни, то такой метеорит, упав на нее, мог бы вызвать на ней жизнь».Едва ли живые организмы, даже мельчайшие из них, их споры, семена и т. п. могли бы перенести такой страшный удар и высокую температуру, которая возникает при этом. Кроме того, метеорит при движении в земной атмосфере сильно раскаляется. Далее, ни на одном из метеоритов не обнаружено никаких следов жизни. Поэтому от такого предположения надо отказаться.Когда в начале XX века русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал, что световые лучи производят давление, способное переносить мельчайшие частицы, гипотеза о занесении жизни на Землю, как будто получила научное подтверждение.Однако это не так. Такое оригинальное, можно сказать, романтическое, объяснение возникновения жизни на Земле, имеющее до сих пор много сторонников, не подтверждено никакими научными доводами. Эта гипотеза обсуждалась на конференции по проблеме стратосферы, созванной в 1935 году в Ленинграде Академией наук СССР.Советские микробиологи заявили на этой конференции, что любые микроорганизмы, любые зародыши жизни в стратосфере существовать не могут.Крупный микробиолог академик Б. Л. Исаченко отметил, что все микроорганизмы, обнаруженные в воздухе, — земного происхождения. Кроме того, зародыши жизни не могут путешествовать в космическом пространстве потому, что ультрафиолетовое (коротковолновое) излучение Солнца убивает жизнь в течение нескольких секунд.Все организмы на Земле защищены от действия коротковолнового излучения слоем озона, находящегося ь атмосфере. Только проскочив сквозь этот озоновый экран, зародыш жизни оказался бы защищенным от космических лучей смерти.И даже если бы, наконец, организмы каким-либо образом и были перенесены с одной планеты на другую, они не нашли бы нормальных условий для своего развития. Астрофизика — наука о физическом и химическом строении небесных тел — показала, что физические, климатические и иные условия планет и других небесных тел весьма различны. Поэтому исторически сложившаяся приспособленность организмов к определенным условиям существования на одной планете была бы препятствием для их акклиматизации на другой планете.Следовательно, соображения о том, что жизнь на Земле или другой какой-либо планете могла начаться с помощью организмов, занесенных с других планет, лишены научного обоснования.Однако мысль о том, что жизнь и даже разумные существа есть не только на Земле, верна. Ф. Энгельс писал: «...у нас есть уверенность, что материя во всех своих превращениях остается вечно одной и той же, что ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен и что поэтому с той же самой железной необходимостью, с какой она когда-нибудь истребит на земле свой высший цвет — мыслящий дух, она должна будет его снова породить где-нибудь в другом месте и в другое время» 1.

1 Ф. Энгельс. Диалектика природы. М., Госполитиздат, 1955, стр. 19

В последние годы советский ученый член-корреспондент Академии наук СССР Г. А. Тихов создал новую отрасль знаний — астроботанику, занимающуюся изучением растительности на других планетах. Опираясь на достижения астрофизики, он пришел к выводу, что на Марсе существует низкорослая растительность — стелющиеся кустарники голубого, зелено-голубого и синего цветов.Остается разобраться в третьей гипотезе о том, что жизнь возникла на Земле. Этот взгляд — наиболее древний в науке.Многие величайшие философы древности — Аристотель, Лукреций, Виргилий, Овидий, Плиний Старший — верили в зарождение, то есть в возникновение сложно устроенных организмов из неживого вещества или внезапное превращение простых организмов в сложные. В XVII веке Ван Гельмонт предложил знаменитый рецепт самозарождения мышей из грязного белья, положенного в горшок с зернами пшеницы или с кусочком сыра. Спустя некоторое время итальянец Буанони сделал не менее фантастическое сообщение. На некоторых сортах деревьев, утверждал он, после того как они сгниют, появляются черви, которые затем превращаются в бабочек, а эти бабочки превращаются в птиц.Итальянский поэт и медик Франческо Реди решил тщательно проверить возможность подобных самозарождений. Для доказательства, что так называемые мясные «черви», представляющие личинки мух, не зарождаются самопроизвольно, он покрывал кусок мяса марлей. Мухи, привлеченные мясом, откладывали на марле яйца, из которых и развивались личинки мух. Этот простой и наглядный опыт вызвал определенный сдвиг в умах ученых. Сам Ф. Реди выдвинул принцип: «Все живое от живого», правильность которого для всех современных организмов подтверждена всем ходом дальнейшего развития науки. Позднее профессор медицины Валлисниери в Падуе (Италия) доказал, что черви в плодах растений, например яблоках, происходят также из яиц, откладываемых насекомыми в цветах до того, как из них начнут развиваться плоды.

Так появляются «мясные черви» — личинки мух (опыт Реди.) Личинки мух появляются на мясе, не покрытом кисеей (А). На мясе, покрытом кисеей, личинок нет (Б)

Теория зарождения организмов казалась побежденной. Но в конце XVII века был изобретен микроскоп, и при помощи его голландским натуралистом А. Левенгуком был открыт мир мельчайших организмов.Откуда берутся эти бесчисленные и бесконечно малые существа? Естественно, их появление и бурное развитие в воде, во всех экстрактах из органических веществ пытались снова объяснить внезапным и быстрым зарождением из неживого вещества.В середине XVIII века было начато разрешение этой проблемы, которое окончилось лишь 100 лет спустя благодаря работам Луи Пастера. Пастер был гением эксперимента, искусным испытателем живой природы. В 1862 году на дискуссии в Парижской академии наук Пастер доказал, что в поставленных им опытах микроорганизмы из неживой материи не возникали. Вот как рассказывал об этом сам Пастер на лекции, сопровождавшейся опытами, в Парижском университете Сорбонне1. «Вот, — говорил Пастер, — настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода, но в то же время легко подвергающаяся изменениям. Она была приготовлена сегодня. Завтра в ней уже появятся мельчайшие существа — инфузории или хлопья плесени.

1 Р. Валлери-Радо. Жизнь Пастера. М., Изд. иностранной литературы, 1950. стр. 92—93.

Я помещаю часть этой настойки из органического вещества в сосуд с длинным горлышком. Предположим, что я сначала кипячу этот сосуд, а затем остужаю его. Через несколько дней в этой жидкости появится плесень или инфузории. Прокипятив эту жидкость, я уничтожаю зародыши, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Однако, как только эта настойка приходит в соприкосновение с воздухом, она немедленно изменяется, подобно всем настойкам.Теперь предположите, что я повторяю опыт, но, прежде чем кипятить жидкость, при помощи паяльной лампы вытягиваю шейку сосуда, не запаивая его отверстия. Затем я довожу жидкость в сосуде до кипения и охлаждаю ее. Жидкость в этом сосуде останется неизмененной не только в течение двух, трех, четырех дней, одного месяца или года, но в течение трех и четырех лет, так как вот уже четыре года, как у меня поставлен опыт такого рода, и жидкость до сих пор остается прозрачной. В чем же разница между этими двумя сосудами? Оба содержат одну и ту же жидкость, оба содержат воздух, оба открыты. Почему же в одном сосуде жидкость изменяется, а в другом не изменяется? Между этими двумя сосудами имеется только одно различие, а именно: в одном из них пыль, взвешенная в воздухе, и содержащиеся в ней зародыши проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ.В опыте же с другим сосудом, наоборот, невозможно или, во всяком случае, очень трудно, чтобы пыль, заключающая в себе зародыши, попала внутрь сосуда. Куда же она попадает? Она скапливается в изгибе шейки. Когда воздух по законам диффузии и вследствие разницы в температуре попадает в сосуд, то, если эта разница не особенно велика, он входит в сосуд достаточно медленно для того, чтобы содержащаяся в нем пыль и все плотные частицы, попадая в шейку сосуда, задерживались в месте сгиба.Этот опыт очень поучителен. Заметьте, что все, содержащееся в воздухе, кроме пыли, может легко проникнуть внутрь сосуда и прийти в соприкосновение с жидкостью. Представьте себе, что все, что имеется в воздухе, электричество, магнетизм, озон и все то, чего мы еще не знаем, все это имеет полную возможность прийти в соприкосновение с настойкой. Только одно не так-то легко может проникнуть в сосуд — это пыль, взвешенная в воздухе. Это очень легко доказать: стоит только раз встряхнуть сосуд, и через два-три дня в нем появятся инфузории и плесень. Почему? Потому, что движение воздуха было резким, и в своем движении он увлек за собой пыль.Следовательно, господа, я могу сказать, показывая вам эту жидкость: вот я взял эту каплю воды, полную элементов, которые необходимы для развития низших существ. Я жду, я наблюдаю, я спрашиваю, требую от нее, чтобы она начала свою основную созидательную работу. Но она молчит! Она молчит уже в течение нескольких лет, прошедших с момента начала этого опыта. И это потому, что я удалил из нее и удаляю до сих пор единственное, что не может создать человек; я удаляю из нее зародыши, носящиеся в воздухе, я удаляю из нее жизнь, так как жизнь — это зародыш, и зародыш — это жизнь! Никогда теория самопроизвольного зарождения не поднимется после того смертельного удара, который нанес ей этот простой опыт».Эту лекцию Пастер закончил так: «Нет, в настоящее время нет оснований, которые давали бы право утверждать, что микроскопические существа появились на свет не из зародыша и без участия родителей, сходных с ними. Те, кто это утверждает, стали жертвой иллюзии, жертвой неправильно проведенных опытов, где были допущены ошибки, которых они не умели избегнуть».

Дрожжи размножаются почкованием, бактерии — делением (А). Внутреннее тончайшее строение бактерий (Б)

Так Пастер опроверг предположение, что гниющие растворы и настои порождают микробов. Само гниение есть результат жизнедеятельности микробов, попавших извне в благоприятную среду.После опытов Пастера теория самозарождения организмов была похоронена.В 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский в труде «О двух болезнях табака» впервые открывает так называемых ультрамикробов, или фильтрующихся вирусов. Ими были названы возбудители многих болезней растений, животных и человека. Вирусы устроены проще, чем любые микроорганизмы, некоторые из них имеют длину от 10 до 100 миллимикронов (тысячная доля миллиметра), то есть по размерам они занимают промежуточное положение между крупными молекулами белков и бактериями, и поэтому проникают через особые фарфоровые фильтры, которые задерживают микробов.Имея весьма простое строение, вирусы, как показали многочисленные опыты возникают лишь от вирусов, то есть при заражении.Таким образом, все известные нам организмы возникают в настоящее время только путем рождения от себе подобных.Когда, как и где началась на Земле жизнь? Эта величайшая проблема еще не решена наукой, но уже многое сделано для ее разрешения, для создания правильной материалистической теории происхождения жизни.В настоящее время уже доказана правильность слов Энгельса о том, что «...жизнь, обмен веществ... есть самосовершающийся процесс, присущий, прирожденный своему носителю — белку, процесс, без которого не может быть жизни»1.

1 Ф. Энгельс. Анти-Дюринг. М., Госполитиздат, 1953, стр. 77—78.

Биохимия — наука о химическом составе и химических отправлениях организмов — полностью подтвердила положение Энгельса о том, что в основе жизненных явлений лежит обмен веществ белковых и других сложных органических соединений. Белковые тела — носители жизни, без них ее нет — вот основное положение биологии. Они играют основную роль в обмене веществ организма. Прекращение этого обмена ведет к смерти. Возникновение живого белка было великим скачком в развитии материи на нашей планете, началом жизни на ней.Когда началась жизнь на Земле? Это, казалось бы, наиболее легкий из поставленных нами вопросов. Но и на него, к сожалению, точно ответить мы не можем.Самые древние отложения, относящиеся к так называемой архейской эре, не содержат остатков ископаемых организмов. Но это не значит, что жизни в те времена не было. Тогда жили бесскелетные организмы, от которых ничего не могло остаться: ведь в пластах Земли сохраняются, окаменев, обычно только одни скелеты.Это отсутствие ископаемых организмов в самом начале геологической летописи объясняется и другими обстоятельствами. Если в этих пластах когда-то и были ископаемые, то, находясь на большой глубине, они испытывали давление верхних пластов, соприкасались с изверженной лавой, подвергались воздействию больших температур. Поэтому эти древнейшие пласты претерпели значительные превращения, как говорят геологи, метаморфизировались. Их состав, плотность изменились, и ископаемые в них не могли сохраниться.Древнейшие пласты немы, то есть не несут следов жизни, ничего не говорят о начале и первых путях ее развития. Эти вопросы приходится решать другими путями. Остатки древнейших организмов, в том числе сложного строения, например различных водорослей, губок, членистоногих и других беспозвоночных животных, мы находим в пластах земной коры, возраст которых исчисляют примерно в 700—800 миллионов лет (об исчислении возраста пластов Земли см. стр. 35—40).Итак, если в столь древних пластах мы находим остатки многообразных организмов, то жизнь на Земле началась более миллиарда лет назад, а быть может, и еще раньше.Сейчас многие ученые склоняются к тому, что она началась более двух миллиардов лет назад.Еще труднее ответить на вопросы: как, где и почему началась жизнь на Земле? как и из чего возникли первые живые существа?Эти вопросы в настоящее время решаются целой армией ученых различных специальностей: биологов, геологов, химиков, физиков, астрономов.Очень много сделано для понимания возникновения жизни на Земле советским биохимиком академиком А. И. Опариным.Опираясь на определение Энгельсом жизни как способа существования белковых тел, обладающих обменом веществ, А. И. Опарин предпринял плодотворную попытку воссоздать последовательные этапы возникновения основных органических соединений, из которых состоят живые существа, и в первую очередь белка.Мы уже знаем, что на первобытной Земле были другие, не похожие на современные, условия: иной климат, иная влажность, иной состав воздуха. В те времена могли, очевидно, происходить такие химические процессы, которые теперь в природных условиях уже не происходят. И вот они привели к тому, что на Земле, в каких-то определенных условиях, в результате сложных превращений частички вещества приобрели особое строение. Они стали живыми.Сейчас мы уже приближаемся к тому времени, когда в наших лабораториях будут воссозданы те условия, в которых когда-то возникла жизнь.Живые организмы не сразу возникли из неживого, неорганического вещества. Возникновению жизни на Земле предшествовало сложное развитие различных органических соединений.Как же современная наука представляет пути развития материи, прежде чем возникла ее высшая форма существования — жизнь?Академик А. И. Опарин различает три основных этапа в возникновении жизни: 1. Возникновение простейших органических веществ. 2. Возникновение белков. 3. Возникновение сложных белковых тел — первых носителей жизни на Земле.Возникновение простейших органических веществ. Химический состав живой и неживой природы одинаков. Ни в одном из живых организмов не обнаружен элемент, которого не было бы в неживой природе. Из 100 известных элементов 60 уже обнаружены в составе организмов. Тело человека весом около 60 килограммов содержит следующие количества различных веществ (в килограммах): кислорода — 36, углерода — 13, водорода — 5, серы — 1,8, азота — 1,45, кальция — 0,84, фосфора — 0,46, магния — 0,3, натрия — 0,18, калия — 0,15, хлора — 0,13, железа — 0,005, иода и мышьяка — по 0,0001 и еще более малые количества других веществ.Все организмы состоят в основном, помимо воды, из сложных органических веществ: белков, углеводов, жиров и др. Химическую основу их составляют четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот в белке.Для органических веществ обязательно наличие углерода. Но углерод может входить и в состав неорганических соединений, например в углекислоту, состоящую из углерода и кислорода, в так называемые карбиды — соединения углерода с металлами, нитриды — соединения углерода с азотом. Сейчас доказано, что простые соединения углерода в виде карбидов, нитридов, а также соединений углерода с водородом — углеводородов (например метана) имеются в атмосфере многих звезд, в том числе и Солнца, на поверхности планет, в составе метеоритов.Следовательно, тогда, когда на Земле еще не было живых существ, на ней происходило и, вероятно, происходит сейчас в глубинных недрах образование простейших органических веществ — углеводородов и их производных. Нитриды под действием паров воды образовали аммиак — соединение азота с водородом, — водный раствор которого называется нашатырным спиртом.Возникновение белков. Следовательно, с самого начала существования Земли на ее поверхности, в атмосфере, в водах находились простейшие органические вещества в виде углеводородов и их соединений с кислородом, азотом и другими элементами. Но в течение длительного времени на Земле не было белков. Однако температура древней Земли, освещение, состав атмосферы и другие условия благоприятствовали образованию белков из простейших органических веществ. Многие углеводороды могли легко соединяться с водой и другими веществами, образуя углеводы (сахар, крахмал) целлюлозу, спирты, жиры. Так могли образовываться органические вещества довольно сложного строения. Примеров таких преобразований простых органических веществ в более сложные можно привести много. Еще в 1814 году петербургский химик Кирхгоф выделил из проросшего ячменя органическое вещество, ускоряющее химическую реакцию в организме, — фермент амилазу. При помощи амилазы ему впервые удалось вне организма превратить крахмал в сахар, то есть совершить процесс, который характерен для живых организмов. В 1824 году немецкий химик Вёлер изготовил щавелевую кислоту, а в 1828 году — мочевину. В 1840-х годах были получены искусственные жиры. В 1861 году знаменитый русский химик А. М. Бутлеров искусственно приготовил сахар. Раствор формалина, в специальных условиях опыта, он оставлял в теплой известковой воде. Через некоторое время раствор становился сладким. Оказалось, что 6 молекул формалина соединялись между собой в одну более сложную и крупную молекулу сахара.Сейчас получено уже множество искусственных органических соединений. Белковые молекулы состоят из многих тысяч и десятков тысяч атомов. Они построены из отдельных звеньев, так называемых аминокислот. Аминокислоты — это вещества, содержащие азот с относительно простым строением молекулы. Они легко могут выделяться в кристаллическом виде и хорошо поддаются изучению. В настоящее время науке известно около 30 различных аминокислот.Оказалось, что любой белок состоит из аминокислот. Они представляют как бы кирпичи белковых молекул. В последние годы химиками доказано, что аминокислоты могут образовываться из аммиака, водорода, метана и воды в тех же условиях, при которых возникают более простые органические вещества. Аминокислоты способны взаимодействовать друг с другом и давать сложные соединения вплоть до громоздких и разнообразных молекул белков. Из десяти аминокислот возможно образование более 3,5 миллиона белковых молекул — таковы потенциальные возможности их химических связей. В природе существует очень много различных белков. Молекула каждого белка содержит от нескольких сот до нескольких тысяч молекул аминокислот. В состав организма каждого животного входят сотни тысяч различных белков, характерных для данного вида. И все же, несмотря на эти бесконечные комбинации, выражающиеся астрономическими цифрами, биохимики успешно пытаются осуществить синтез белков.Вот почему так трудно изучать химию и свойства белков. Кроме того, аминокислоты в обычных условиях не соединяются между собой. Для того чтобы они могли соединяться друг с другом в так называемые полипептидные цепочки, требуется большое количество энергии. Но наука преодолела и эти трудности. Немецкий ученый Фишер создал неживой белок из 18 аминокислот. Советский физик С. Е. Бреслер использовал для синтеза белковых веществ высокое давление — до 7000 атмосфер. В природных условиях подобное давление было широко распространено как в прошлом, так и в настоящем.Четыре года назад французский химик Реми, производя опыты над новыми видами синтетического волокна, получил вещество, сходное с каротином*, — белком, входящим в состав нашей кожи, волос, ногтей.

* Так в оригинале. Очевидно, имеется в виду белок кератин. – В. П.

Сейчас установлено, что число комбинаций аминокислот определенного белка сравнительно ограниченно. Кроме того, каждая молекула белка представляет собой очень сложную цепь аминокислот, имеющих определенное расположение в пространстве. Поэтому, если биохимик будет наудачу подбирать аминокислоты и создавать из них белок, то создать его будет меньше шансов, чем вновь набрать текст «Евгения Онегина» из рассыпанного типографского шрифта.Следовательно, прежде чем пытаться изготовить определенный вид белка, надо знать, из каких аминокислот он состоит, а также порядок, в котором они соединены. Пока это удалось установить только для некоторых простейших белков. Но успехи науки показывают, что выяснение строения и синтез других белков является лишь вопросом времени. Если будут созданы сложные белки, входящие в состав живой материи, то мы получим экспериментальное подтверждение современных гипотез о происхождении жизни на Земле.Перед наукой встала задача искусственного синтеза белковых тел, наделенных обменом веществ.Как же из белков, растворенных в водах древней Земли, могли возникнуть первые организмы — белковые тела? Это — третий и основной этап возникновения жизни на Земле.Как мы уже говорили, обмен веществ — это основное свойство живой природы любого организма — от бактерии до человека.Каждый организм живет, то есть питается, растет, выделяет негодные вещества, размножается.В каждом организме, в любой его части, идет непрерывная работа — обмен веществ. Непрерывно он получает из окружающей среды питательные вещества и превращает их в вещества своего тела. В этом состоит процесс ассимиляции — одна сторона обмена веществ. Наряду с ним идет обратный процесс — процесс распада вещества — диссимиляция. В организме, особенно молодом и здоровом, эти процессы ассимиляции и диссимиляции идут согласованно, то есть жизнедеятельность протекает нормально.По мере развития строения первичных белковых тел развивался и свойственный им обмен веществ.Возникновение сложных белковых тел, наделенных обменом веществ и способных к воспроизведению себе подобных (размножению), было гигантским скачком в развитии природы от мертвой к живой материи.

Искусственно полученные коацерватные капельки (А) и сложный комплексныйкоацерват (Б).(Фотография сделана под микроскопом)

Как же это произошло? Безусловно, что жизнь возникла в водной среде, вероятно, в некоторых зонах древнего океана или небольших внутриконтинентальных водоемах. В них скорее всего образовались белки. Когда растворы, белков и прочих органических соединений смешивались между собой, происходила коацервация, скопление: возникали полужидкие, студенистые образования, так называемые коацерваты, коацерватные капельки. Таким образом, при смешивании различных белков белковые частицы объединяются в агрегаты, рои, подобные тем, которые образуются при смешивании растворов гуммиарабика и желатина. Когда молекулярные кучи включают в себя много миллионов белковых молекул и достигают большого размера, они становятся видными под микроскопом в виде капелек — коацерватов. Как доказали исследования А. И. Опарина и других ученых, они напоминают некоторыми своими свойствами протоплазму живых существ. Коацерваты уже обладают зачатками сложной внутренней структуры, благодаря чему они поглощают вещества из окружающего раствора. Такое поглощение совершается не механически. Внутри капелек происходят химические реакции. Одни из них могут ослабить коацерват, другие, наоборот, увеличить его объем и вес. Следовательно, идут процессы синтеза, новообразований и процессы распада. Подобный процесс, вероятно, наблюдался и у белков, возникших когда-то на Земле. Белки, растворенные в водах древней Земли, собирались в подобные коацерватные капельки. Могли возникнуть как «удачные» капельки, в которых процессы созидания шли быстрее, чем процессы распада, так и «неудачные», с преобладанием процесса распада. Первые капельки были наиболее стойкими, «жизнеспособными» в этом гигантском молекулярном растворе.

Прибрежные зоны морей и океанов. Здесь появились древнейшие организмы

Далее возникали все более сложные капельки, лучше приспособленные к питанию и росту. Когда капельки достигали определенного объема, они делились. Вновь образовавшиеся дочерние капельки в наиболее благоприятных условиях продолжали все более и более усложняться. И дальнейший этот процесс усложнения коацерватных капелек привел к возникновению живого вещества белковых тел, имеющих обмен веществ, то есть к возникновению простейших организмов. Итак, жизнь появилась не сразу. Невозможно точно определить тот момент, тот этап, когда капельки коацерватов, простые сгустки белков, превратились в живые существа. Безусловно, что это произошло на основе постепенного накопления изменений и путем дальнейшего скачка к более сложной форме организации материи.Что же представляли собой первичные носители жизни? Ф. Энгельс считал, что они должны были быть бесформенными белковыми образованиями. У одноклеточных организмов имеется, помимо протоплазмы, ядро, оболочки, пигменты и т. д. Даже у бактерии имеется оболочка и зачатки ядра. У первых живых существ не было клеточного строения. Они были близки к вирусам. В течение тысячелетий их строение становилось все сложнее, у них все время изменялось взаимодействие со средой обитания. Некоторые приобретали способность создавать органические вещества из углерода, содержащегося в атмосфере, используя солнечную энергию. Они питались простыми неорганическими веществами. Так появились простейшие растения — сине-зеленые водоросли, остатки которых находят в наиболее древних отложениях земной коры. Другие живые существа, давшие начало животному миру, продолжали питаться органическими веществами, получаемыми извне: их поставляли им теперь бактерии и водоросли. В дальнейшем благодаря естественному отбору организмы делались все сложнее и сложнее, и постепенно, как увидим далее, возник тот разнообразный мир живых существ, который мы наблюдаем в настоящее время. Об этом рассказывается в следующих главах.Может ли человек создать жизнь и организмы? Весь ход развития науки о жизни показывает, что химики и биологи сумеют, и, возможно, в скором времени, осуществить синтез белков, способных расти за счет окружающей среды и делиться. Быть может, удастся получить искусственно живые организмы типа вирусов или даже простейших бактерий. Для этого необходимо хорошо выяснить строение белков, найти и научиться использовать формы энергии для синтеза белков из более простых веществ. Таким образом, можно искусственно создать жизнь, получить простейшие живые существа. Но мы знаем, что бездонная пропасть отделяет живой белок от первых организмов клеточного строения и, чтобы преодолеть ее, потребовались миллионы лет развития. Еще далее отстоят более высоко развитые организмы, возникшие в результате длительной и очень сложной эволюции. Создать их, конечно, невозможно. Синтез же белков будет иметь громадное значение для улучшения жизни человека.Нам остается ответить еще на один вопрос. Где возникла жизнь? Ученые по-разному решают эту проблему. О месте зарождения первых форм жизни высказываются две противоположные точки зрения. Многие считают, что жизнь возникла в первичном океане или в некоторых его зонах. Этого взгляда придерживаются академик А. И. Опарин и многие другие ученые зоологи и палеонтологи. Это подтверждается, в частности, тем, что большинство низших организмов, особенно животных, в современную эпоху живут в морях и океанах. Кроме того, в самых древних отложениях земной коры мы не находим остатков наземных растений и сухопутных животных. Другие ученые считают, что жизнь возникла на суше. В мировом пространстве существуют, как уже говорилось, губительные для всего живого космические лучи. Они легко могли проникать через земную атмосферу, пока она содержала мало кислорода, а состояла из водяных паров, углеводородов и аммиака. Поэтому жизнь могла возникнуть только в местах, защищенных от губительного действия космических лучей. Однако вероятно, что и некоторые участки суши могли быть прародиной жизни. Таким образом, вопрос о месте происхождения жизни не ясен. Возможно, что она возникла в воде или во влажной среде, которая облегчала первым организмом усвоение питательных веществ, предохраняла от высыхания и резких колебаний температуры, например в лагунах некоторых зонах замкнутых водоемов, то есть на границе различных географических сред — литосферы, гидросферы и атмосферы. Это подтверждает тот факт, что все древние ископаемые организмы — простейшие, губки, кораллы, водоросли — были обитателями мелководий.

ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ

 Там на неведомых дорожках Следы невиданных зверей...

А. Пушкин

АРХИВ ПРИРОДЫ

Мы узнали, как могла возникнуть жизнь. Но что было дальше, какими путями пошло ее развитие и как возник тот разнообразный растительный и животный мир, который сейчас существует на Земле? По неполным подсчетам, сейчас на Земле существует более миллиона видов животных и более пятисот тысяч видов растений. Кроме того, известно громадное количество ископаемых организмов.Изучение истории человеческого общества, народов, государств возможно лишь на основе исторических документов. Где отсутствуют документы, исторические данные, там нет научного исследования. Изучение истории животного и растительного миров, очевидно, тоже нуждается в исторических документах. Эти документы, конечно, сильно отличаются от тех, по которым познается история человечества. Для ученого, изучающего историю Земли, архивом жизни являются земные недра, в которых сохранились документы прошлого Земли и жизни на ней. В земных пластах можно найти окаменевшие следы, которые показывают, что происходило на этом месте тысячи или миллионы лет назад. Ученые читают беспристрастные записи на лике Земли. Следы капель дождя и волн, работу ветров и льда. Они восстанавливают моря, реки, болота, озера и пустыни прошлого. На поверхности Земли все время происходят изменения. Земная кора колеблется, в одних местах понижаясь, в других поднимаясь. Поэтому изменяются очертания морей, океанов и суши. В одних местах происходит разрушение пластов земной коры, в других, наоборот, образуются толщи осадков. И, наконец, — и это самое важное — в пластах сохранились остатки живых существ, обитавших в давно прошедшие времена. Палеонтология ставит своей задачей выявить историю растений и животных. Благодаря ей мы можем составить ясное представление о тех обитателях Земли, которые жили до появления человека. В течение миллионов лет бесчисленное множество организмов исчезло с лица Земли. Большинство из них сгнило, не оставив никаких следов в земных пластах. Другие сохранились в виде ископаемых остатков, причем некоторые очень хорошо, так что мы можем детально изучить их строение и восстановить образ жизни и условия, в которых они жили.О значении палеонтологии для изучения истории жизни более 100 лет назад образно писал А. И. Герцен:«Мир прошедший, покорный мощному голосу науки, поднимается из могилы свидетельствовать о переворотах, сопровождавших развитие поверхности земного шара; почва, на которой мы живем, эта надгробная доска жизни миновавшей, становится как бы прозрачною; каменные склепы раскрылись; внутренности скал не спасли хранимого ими. Мало того, что полуистлевшие, полуокаменелые остовы обрастают снова плотью, палеонтология стремится раскрыть закон соотношения между геологическими эпохами и полным органическим населением их»1.

1 А. И. Герцен. Письма об изучении природы. Полн. собр. соч. т. IV, стр. 165.

Таким образом, пласты земной коры — это архив прошлой жизни и найти его можно везде. Мы видим его по обрывам рек и морей, в каменоломнях и шахтах, и, наконец, лучше всего он открывает перед нами свои сокровища, когда мы специально ведем раскопки ископаемых растений и животных. Советский палеонтолог профессор И. А. Ефремов в последние годы детально разработал учение о сохранении в ископаемом состоянии организмов далекого прошлого, назвав эту отрасль палеонтологии тафономией (учение о захоронении) от греческих слов «тафо» — могила, захоронение, и «номос» — закон.Как же и в каком виде доходят до нас остатки организмов прошлого? Это происходит по-разному. Прежде всего ископаемые не всегда бывают окаменелостями, как принято считать. Встречаются остатки растений и животных, особенно недавно живших, которые незначительно изменились. О таких случаях мы потом расскажем. Обычно же и растения и животные очень редко сохраняются в полном своем виде. Чаще всего находят отдельные их части: скелеты, кости, зубы, раковины, куски стеблей, листья и т. п.Изредка встречаются окаменевшие мягкие ткани животных — кожа, мышцы или сухожилия. О бесскелетных животных, например медузах, мы можем судить лишь по отпечаткам их тел. Могут также сохраняться следы ползания, хождения и т. д.

Коренной зуб мамонта

Как же происходит окаменевание? Воздух, вода, микроорганизмы — основные разрушители животных и растений, в которых жизненные процессы прекратились. Упавшее дерево или лист, умершее на открытом месте дикое животное, например птица или заяц, под влиянием дождя, ветра, химических воздействий окружающих веществ, в особенности кислорода и микробов, в скором времени уничтожаются. Их органическое вещество распадается на составные элементы, которые уходят в окружающую их среду. Следовательно, после смерти организма тело его, как правило, быстро сгнивает.Представим себе, что лист упал в озеро или тихий залив реки. Он опускается на дно и покрывается гравием, илом или песком. На песчаном грунте или толще гравия лист вряд ли сохранится, так как эти грунты пористы и легко пропускают воду. А в воде растворен воздух, поэтому она содействует разрушению растительных и животных веществ. Если же лист попадет в тонкий ил, который покроет его сверху, он может сделаться ископаемым. С течением времени рыхлый ил затвердеет и превратится в глину, в которой останется тонкий отпечаток листа. Многие тысячелетия остатки организмов будут сохранять первоначальный вид или только слегка изменятся. В обычном каменном угле, представляющем большие скопления остатков растительности далекого прошлого, растения под давлением лежащих выше слоев и под влиянием различных химических процессов обуглились.Раковины, кости и другие твердые части животных имеют больше шансов на сохранение, чем листья, насекомые и остатки организмов со слабым скелетом.

Насекомые в янтаре (окаменевшей смоле)

В разных слоях Земли находят разное количество ископаемых. Бывают слои, в которых их совсем нет, а других они встречаются изредка, и есть слои, переполненные остатками организмов. Такие слои можно сравнить с огромными кладбищами. Эти кладбища почти всегда «водные», то есть они образовались на дне рек, озер, морских побережий. Организмы, попадавшие в захоронения таких «кладбищ», или жили в воде, или попали туда после смерти. Чаще всего встречаются разнообразные водоросли, раковины, скелеты кораллов, кости позвоночных животных.Известняк, мел и другие осадочные породы, образовавшиеся на дне морей, по сути представляют собой спрессованные, сцементированные скопления остатков различных, преимущественно мелких, морских организмов. Из таких горных пород, образованных в основном раковинами морских животных, построены, например, египетские пирамиды, а также многие здания городов Одессы, Каира, Севастополя и многих других.Очень редко ученые находят скелеты или их части в естественном положении. Чаще части скелета разрознены: череп сломан или раздроблен, кости ног, ребер перемешаны, зубы выпали из челюстей. Чтобы понять, почему так происходит, надо представить себе, как идет разложение трупа животного после его смерти. Если животное пало в лесу, в поле, его труп вскоре загнивает, все мягкие части уничтожаются мелкими и крупными падалеедами. Кости белеют на солнце, становятся хрупкими и превращаются в пыль. От животного не остается и следа. То же происходит и в пустынной местности, хотя гниение трупа и разрушение костей идет медленнее и кости могут сохраниться дольше. До нас дошли остатки некоторых животных, погребенных под песками пустынь и сухих степей. Чаще и лучше всего кости, так же как и другие части организмов, сохраняются, как мы уже говорили, в воде, на дне различных водоемов. Это происходит обычно так. Падая на дно, животные начинают разлагаться, в них накапливаются газы, вспучивающие труп, который всплывает. Плавающий по воде труп постепенно распадается, разваливается на куски, которые скапливаются и захороняются в местах, куда их сносит течение. Если же труп выкинут на берег, то он быстро сгнивает, частично уничтожаясь трупоедами. Но иногда труп животного или часть его «удачно» попадает на дно и окаменевает, претерпев много изменений, в том числе химических.Во время массовой гибели при стихийных бедствиях скапливается множество погибших животных, которые в дальнейшем окаменевают.Значительные скопления цельных скелетов и отдельных костей разыскиваются «охотниками за ископаемыми» — палеонтологами — и раскапываются ими. К настоящему времени палеонтологи открыли много таких крупных местонахождений ископаемых животных в различных местах Земли, относящихся к различной геологической давности. Много их найдено и на территории нашей страны. Замечательное «кладбище» древних земноводных и пресмыкающихся, живших около 200 миллионов лет назад, было обнаружено в 1897 году на берегу Северной Двины профессором В. П. Амалицким. Отложения, в которых найдены кости, представляют осадки одного из рукавов обширной дельты реки, протекавшей на месте Северной Двины в верхнепермскую эпоху. В более тихих широких руслах отлагались глинистые осадки, в более быстрых протоках — песчаные слои. Сюда сносились трупы и кости наземных животных, ветви и листья растений. Вокруг костей песок уплотнялся, образовав конкреции, или стяжения, крепкого песчаника, охватывавшего кости, как футляром. В течение почти 20 лет вел В. П. Амалицкий раскопки открытого им кладбища и примерно столько же лет велась препаровка — очистка от породы — костных остатков. Добытая таким образом коллекция древних четвероногих обитателей Земли, состоящая из двадцати полных или почти полных скелетов, многих черепов, костей различных пресмыкающихся и земноводных, составляет ценную галерею Палеонтологического музея Академии наук СССР в Москве. Много ископаемых животных находят исследователи на территории Молдавии, южной Украины, Кавказа, Казахстана; там обнаружено много местонахождений ископаемых млекопитающих, о которых мы будем далее говорить.

Раскопки на реке Иртыше у г. Павлодара. «Кладбище»носорогов, жираф и других млекопитающих в третичных отложениях

На просторах Центральной Азии в прошлые геологические эпохи происходило развитие разнообразных позвоночных животных. Начиная с середины мезозойской эры и до наших дней, то есть в течение почти 150 миллионов лет, эта область земного шара не покрывалась морем и была местом накопления осадков. В громадных озерах и реках древней центральноазиатской суши отлагались илистые, песчано-глинистые и другие осадки, превращавшиеся со временем в глины, песчаники, конгломераты. В эти осадки попадали трупы животных, окаменевшие скелеты, которые сохранились на многие миллионы лет. В настоящее время осадочные толщи, содержавшие остатки организмов, подвергаются размыву реками, потоками и стали вскрытыми, рассеченными на различную глубину. Поэтому в Центральной Азии, особенно в пустыне Гоби и прилегающих районах, есть много местонахождений ископаемых позвоночных. Уже сейчас там раскопано много удивительных пресмыкающихся: динозавров, различных древних млекопитающих и других животных и растений.В заключение остановимся на редких случаях сохранения цельных трупов и мягких частей животных. Цельные трупы животных сохранялись лишь тогда, когда они оказывались либо вмерзшими в лед, либо покрытыми нефтью, солью, смолой, вулканическими извержениями, то есть при полном отсутствии доступа воздуха и воды, или с помощью так называемой сухой мумификации.Трупы мамонтов, покрытых шерстью носорогов, бизонов и других зверей, населявших Европу, Северную Азию и Америку несколько десятков и сотен тысяч лет назад, в эпоху великого похолодания, обычно подвергались процессу гниения, и от них сохранялись иногда лишь окаменелые кости. В Сибири многочисленные трупы мамонтов, носорогов иногда замораживались, и таким образом некоторые из них дошли до нас. Срываясь с крутых обрывов рек и проваливаясь в прибрежный ил, труп животного быстро окутывался слоем льда и замораживался. Так, например, сохранился труп мамонта, найденный в 1901 году на реке Березовке (притоке Колымы) и привезенный затем в Петербург. Чучело этого мамонта, а также отдельные его органы хранятся до наших дней в Зоологическом музее Академии наук СССР в Ленинграде. Сохранившиеся во льду трупы мамонтов и волосатых носорогов всегда покрыты длинной и густой шерстью красновато-коричневатого цвета. Сохранились глаза, язык, мышцы и даже содержимое желудка и пища, застрявшая между зубами. Это позволило установить, что мамонты питались хвоей, молодыми побегами и листьями ивы, березы и т. п. Даже мясо таких замороженных тысячелетиями животных не испортилось и хорошо поедается волками, лисицами.

Чучело мамонта в Зоологическом музее Академиинаук СССР в Ленинграде

Чучело волосатого носорога из отложений озекерита в Старуни

В 1907 году в Старуни (ныне Станиславская область УССР) был обнаружен прекрасно сохранившийся труп молодого носорога, заключенный в горный воск (озекерит). Еще ранее в Америке близ города Лос-Анжелоса в Калифорнии в старинном высохшем болоте, где добывали асфальт, обнаружили громадное скопление костей и трупов животных, которые там уже давно не живут.В 1938 году в Бинагады близ Баку в залежах битума (натеки окислившейся нефти) обнаружено громадное «кладбище» животных и растений четвертичного периода. В результате многолетних раскопок здесь добыты многочисленные остатки носорогов, диких лошадей, быков, кабанов, благородных оленей, пещерных медведей, львов, гиен, волков, различных грызунов, разнообразных птиц, насекомых и растительности.Условия захоронения на Бинагадинском «кладбище» сходны с условиями известного «кладбища» Ранчо ля Бреа в Калифорнии. На поверхность асфальтового озера попадали птицы, грызуны, насекомые; прилипнув к нефти, они не могли оттуда выбраться и погибали. Истомленные жаждой приходили из степи различные травоядные звери, которые также гибли, увязая в асфальте. Их трупы привлекали хищников, которых постигала такая же судьба.Так образовался богатейший естественный музей, который позволяет нам нарисовать картину жизни среднечетвертичного времени на Апшеронском полуострове.В местностях с очень сухим и жарким климатом, как, например, в больших африканских пустынях, встречаются нередко ссохшиеся трупы животных, у которых хорошо сохранились кожа, остатки мышц и пр. Так сохранились и человеческие трупы без принятия каких-либо специальных мер в Египте, средиземноморских странах и других местах, где были благоприятные условия для образования мумий.За последние годы также были открыты ископаемые мумии животных. Известны мумии гигантских ленивцев из Южной Америки, динозавров из Северной Америки и других животных.Известны прекрасно сохранившиеся остатки и других древних животных: медуз, насекомых, птиц с перьями, летающих ящеров и т. д.Интересный материал для изучения сохранения ископаемых остатков дают известные пещеры Киево-Печерской лавры. Первые пещеры там были вырыты людьми 15—20 тысяч лет назад для жилья. В середине XI века в районе двух больших пещер был основан Печерский монастырь. С древнейших времен и до середины XVII века пещеры были кладбищем. Среди погребенных в пещерах покойников некоторые, захороненные в более благоприятных условиях, высохли без гниения, мумифицировались. В 1643 году мумифицированные трупы были названы «святыми мощами», потому, что считались останками «святых». Впоследствии число их значительно увеличилось. Хотя в 1939 году специальной комиссией из археологов, антропологов, историков выяснено, что многие мощи — фальшивые и что в некоторых гробницах вовсе отсутствуют высохшие тела, все же были обнаружены и мумии. Как это объяснить?Высыхание трупов без разложения, иногда наблюдающееся в природе, — естественное явление. Оно происходит там, где нет гнилостных бактерий — главных виновников гниения. Они не размножаются в условиях постоянной температуры, сухого воздуха, в мягких, пористых осадках. Именно такие условия и наблюдаются в лаврских пещерах: температура в них зимой и летом почти одинакова — 10—12 градусов тепла, мощные слои пористых лёссовых грунтов гигроскопичны, хорошо обеспечивают сухость и циркуляцию воздуха. Вот почему часть погребенных тел высохла, мумифицировалась. И это природное явление было искусно выдано духовенством за «божье чудо» и использовано для поддержания религии, для обмана народных масс.Подобные естественные мумификации человеческих трупов известны в катакомбах Гванахванто в Мексике, в Риме и ряде других мест, где хорошо сохранилось множество высохших тел умерших.Мы познакомились с главнейшими путями образования и сохранения палеонтологических памятников. Большинство исторических документов животного и растительного миров было уничтожено теми же силами, которые беспрерывно действуют на Земле, разрушая и сглаживая поверхности материков.Имеющиеся в нашем распоряжении документы неполны. Они представляют лишь бесконечно малую долю того, что уже уничтожено и что еще скрыто в недрах Земли. Многое, к сожалению, уничтожено и людьми, недооценивающими этих документов. Но и то, что сохранилось, вместе со знанием и пониманием разнообразного мира ныне живущих растений и животных дает нам очень много для изучения истории жизни на Земле.

МЕТОДЫ НАУКИ

Итак, в недрах Земли сохранились остатки животных и растений прошлого. По этим остаткам мы можем сказать, что это были за существа, где и как они жили, каков был их облик. Более того, мы можем говорить, как и почему они изменялись, как происходило развитие жизни на Земле и как изменялась сама Земля в течение тысяч и миллионов лет.Представьте себе, что геолог находит в земных слоях, например в подмосковном известняке, остатки кораллов. О чем же говорит эта находка? Во-первых, о том, что на территории Подмосковья было прежде море, а не суша. Во-вторых, климат был более теплым, чем теперь. В-третьих, море было мелководное, так как кораллы не живут на большой глубине. В-четвертых, море было весьма соленым, так как в опресненных морях кораллов обычно мало. Хорошо изучив строение кораллов, можно сделать и другие выводы.Так остатки организмов дают возможность восстанавливать прошлое Земли. Очень важно и практическое значение палеонтологии. Ископаемые организмы дают возможность устанавливать относительную хронологию земной коры, географию древней Земли, что позволяет ориентироваться не только в истории Земли, но и в поисках полезных ископаемых и в первую очередь угля, нефти, некоторых стройматериалов, руд и т. п. Но можно ли по разрозненным остаткам организмов восстановить их вид, строение, образ жизни и даже историю? На первый взгляд кажется, что ответить на подобные вопросы невозможно, а значит, невозможно и восстановить прошлую жизнь.Но, оказывается, это не так.Мы можем сейчас по скелету и другим сохранившимся частям животного (кожа, мускулы, некоторые части внутренностей) восстановить не только его облик, но и образ жизни. Даже по части скелета (черепу, челюсти, костям ног) позвоночного животного многое можно рассказать о его строении, образе жизни, а также о ближайших родственниках, как среди ископаемых, так и современных. Для этой цели есть различные методы.В начале прошлого столетия выдающийся французский естествоиспытатель Жорж Кювье (1769—1832) своими трудами положил начало палеонтологии и сравнительной анатомии.Следует отметить, что еще в 1714 году, задолго до открытия официального основателя палеонтологии Кювье, Петр I при создании Кунсткамеры, из которой развились все естественно-исторические музеи Академии наук, издал указ об организации сбора в Кунсткамеру различных материалов, способствующих познанию природы, в том числе остатков ископаемых животных. Петр велел выяснить, какому животному принадлежат «Мамонтовы рога» (то есть бивни).Так начались в России первые палеонтологические сборы.Рисунки зубов и челюстей мамонта, сделанные в Сибири одним из посланных на обследование помощников Петра, подали Кювье мысль о различиях между современными и ископаемыми животными и толкнули его на изучение ископаемых позвоночных. В 1757—1759 годах М. В. Ломоносов в замечательной работе «О слоях земных» дал в художественной форме картину заключения в янтарь (окаменевшую смолу) насекомых. В чередовании слоев с остатками раковин и с остатками наземных растений он видел смену различных периодов жизни Земли, явления отступания и наступания моря и выдвинул идею об огромной длительности геологических периодов.Одно из основных выдвинутых Кювье положений гласит, что организм представляет собой связное целое, в котором отдельные органы не могут меняться, не вызывая изменения других.Это положение можно подтвердить многими примерами. Ограничимся одним: у слона есть хобот, с помощью которого он достает с земли и деревьев пищу, и очень короткая шея. Если бы хобота не было, то для того чтобы доставать землю, а стало быть, иметь возможность существовать, должно было произойти удлинение шеи, что и наблюдается у многих копытных млекопитающих.Другой основной метод назван Кювье «законом соотношений органов». Приведем примеры, поясняющие его.Хищные млекопитающие имеют на ногах когти, а травоядные — копыта. У обеих групп этих животных разный тип строения черепа, зубов, каждой отдельной кости скелета. Хорошей иллюстрацией этого закона соотношений служит следующий забавный анекдот. Один из учеников Кювье, желая его напугать, нарядился диким зверем и забрался к нему в спальню. Подойдя к кровати, он произнес глухим голосом: «Кювье, Кювье, я пришел съесть тебя!» Кювье увидел какое-то страшное животное, но с рогами и копытами, и заметил: «Как! Рога, копыта... Травоядное... Ну, ты не съешь меня». Зная строение, например, зубов, которые часто встречаются в ископаемом виде, можно представить строение челюстей, черепа, конечностей, желудка и т. д.Немецкий поэт Гете, который был и выдающимся натуралистом, выразил этот закон так: «Ни у одного животного, верхняя челюсть которого вся усажена зубами, нет на лбу рогов. Мать-природа бессильна создать рогатого льва». Кювье достиг большого искусства в реставрировании животных по отдельным частям скелета. Это дало возможность составить более или менее отчетливое представление не только о внешнем облике вымерших животных, но даже о внутреннем строении, образе жизни и среде, в которой они обитали.В 70-х годах прошлого века выдающимся русским палеонтологом-дарвинистом Владимиром Онуфриевичем Ковалевским был основан эволюционный палеобиологический метод изучения истории развития животного и растительного мира в связи с изменением среды.В чем суть этого метода изучения истории организмов?В. О. Ковалевский, изучая остатки (кости, скелеты), восстанавливал мускулатуру и весь облик вымершего животного. Сравнивая родственных животных, живших в разное время и в различных условиях, Ковалевский устанавливал причины, вызвавшие то или иное изменение строения организма, происхождение одних групп животных от других.Ковалевским, например, было твердо установлено, что широкое распространение степей, начавшееся несколько миллионов лет назад, привело к изменению пищи, а следовательно, зубов, черепа, конечностей и других органов у животных, питавшихся травой.Облик ископаемого животного, особенно позвоночного, может восстанавливаться довольно детально. По скелету, форме и мощности отдельных костей (по характеру мест прикрепления мышц) восстанавливается мускулатура. По сохранившимся черепам и отливам их внутренних полостей можно превосходно изучать внешнюю форму мозга.Так, существуют особые отрасли палеонтологии, как, например, палеомиология, изучающая мускулатуру, и палеоневрология, изучающая нервную систему ископаемых животных. На рисунке дан пример детального восстановления облика древнего гигантского ископаемого носорога.Насколько детально может быть восстановлен облик ископаемого животного и человека, показывают работы советского антрополога М. М. Герасимова: он восстанавливает по черепу даже человеческое лицо с портретной точностью1.

1 См. работы: М. М. Герасимов. Основы восстановления лица по черепу. М., «Советская наука». 1950. Б. В. Ляпунов. Из глубины веков. М., Госкультпросветиздат, 1952.

Тщательное изучение остатков ископаемых организмов животных и растений, а также геологии и палеографии позволяет восстанавливать ландшафт и среду их обитания. При этом изучают причины возникновения, распространения и вымирания каждой группы организмов. Другими словами, ископаемые организмы рассматриваются исторически и биологически, насколько это возможно, во мраке прошлого.Таким образом, палеонтологический путь изучения истории организмов по В О. Ковалевскому вкратце таков: детальное изучение строения организмов, восстановление среды (как по строению самого организма, так и по данным геологии) и далее выяснение истории данной группы организмов и ее закономерностей.Но эта история должна быть исследована как можно точнее и подробнее. Известно, что в индивидуальном развитии современных организмов повторяются некоторые черты далеких предков. Поэтому изучение индивидуального развития, а также сравнительное изучение строения современных животных помогают изучать историю жизни.Вообще изучение всей «лестницы живых существ» от амебы до человека, от бактерии и водоросли до высших цветковых растений необходимо для восстановления истории жизни. Всестороннему изучению развития жизни на Земле помогает физиология, биохимия, гистология, даже биофизика и геохимия. Таким образом, в настоящее время история жизни на Земле изучается самыми различными методами, большим комплексом самых различных наук. Среди них особое место занимают сравнительная анатомия и эмбриология, поэтому мы подробнее познакомимся с данными этих наук.Сравнительная анатомия располагает животных в определенные ряды от простого к сложному, изучая, сравнивая сходные и соответствующие друг другу органы. Оказывается, например, что все органы позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих) построены как бы по одному плану. Возьмем для примера хотя бы строение передней конечности наземных позвоночных. На первый взгляд, все они весьма различны.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ДРЕВНЕГО ПЯТИМЕТРОВОЙ

ВЫСОТЫ НОСОРОГА ИНДРИКОТЕРИЯ (по К. К. Флерову)

скелет

общий вид индрикотерия

скелет, одетый мышцами

ландшафт с индрикотериями

Однако сравнительно-анатомическое изучение убеждает нас в наличии одного плана строения. У всех этих животных имеется плечевая кость, причленяющаяся одним концом к лопатке, другим к лучевой и локтевой костям. Эти последние могут быть слиты друг с другом или одна из них уменьшена, но все-таки они есть у всех. Никаких других костей в этом отделе конечности нет. Далее, к лучевой и локтевой костям причленяется группа мелких косточек, образующих место сгиба, затем идут кости пясти и пальцев, число которых не одинаково, но в основе равно пяти. Таким образом, несмотря на бросающееся в глаза большое своеобразие каждой конечности, все они имеют единый план строения.Изучение других частей скелета и всех остальных органов показывает то же самое. Не посвященному в сравнительную анатомию мозг человека кажется совершенно несравнимым с мозгом рыбы или ящерицы. Мозг их резко различен по форме, величине и расчлененности, но мы везде находим большие полушария, продолговатый мозг, средний мозг, мозжечок, всюду есть сходные по положению внутренние полости (или желудочки).Надо отметить, что в деталях строения мы всегда наблюдаем отличия. Как правило, все органы рыб устроены проще, чем у земноводных, над которыми в свою очередь по степени сложности стоят пресмыкающиеся, а далее птицы и млекопитающие. Таким образом, данные сравнительной анатомии позволяют говорить о «низших» позвоночных (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся) и «высших» (птицы, млекопитающие) и о том, что «высшие» произошли от «низших». Палеонтология окончательно убеждает нас в правильности этого. Первыми позвоночными на земле были рыбы, от них возникли земноводные. Последних вытеснили пресмыкающиеся, давшие начало первым птицам и млекопитающим.Этот взгляд имеет основательную опору в эмбриологии. Одно из основных ее положений гласит: онтогения (развитие индивида) кратко, в общих чертах, повторяет филогению (далекую родословную данного вида или группы организмов). Это нельзя понимать буквально. Зародыш птицы внешне совсем не похож на ящерицу, а зародыш человека — на обезьяну, но зародыши их сходны между собой.Хотя мы знаем теперь, что птицы произошли от небольших ящерецевидных пресмыкающихся, а человек — от особого рода человекообразных обезьян, мы наблюдаем у куриного зародыша пальцы на передних конечностях, а тело зародыша человека на определенной стадии развития имеет волосяной покров. В развитии зародыша каждого животного можно наблюдать массу признаков, особенностей, которые в какой-то степени напоминают таковые его далеких предков. Не странно ли, в самом деле, что зародыш птицы или даже человека имеет жаберные щели! С точки зрения теории развития этот факт легко объясним: в строении и особенно в индивидуальном развитии каждого организма отражены черты его исторического развития. Замечательные исследования русских биологов А. О. Ковалевского и И. И. Мечникова по эмбриональному развитию некоторых беспозвоночных животных и низших хордовых, о которых рассказывается в последующих главах, позволили выяснить происхождение позвоночных животных.Так данные различных наук позволяют нам восстанавливать историю жизни на Земле, законы ее развития.

КАЛЕНДАРЬ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ И ЖИЗНИ

Все познается в сравнении и во времени. Человек хорошо чувствует, понимает время, которым он измеряет свою жизнь, ее этапы. Поэтому мы легко догадываемся о возрасте какого-либо человека, определяя его по внешности. Возраст лошади или другого млекопитающего животного легко определить по зубам, а дерева — по толщине его ствола или по годовым кольцам роста. Мы приняли за единицу времени год — время обращения Земли вокруг Солнца — и сутки — время обращения Земли вокруг своей оси.Гораздо труднее представить и определить большие отрезки времени: тысячелетия, миллионы и миллиарды лет, бесконечность.Измерение возраста далекого прошлого очень важно для понимания: истории нашей планеты, развития жизни на ней, истории человека и человеческого общества, а также для решения практических задач при поисках полезных ископаемых.Несравненно труднее и задача определения таких длительных отрезков времени. Однако современные достижения науки, как в точности, так и в расширении интервалов измерения времени, огромны.С помощью различных методов сейчас измеряют время от миллиардных долей секунды до миллиардов лет. Следует сказать, что уже более 200 лет назад ученые пытались разрешить задачу о возрасте Земли, о длительности различных геологических эпох. Эти решения, несмотря на их неточность, весьма любопытны, и поэтому мы вкратце на них остановимся.В 1715 году английский ученый Галлей пытался определить возраст Земли с помощью «солевого» метода, заключавшегося в следующем.Первобытные океаны и моря были пресными. Теперь они имеют соленость в среднем около 35%о (промилле), или 3,5%, то есть в 100 граммах воды растворено 3,5 грамма различных солей. Откуда же появились в них соли? Очевидно, реки и другие воды материков, вымывая из горных пород соль, растворяют ее в своей воде и приносят в моря и океаны. Там вода все время испаряется, а на ее место реки приносят новую воду, все более и более засолоняясь.Каждый год реки приносят в море 2735 миллионов тонн соли. По подсчетам академика А. Е. Ферсмана, только в воде морей и океанов растворено ее около 20 миллионов кубометров. Эта соль могла бы покрыть всю европейскую часть нашей страны слоем толщиной в 4—5 километров. Было подсчитано, сколько соли приносят реки за год, сколько ее всего растворено в водах океанов и морей, и затем подсчитано время, в течение которого реки могли нанести в океан такое количество соли.Возраст земной коры получился равным 90—350 миллионам лет.Однако доверять таким подсчетам нельзя: во-первых, вероятно, первобытные океаны имели некоторую соленость; во-вторых, накопление солей в океане шло неравномерно, и, возможно, что ранее оно шло гораздо медленнее. Кроме того, этим способом мы не можем определить начало, продолжительность тех или иных эр, периодов, эпох.Ненадежен и другой способ определения геологического времени, которым увлекались в прошлом столетии. Путем измерения толщ осадочных пород и подсчета времени, нужного для их образования, пытались определить возраст Земли. Дело в том, что в морях, озерах образующиеся осадки с течением времени уплотняются, нарастают. Если считать, что толщина осадочных пород Земли равна примерно 100 километрам и что для намывания слоя толщиной в 1 метр требуется от 3 до 10 тысяч лет, то возраст осадочных толщ земной коры оказывается равным 300—1000 миллионов лет. Возраст Земли, разумеется, значительно больше.Ясно, что подобные методы не дают возможности правильно решить задачу об измерении больших промежутков времени. Только в нашем столетии были открыты более точные часы для отсчета тысячелетий, которые можно назвать «радиоактивными часами». В начале нашего века физиками было открыто, что некоторые вещества на протяжении сравнительно небольшого времени не остаются неизменными, а безостановочно меняются, превращаются в другие вещества. Этот процесс протекает всегда с одной и той же скоростью, независимо от внешних воздействий. Доказано, что даже высокие температуры и давления, имеющиеся в глубинах Земли, обычные химические соединения не влияют на скорость распада радиоактивных элементов, к которым относятся уран, торий, радий, актиний и др. Скорость радиоактивного распада определяется по времени, необходимому для распада половины имевшегося в начале количества элемента. Этот промежуток времени называется периодом полураспада. Определенные и постоянные для каждого радиоактивного элемента скорость распада и длительность периода полураспада, длящиеся миллионы и миллиарды лет, позволяют использовать их для измерения возраста горных пород, в которых они обнаружены.Радиоактивные методы определения возраста минералов, горных пород основаны на измерении отношений количества радиоактивных веществ и продуктов их распада. Период полураспада радиоактивных веществ точно измерен: период полураспада урана-238 равен 4,498 миллиарда лет, тория-232 — 13,9 миллиарда лет и т. д. Килограмм урана, в каких бы горных породах он ни залегал, через 100 миллионов лет даст 13 граммов свинца и 2 грамма гелия; через 2 миллиарда лет в породе, содержащей 1 килограмм урана, накапливается 225 граммов уранового свинца с атомным весом 206 и 35 граммов гелия. Следовательно, чем больше в горной породе гелия и уранового свинца, тем она и пласт, ее включающий, древнее. Когда мы находим рядом урановый свинец и уран, то, высчитывая их соотношения и зная закономерности распада урана, можно вычислить, сколько миллионов лет лежал уран.Таков принцип действия «радиоактивных часов» — наиболее надежного в настоящее время средства определения возраста пластов земной коры. Возраст наиболее древних минералов — ураниинитов — из Северной Карелии определен в 1,6 миллиарда лет, а ураниинитов из Манитобы (Канада) в 1,985 миллиарда лет. В Южной Африке возраст наиболее древних горных пород определен в 3500 миллионов лет. Возраст Земли как планеты значительно больше, и в настоящее время он определяется приблизительно в 5—6 миллиардов лет.Радиоактивный метод измерения больших отрезков времени дает первичную схему шкалы геологического возраста (геохронологическая шкала). Приведенные на таблице (стр. 39) цифры длительности отдельных геологических эр, периодов получены указанным образом. Для проверки радиоактивного метода и уточнения возраста эр и периодов применяются другие методы, дающие в совокупности более надежные результаты. Для наиболее молодых периодов и эпох большое значение имеют астрономический метод, вычисление времени по скорости осадконакопления, о котором говорилось выше, по химическому составу крупных изверженных пород, по биологическим факторам эволюции организмов, то есть путем учета темпов их изменения в определенные отрезки времени, и т. п.Вот как некоторые ученые-биологи, изучающие развитие жизни на Земле, представляют себе ее возраст.Академик Л. С. Берг пишет: «Действительно, вряд ли хватит трех-четырех миллиардов лет, для того, чтобы на Земле успела не только зародиться жизнь, но и чтобы она могла дать начало всему тому разнообразию органического мира, какое мы видим в настоящее время. Вспомним, что на эволюцию одного подтипа животных — позвоночных — ушло около полумиллиарда лет. Сколько же требовалось для образования первичных хордовых, для иглокожих, для моллюсков, членистоногих, червей и т. д. Какой промежуток времени употребила природа, чтобы произвести группу одноклеточных организмов, включающих в себя не только несколько типов, но одновременно и животных и растений? Сколько времени нужно было, чтобы из бесформенного комочка живого вещества получил начало первый оформленный организм?»1

1 Л. С. Берг. Соображения о происхождении наземной, пресноводной и морской флоры и фауны. Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отделение биологии, т. VII (5), 1947, стр. 16.

Известный океанолог член-корреспондент Академии наук СССР Л. А. Зенкевич считает, что развитие жизни на Земле длится уже не менее 10 миллиардов лет. Эти представления биологов заставляют считать, что возраст Земли больше, чем сейчас думают.В последние годы для определения возраста предметов биологического происхождения и содержащих углерод радиохимиками разработаны своеобразные часы, отмеряющие время с помощью радиоактивного углерода. Эти часы служат для отсчета тысячелетий с точностью до нескольких сотен лет. Углерод весьма широко распространен в природе и играет основную роль в органических соединениях. В естественном виде встречается углерод с атомным весом 12 (98,9%), 13 (1,1%) с примесью ничтожного количества радиоактивного углерода с атомным весом 14. Ядро атома углерода 14 неустойчиво, самопроизвольно распадается, образуя атом азота и электрон.Период полураспада углерода 14 равен 5700 лет.Следовательно, он сравнительно быстро, через несколько тысяч лет, должен был исчезнуть на Земле. Вернее, его не должно бы быть на ней. Однако он постоянно пополняется: его приносят на Землю космические лучи. При прохождении их через земную атмосферу небольшая часть азота воздуха превращается в радиоактивный углерод 14.Далее он соединяется с кислородом воздуха, окисляясь до углекислого газа. Вместе с обычным углекислым газом он участвует в круговороте веществ на Земле, поглощаясь растениями, животными, попадая в почву, в воду вместе с солями, и т. д.В теле растения и животного углерод содержится как стабильный, так и радиоактивный, причем количество его в живом организме такое же, как и в атмосфере, а также в веществах, имеющих в своем составе углерод.После гибели организма количество радиоуглерода убывает в соответствии с периодом его полураспада.Через 5700 лет его останется 50%, через 11400 — 25% и т. д. Чем древнее образец, тем меньше в нем радиоактивного углерода.Измерение радиоактивного излучения углерода 14 и других радиоактивных веществ производится так называемыми счетчиками элементарных частиц (счетчик Гейгера и др.). Чувствительность таких счетчиков велика, — они отмечают каждый акт радиоактивного распада. Так определяется возраст остатков растений, костей раковин, насчитывающих до 20—30 тысяч лет. В образцах, возраст которых более 100 тысяч лет, его почти не содержится.Радиоуглеродным методом был определен возраст многочисленных и разнообразных археологических и палеонтологических находок. Возраст необугленных зерен пшеницы и ячменя, найденных в Египте, оказался равным 6095±250 лет. В Палестине, в Мертвом море, были найдены свитки библии; радиоуглеродным анализом было определено, что они насчитывают 1917±200 лет.В 1951 году на Таймыре в замороженном грунте была найдена часть трупа мамонта. Определение возраста по относительному содержанию радиоуглерода в сухожилиях мамонта показало, что он пролежал в вековой мерзлоте Таймыра около 12 тысяч лет.Все методы, о которых здесь говорилось, уже сейчас дают представление о возрасте Земли, длительности отдельных периодов, эпох развития жизни на ней. И нет сомнения в том, что скоро будут открыты новые, еще более точные меры измерения времени далекого прошлого.Большое значение для установления геологической хронологии имеют ископаемые организмы. При помощи их мы можем определять так называемый относительный геологический возраст и последовательность образования различных пластов Земли, узнавать, какие пласты древнее, какие моложе.Представим, что где-то в Африке в одном из пластов находят раковины определенных видов моллюсков. По остаткам этих раковин, которые жили в определенную геологическую эпоху, мы сможем определить время образования этого пласта Земли. Если такую же раковину или сходную с ней находят в пласте в Европе, мы говорим, что пласты эти приблизительно одинакового возраста с африканскими.Установление относительного возраста ископаемых и содержащих их пластов имеет большое значение для изучения истории земной коры и поисков полезных ископаемых.Пользуясь ими, геологи составили подробную хронологию Земли, ее календарь на сотни миллионов лет. История живых существ, населявших Землю за время ее существования, делится на длительные этапы.Главные разделы календаря истории жизни называют эрами. Эра, в которую мы сейчас живем, называется эрой «новой жизни», или кайнозойской эрой. Она началась приблизительно 60 миллионов лет назад. Ей предшествовала эра «средней жизни» — мезозойская. Животные и растения этой эры совсем не похожи на тех, что живут теперь, или даже на тех, которые жили в течение почти всей кайнозойской эры. Дальше в глубь времен идет эра «древней жизни», или палеозойская. Эта эра была более длительна, чем ее сменившие. Растения и животные этой эры были еще менее похожи на современных, жизнь была распространена преимущественно в воде — в морях и океанах. Перед палеозойской эрой была протерозойская (эра «первоначальной жизни»), а еще ранее — архейская, то есть древнейшая. Эти эры геологи и палеонтологи называли обычно так: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Названия эр характеризуют степень развития их органического мира. Каждая из эр, кроме двух древних, о которых мало известно, делятся на периоды. Число периодов в каждой эре и длительность каждого из них неодинаковы. Названия периодов даны по характерным для них отложениям или по тому месту, где впервые описаны пласты, содержащие типичные для него остатки ископаемых. Периоды подразделяются на эпохи, а эпохи — на геологические века. Все эти подразделения условны, и в действительности нет резких границ между отдельными эрами и периодами, так как органический мир Земли развивался непрерывно.

На приведенной здесь геохронологической таблице дан «календарь» Земли, указаны вероятная и абсолютная продолжительность отдельных эр, периодов и эпох, а также характерная смена основных групп органического мира.Желая дать представление о чудовищной продолжительности геологических эр и периодов, а вместе с тем о сравнительной кратковременности культурной истории человечества, мы приравняем условно 100 миллионов лет к одному часу. Тогда соотношение между продолжительностью геологических эр и некоторых периодов примет такой вид:1. Архейская эра (около 1 миллиарда лет) -12 часам.2. Протерозойская эра (около 600 млн. лет) почти 6 часам.3. Палеозойская эра (335 млн. лет) = 3,4 часа.4. Мезозойская эра (125 млн. лет) = 1,4 часа.5. Кайнозойская эра (60 млн. лет) = 45 минутам.6. Четвертичный период, или антропоген (время около 1 млн. лет) = почти 1 минуте.7. Культурно-историческое время (6000—8000 лет) = нескольким секундам.Значит, если принять продолжительность существования жизни, ее развития на Земле хотя бы в 2 миллиарда лет и приравнять ее к 24 часам, то на долю культурной истории придется несколько секунд.Пользуясь календарем истории Земли и жизни, мы начнем наше путешествие в глубины времен — от истоков жизни к современности.

ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ

 ...Низшие организмы являются наиболее распространенными как в пространстве, так и во времени...

А. П. Карпинский.

ДВЕ ЛИНИИ ЖИЗНИ

Остатки самых древних организмов не дошли до нас. Слои земной коры, в которых они могли сохраниться, сильно изменились. Они подвергались сильному давлению, действию значительной температуры и другим физико-химическим воздействиям. Однако в этих древнейших пластах находят углеродистые и известковые вещества органического происхождения. Таковы остатки самых древнейших организмов.В более поздних отложениях найдены остатки бактерий, имеющих вид микроскопических мелких шариков и палочек, похожих по форме на некоторых ныне живущих бактерий, а также сине-зеленых водорослей и некоторых беспозвоночных животных. Тем не менее о первых обитателях Земли и древнейших этапах развития жизни мы можем судить на основании изучения примитивных существующих ныне организмов.От появления первичных организмов на Земле, о чем говорилось в первой главе, до возникновения настоящих бактерий, древнейших водорослей я простейших животных прошло очень много времени.

Различные виды микроорганизмов

1 Ф. Энгельс. Диалектика природы. М., ГосПолитиздат, 1955, стр. 13.

Архей и протерозой, по современным данным, охватывает период примерно в 1500 миллионов лет, то есть отрезок времени, втрое больший, чем от начала палеозоя до наших дней.Жизнь была на Земле уже в начале архея, и за это время, то есть за 1500 миллионов лет, она прошла значительный путь своего развития.Первые организмы Земли не были ни растениями, ни животными. Однако по способу своего обмена веществ, питанию они приближались к животным, то есть питались сложными органическими веществами. Ф. Энгельс, посвятивший много труда изучению развития жизни, писал: «Прошли, вероятно, тысячелетия, пока создались условия, при которых стал возможен следующий шаг вперед и из этого бесформенного белка возникла благодаря образованию ядра и оболочки первая клетка. Но вместе с этой первой клеткой была дана и основа для формообразования всего органического мира» 1.

Бактерии, вероятно, были первыми устойчивыми организмами, которые занимали главенствующее положение на древнейших этапах истории жизни. Без них не могут существовать многие более высоко развитые организмы, которые питаются ими и в свою очередь служат пищей для других. Крупнейшие бактерии имеют размеры до 1 сантиметра в длину, мельчайшие 0,002— 0,005 миллиметра.

Гигантская серобактерия (длина — около 1 см) беггиатоа с большим количеством зернышек серы

Характерным признаком бактерий является отсутствие у них настоящего ядра, типичного для более сложно устроенных одноклеточных организмов, например амеб. Но основное ядерное вещество, так называемая тимонуклеиновая кислота, у бактерии имеется. Другая примитивная особенность, характерная для многих бактерий, — способность жить за счет усвоения весьма простых неорганических веществ из почвы, воды, воздуха.Типичным примером подобным образом питающихся бактерий служат серобактерии и железобактерии. Как показали исследования выдающегося русского микробиолога С. Н. Виноградского, серобактерии окисляют серу и сероводород, превращая их в более сложные соединения, например в серную кислоту. Много их в морях. В Черном море, например, они живут на глубине около 200 метров и перерабатывают сероводород в серную кислоту. Глубже 200 метров в Черном море из-за скоплений там сероводорода жизни нет.Железобактерии, остатки которых известны из древнейших отложений, играют большую роль в химических процессах на Земле, принимая участие в образовании железных руд. Они живут в водах, которые содержат соли (закиси) железа, и окружены тончайшими нитевидными трубочками, возникающими из выделяемой ими слизи. Железобактерии перерабатывают закиси железа в своих трубочках в соли окиси железа. Когда трубочки станут целиком пропитанными железом, они спадают, а бактерии строят новые трубочки. В результате такой жизнедеятельности железобактерий за миллионы лет скопляется железо в виде залежей так называемых болотных железных руд.Большинство серобактерий и железобактерий превращает простые соединения в более сложные при помощи кислорода (окислительные реакции). Но у многих бактерий подобные превращения идут без доступа кислорода. Эти так называемые анаэробные бактерии содержат пигменты — красящие вещества, воспринимающие солнечные лучи, под воздействием которых и происходит синтез сложных соединений.Эти бактерии, вероятно, были уже в древнейшие времена, когда в атмосфере Земли было мало кислорода.Позднее, когда возникли различные растения и животные, разнообразие бактерий увеличилось. Достаточно сказать, что в комке плодородной почвы, в стакане грязной прудовой воды число их превышает количество людей на всем земном шаре. Возникли такие бактерии, приспособившиеся жить за счет растений, животных или их трупов. Возникли бактерии брожения, гниения, болезнетворные. Совсем недавно возникли бактерии, которые паразитируют на человеке и домашних животных. Велик мир бактерий. Они играют огромную роль в изменении лика Земли, в развитии жизни на ней. Ими наполнены почва, вода, воздух.В теле высокоразвитого млекопитающего животного, например жвачного или хищного, их содержится сотни миллиардов особей.Много общего с бактериями имеют сине-зеленые водоросли — самые древнейшие микроскопические растения, содержащие в своем теле пигмент, по которому они и получили свое название. Но между ними и бактериями имеются существенные различия. Сине-зеленые водоросли содержат ядерное вещество в виде зернышек, распыленных в протоплазме. Но самое главное — у них имеется хлорофилл. Хлорофилл — это то замечательное вещество зеленых растений, при помощи которого они, как писал К. А. Тимирязев, консервируют солнечные лучи и образуют сложные химические превращения веществ. Хлорофилл поглощает энергию солнца и использует ее на то, чтобы расщепить углекислый газ и освободить из него кислород.Значение хлорофилла не только в расщеплении углекислого газа на углерод и кислород. Из освобожденного углерода и воды при его посредстве образуются сложные органические соединения: сахара, крахмал, жиры, белковые вещества. Все эти сложные вещества образуются в теле растений из неорганических веществ благодаря деятельности хлорофилла. К. А. Тимирязев считал, что эти свойства хлорофилла (фотосинтез) дают возможность зеленым растениям играть огромную, как он говорил, космическую, роль. Она заключается в том, что, поглощая энергию Солнца и переводя ее в химическую энергию органических веществ, зеленые растения «скопляют», аккумулируют ее на Земле. Освобожденные при фотосинтезе частицы кислорода попадают в воздух и обновляют его состав.Развитие зеленых растений на Земле, которое началось с водорослей, все более очищало атмосферу Земли от углекислого газа и сделало ее способной поддерживать дыхание животных.

Сине-зеленые водоросли

Колонии сине-зеленых водорослей

Известно, что животные питаются только готовыми сложными органическими веществами — углеводами, жирами и белками. В основе их питания лежат бактерии, водоросли и другие растения. Кроме того, им нужно для дыхания содержание в воздухе значительного количества кислорода. В настоящее время его содержится в воздухе около 21%.Наш знаменитый геохимик академик В. И. Вернадский показал, что основной производитель кислорода на Земле — растения. Животное население земного шара выдыхает ежегодно около триллиона тонн углекислого газа, и примерно столько же тонн его выделяется в воздух при сжигании топлива в домах, на фабриках, заводах и т. д.Уместно отметить, что в связи с возрастающим потреблением кислорода и выделением углекислого газа в конце XIX века учеными овладело беспокойство. Один английский физик в 1898 году вычислил, что через 500 лет будет поглощен весь кислород. Другие считали, что «кислородный голод» наступит раньше, когда углекислого газа в атмосфере будет около 1 %.

Жгутиковые

К. А. Тимирязев выступил со статьей «Точно ли человечеству грозит близкая гибель?», в которой доказал, что человечеству нечего беспокоиться потому, что на Земле существуют растения. Он напомнил при этом об открытии английского химика Джозефа Пристли. «18 августа 1772 года, — эта дата стоит того, чтоб ее запомнить, — писал К. А. Тимирязев, — он ставит свой знаменитый опыт, который раскрывает взаимное отношение... двух миров, растительного и животного».Количество поглощаемого в течение года углекислого газа растениями земного шара равно примерно 86 500 000 000 тоннам. В атмосфере содержится его 1 530 000 000 000 тонн. Кроме того, человеком, животными, при горении, разложении органических веществ выделяется огромное количество углекислого газа. Если бы не было растений, неминуемо погибли бы животные и человек. Прогресс в мире животном невозможен без развития растений.Есть основания предполагать, что в архейскую эру климат Земли был значительно теплее благодаря большому содержанию углекислого газа в воздухе, а также потому, что сама Земля была теплее, а Солнце посылало на нее более горячие лучи. Жизнь все более и более расцветала в теплых водоемах того времени. Создавались новые формы растений, а атмосфера очищалась от углекислого газа и обогащалась кислородом.Растения и животные произошли от одного корня. Об этом говорят организмы, которые стоят на границе обоих царств органического мира. Ботаники их причисляют к растениям, зоологи — к животным. Эти интересныеорганизмы называются жгутиковыми. Их насчитывается около трех тысяч видов. Жгутиковые, как правило, — одноклеточные организмы, снабженные подвижными жгутиками, ударяя которыми по воде, они передвигаются. Одни из них имеют зеленый пигмент и питаются, как водоросли. Другие лишены пигмента и переваривают пищу, как животные. Широко известным представителем жгутиковых является эвглена, населяющая многие водоемы.Некоторые биологи считают, что от зеленых жгутиковых возникли растения, а от бесхлорофильных — животные.Так на заре истории жизни возникли две линии, два царства организмов. Одно из них — растительное — характеризуется способностью питаться простыми неорганическими веществами (автотрофное), другое — животное, — питающееся сложными органическими соединениями (гетеротрофное).Первыми обитателями Земли были бактерии, сине-зеленые водоросли и различные простейшие одноклеточные животные вроде корненожек, к которым относится известная амеба.

ОКЕАНЫ И МОРЯ — КОЛЫБЕЛЬ ЖИЗНИ Расцвет жизни в воде

В протерозое и в первой половине палеозоя, то есть в течение 600 миллионов лет, жизнь продолжала развиваться главным образом в воде — в океанах и морях, которые были колыбелью жизни на нашей планете. Растения и животные суши стали развиваться значительно позже.Мы знаем, что в настоящее время органический мир океанов и морей велик и разнообразен. Там обитает множество примитивных по строению и древнейших организмов.В океанах и морях живет более 150 тысяч видов животных и около 10 тысяч видов водорослей.На первом месте стоят моллюски, их более 60 тысяч видов, ракообразных — около 20 тысяч, морских рыб — более 16 тысяч видов, одноклеточных — около 10 тысяч, червей и близких к ним животных — более 7 тысяч видов, кишечнополостных — около 9 тысяч, иглокожих — 5 тысяч, губок — 4 тысячи видов.Животных, которые живут в воде, гораздо больше, чем на суше. Из общего числа существующих сейчас 63 классов животных и 33 классов растений только в море живут 37 классов животных и 5 классов растений.Мир живых существ морей и океанов прошел грандиозный путь исторического развития.За этот огромный промежуток времени, о котором мы говорим, в развитии жизни на Земле произошло много великих событий. Вот главные из них.

Крупная одноклеточная водоросль

Зеленые водоросли

Первое событие — появление многоклеточных организмов, второе — возникновение и расцвет различных водорослей и морских беспозвоночных животных и третье — появление первых позвоночных животных.Величайшим скачком в развитии жизни было возникновение многоклеточных организмов, ибо это дало громадные возможности для ее дальнейшего прогрессивного развития.Это произошло, вероятно, следующим образом. Каждый одноклеточный организм представляет собой маленький, но необычайно сложный аппарат, способный осуществлять все жизненные функции: питание, выделение, дыхание, движение, размножение. Иное дело многоклеточные организмы. В них каждая клетка или группы клеток приспособлены к выполнению какой-либо определенной функции. В простых многоклеточных организмах, например у некоторых жгутиковых водорослей из группы вольвоксовых, такого разделения функций между клетками еще не было. Вольвоксы — шарообразные организмы — состоят сверху из одного слоя клеток, а внутри наполнены жидкостью. Они представляют собой как бы колонии одноклеточных существ, предков многоклеточных. В дальнейшем клетки таких организмов специализировались: одни клетки стали выполнять, например, двигательную функцию, другие — питательную, третьи — функцию размножения и т. п. Так возникли многоклеточные организмы с различными органами. Наиболее обоснованной теорией происхождения многоклеточных животных является теория, выдвинутая И. И. Мечниковым. По мнению И. И. Мечникова, исходной формой для многоклеточных была паренхимелла, сходная с личинкой губок — паренхимулой и личинкой кишечнополостных — планулой. Паренхимелла могла возникнуть из колоний жгутиконосцев, подобно вольвоксам. В дальнейшем у предков многоклеточных возникли защитные клетки наружного слоя (эктодерма), а внутренние клетки стали нести пищеварительную функцию и превратились в кишечную полость (энтодерму).Изменение и развитие древних многоклеточных организмов происходило по-разному в разных условиях среды. Одни из них стали малоподвижными, осели на дно и прикрепились к нему, другие сохранили подвижный образ жизни. Возникли разнообразные многоклеточные организмы: водоросли, а также губки, медузы и другие беспозвоночные животные, которые населяли древнейшие моря и океаны. Появление этих организмов относится к весьма отдаленному времени, но, несмотря на это, изменились они с тех пор очень мало и не дали начала другим животным.Способность к прогрессивному развитию проявили совсем другие древние многоклеточные животные, родственники медуз, — гребневики, которые обладали достаточной подвижностью. На определенной ступени своего развития они вынуждены были сменить образ жизни: плавание на ползание. Это повлекло за собой изменение строения: сплющивание тела, образование головы, появление различий между брюшиной и спинной сторонами. Так возникли водные черви. Постепенно у них выработалась большая подвижность, образовались мускульные волокна, появилась кровеносная и другие системы органов.

Амёба

Инфузории-туфельки

Гидроидный полип — одно из простых многоклеточных животных

Древние примитивные кольчатые черви дали начало членистоногим животным. Короткие нечленистые придатки, или параподии, кольчецов превратились в длинные суставные ножки, способные к весьма сложным движениям, головной мозг и вся нервная система у членистоногих увеличились и усложнились, а органы чувств, например глаза, достигли высокой степени развития. С начала палеозоя известны трилобиты, ракоскорпионы, низшие ракообразные. Позднее возникли паукообразные, многоножки и насекомые. Палеонтологические, сравнительно анатомические и эмбриологические данные показывают, что ракообразные произошли от одной группы кольчецов, трилобиты, мечехвосты, паукообразные — от другой, многоножки и насекомые — от третьей.Предки моллюсков были, вероятно, близки к кольчецам. На это указывают черты строения низших моллюсков и поразительное сходство эмбрионального развития (строение яиц и личинок, сходство стадий развития и пр.) моллюсков и кольчецов. Но у моллюсков возник нечленистый, концентрированный тип строения. Основные классы моллюсков появились в докембрии и хорошо известны с кембрийского периода Мшанки, плеченогие, также известные из древнейших отложений, происходят от каких-то червеобразных форм; имеют, с другой стороны, близость к кишечнополостным. Плеченогие — морские животные — внешне похожи на моллюсков, но их раковина открывается не в стороны, как у двустворчатых моллюсков, а снизу вверх. По бокам рта у них есть два выроста, названные «руками». Они являются органами дыхания и создают ток воды у рта. Плеченогие были широко распространенными животными в древних морях.

Кремневаягубка

Одиночный четырехлучевой коралл

Обширный и своеобразный тип иглокожих (морские звезды, ежи, лилии, офиуры или змеехвостки) возник и бурно развился задолго до кембрия от червеобразных предков. Вероятными предками их были свободноподвижные, двустороннесимметричные червеобразные животные с тремя парами разделенных внутренних полостей, не имевшие внутреннего и внешнего скелета.Все это происходило более 500 миллионов лет назад.Таким образом, жизнь в архейскую и протерозойскую эру была сосредоточена и развивалась в воде. Моря и океаны были колыбелью жизни на нашей планете.В следующую — палеозойскую — эру, которая началась около 500 миллионов лет назад и продолжалась более 300 миллионов лет, живые существа продолжали свое дальнейшее развитие. Эту эру делят на пять периодов: кембрийский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский.Первая половина палеозоя — кембрийский и силурийский периоды. Это было спокойное время в истории Земли. Материки располагались тогда ниже, чем теперь, и, следовательно, океаны занимали большую поверхность и образовывали много глубоководных морей.В них, как и в протерозойскую эру, обитали водоросли, ползали, плавали или чуть шевелились прикрепленные ко дну различные беспозвоночные животные. В большом количестве стали распространяться губки, археоциаты и трилобиты. Слово «археоциаты» в переводе на русский язык означает «древние бокалы». Их назвали так потому, что эти животные действительно напоминали бокал или кубок. Много их остатков найдено на территории современной Сибири в виде ископаемых рифов.

Трилобит азафус

Археоциаты были родственны губкам и кораллам, имели прочный известковый скелет и прикреплялись ко дну длинными нитями.Трилобиты, родственники ракообразных, внешне походили на мокриц и были, повидимому, сродни современным мечехвостам и морским скорпионам. Их тело, состоящее из головы, туловища и хвоста, покрывали щитки. Некоторые трилобиты были очень маленькими — величиной с горошину, другие достигали полуметра в длину. Они плавали или ползали в мелководных заливах, питаясь растениями и телами умерших животных.

В те времена в воде жили также многочисленные и разнообразные губки, кораллы, черви, плеченогие, моллюски, иглокожие (морские звезды, лилии, морские ежи). Но главных обитателей нынешних морей и океанов — рыб — еще не было. Первые редкие отпечатки рыб ученые обнаружили в поздних отложениях силурийского периода. Это значит, что возраст их достигает 400 миллионов лет! Какими же были предки рыб?

Колония низших хордовых животных граптолитов с плавательным пузырем

Долгое время наука не находила ответа на этот вопрос. Только исследования выдающегося русского эмбриолога Александра Онуфриевича Ковалевского, а также последние палеонтологические открытия пролили свет на загадку происхождения рыб. Оказывается, они возникли от морских червеобразных животных. Древние рыбы имели узкое, длинное тело. Внутри тела костей не было, но снаружи оно иногда было покрыто панцырем. Парными плавниками древние рыбы не обладали. Они были похожи на ныне живущих миног и миксин и вместе с тем на маленькое, длиною 5—7 сантиметров, простое по строению рыбообразное животное — ланцетника. Он живет в южных морях, в песчаном грунте, встречается и у нас в Черном море. Строение его замечательно, так как он имеет черты беспозвоночных и позвоночных животных. Тело его длинное, заостренное книзу, похожее на ланцет, состоит из ряда сегментов, то есть имеет членистое строение, как у многих червеобразных беспозвоночных. С другой стороны, с позвоночными его роднят наличие хорды, головной мозг, сложный жаберный аппарат.

Головоногий моллюск, пожирающий трилобита

Материки и океаны в кембрийском периоде

Внутреннее строение и личиночное развитие ланцетника, изученное А. О. Ковалевским, говорит о близком родстве как с низшими хордовыми — оболочниками и асцидиями, — так и с позвоночными животными, в частности рыбами.

Современный головоногий моллюск каракатица

Наиболее характерным признаком, отличающим хордовых животных, куда относятся ланцетник и ряд других близких к нему животных, а также все позвоночные, служит наличие хорды — спинной хрящевой струны или позвоночника, — расположение головного мозга над передней частью хорды, присутствие сложного жаберного аппарата или легких.В отложениях силурийского и девонского периодов найдены чрезвычайно хорошо сохранившиеся остатки древних рыб. По этим остаткам можно даже судить, как были расположены главные кровеносные сосуды и нервы.Самыми древнейшими известными нам позвоночными являются щитковые бесчелюстные. По внешнему виду они напоминают рыб, но рыбами их еще назвать нельзя. У них не было челюстей и парных плавников, как у миног и миксин. Их близкие родичи, так называемые панцырные рыбы, имели челюсти, парные плавники, обладали более усовершенствованным внутренним скелетом, головным мозгом и органами чувств. Но их тело сковывал массивный костный панцырь, покрывавший голову и передний отдел туловища. Все эти рыбы вымерли в девонском периоде, около 300 миллионов лет назад, уступив место хрящевым и костным рыбам.Существуют две точки зрения на вопрос о том, где появились первые позвоночные — в морях или пресных водах. В пользу морского происхождения говорит значительное количество растворенного в морской воде кальция, входящего в состав костей, а также обитание всех низших позвоночных в море. Сторонники пресноводного происхождения рассматривают причину возникновения скелета вообще как устойчивой опоры тела и считают, что он должен был возникнуть в проточной воде, активно противодействуя течению. Несомненно, что предки позвоночных обитали в зоне, где пресные воды граничат с морскими, — там и находят их остатки. Известные нам древнейшие позвоночные уже обладали костной тканью — панцырем, — внутренний же скелет их был, повидимому, хрящевым; в ископаемом состоянии он не сохранился. Замена хряща костью (окостенение хряща) произошла значительно позднее — у высших групп рыб.Следует отметить также, что соленость морской воды тогда была ниже, чем теперь, поэтому рыбы, вероятно, могли легче переходить из морской воды в пресную и наоборот.

ВЫХОД НА СУШУ

 Толчок к изменению организма был даваем всегда внешними условиями.

В. О. Ковалевский.

ПИОНЕРЫ СУШИ

Появление рыб было событием огромной важности. Ведь именно от них в дальнейшем путем последовательного развития произошли земноводные, пресмыкающиеся, птицы, звери и, наконец, сам человек.Но, пожалуй, не менее важным событием надо считать развитие наземных организмов и прежде всего наземных растений и позвоночных животных.Когда, как и почему это произошло?

Вода и суша — две основные среды жизни, через которые совершалось ее историческое развитие от низших организмов к высшим. В истории растительного и животного мира хорошо наблюдается этот постепенный переход от водной среды к наземной путем приобретения соответствующих приспособлений.Если взять основные типы растений и животных, то они образуют как бы лестницу. Нижние ступени ее, на которых стоят водоросли, мхи, различные беспозвоночные и низшие позвоночные животные, опущены в воду, а верхние, на которых стоят высшие споровые и цветковые растения, насекомые, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие, выходят на сушу, далеко от воды.Изучая эту лестницу, можно наблюдать постепенное нарастание приспособлений от водного типа к наземному. Это развитие шло сложными и запутанными путями, которые дали большое разнообразие форм, особенно в животном мире. В основании животного мира мы имеем много древних типов, которые приурочены к древним формам водного существования. Простейшие, кишечнополостные, черви, моллюски, мшанки, отчасти иглокожие — это «водоросли» животного мира. Большинство представителей этих групп не вышло на сушу, а жизнь в воде наложила на них отпечаток простоты и слабой специализации строения.Многие считают, что в допалеозойское время поверхность суши представляла сплошную безжизненную пустыню — панэремию (от греческих слов «пан» — весь, всеобщий — и «эремия» — пустыня).Однако взгляд этот едва ли верен. Мы знаем, что в протерозойских морях жили радиолярии, губки, черви, членистоногие, многочисленные водоросли. Более того, древнейшие следы жизни на Земле известны с самого начала геологической истории, с архейской эры. На Украине, например, многие отложения этого возраста составляют метаморфизированные осадочные породы — глины мергели, известняки и графитовые сланцы, — которые имеют органическое происхождение. Вполне вероятно, следовательно, что жизнь в те отдаленные времена была на суше, в пресных водах. Здесь обитали многочисленные организмы: бактерии, синезеленые водоросли, зеленые водоросли, низшие грибы; из животных — корненожки, жгутиковые, ресничатые инфузории и низшие беспозвоночные.Их можно по праву назвать пионерами жизни на суше. Так как не было высших растений и животных, то низшие организмы могли достигать массового развития.Однако настоящее освоение суши разнообразными растениями и животными произошло в палеозойскую эру.В первой половине палеозойской эры на Земле существовали три больших материка. Очертания их были очень далеки от современных.Огромный материк простирался в северной половине земного шара на месте современной Северной Америки и Гренландии. К востоку от него находился другой менее крупный материк. Он занимал территорию Восточной Европы; на месте Азии был архипелаг крупных островов. На юге — от Южной Америки через Африку до Австралии — простирался большой материк — «Гондвана».Климат был теплый. Материки имели плоский, однообразный рельеф. Поэтому воды океанов нередко затопляли низины суши, образуя неглубокие моря, лагуны, которые много раз мелели, пересыхали, а потом снова наполнялись водой. Особенно резко это происходило в силурийском периоде, когда в результате сильных горообразовательных процессов лик Земли претерпевал большие изменения. В нескольких местах земная кора поднялась вверх. Обнажились от воды значительные участки морского дна. Это повело к расширению суши, вместе с тем образовались древние горы — в Скандинавии, Гренландии, Ирландии, в Северной Африке, в Сибири. И, естественно, что все эти перемены сильно повлияли на развитие жизни. Оказавшись вдали от воды, первые наземные растения стали приспосабливаться к новым условиям существования. Таким образом, сама природа как бы заставляла некоторые виды водных растений — зеленых водорослей — приспосабливаться к жизни вне воды. В периоды мелководий, засух некоторые из таких водных растений выживали и, очевидно, главным образом те, у которых лучше развивались корни. Проходили тысячелетия, и водоросли постепенно расселились в прибрежной полосе суши, дав начало наземному растительному миру.

Силурийский, ракоскорпион эвриптерус

У всех наземных растений тело расчленено на части — на стебель, листья и корни. Корень нужен наземному растению для прикрепления и для добывания из почвы воды и солей. Водоросли в корнях не нуждаются — они впитывают соли прямо из воды. Лист нужен наземному растению для питания, улавливания солнечных лучей, так как в нем концентрируется много хлорофилла, стебель — для поддержки листьев и для связи их с корнями.Для наземных растений имеется два способа размножения — половой и бесполый. Половой способ состоит в соединении (слиянии) двух половых клеток, мужской и женской, и в образовании семян. При бесполом размножении в растении возникают споры, прорастание которых и дает начало новому растению. При этом происходит чередование половых и бесполых способов размножения. По мере приспособления растений к наземному существованию у них все больше сокращалось половое размножение, которое связано с водой (оплодотворение у мхов, папоротников может происходить только в воде), и развивалось бесполое.Советские ученые А. Н. Криштофовичи С. Н. Наумова установили, что первые наземные растения появились около 409 миллионов лет назад. Они жили по берегам морей и других водоемов. Первые наземные растения были небольшими, высотой в среднем около четверти метра, и обладали слаба развитой корневой системой. По своему строению эти растения были похожи на мхи и отчасти на водоросли. Их назвали псилофитами, то есть «голыми», или «лысыми» растениями, так как листьев у них не было. Их тело, подобно водорослям, не расчленено еще на основные органы. Вместо корней у них своеобразные подземные одноклеточные выросты — ризоиды. Наиболее древние псилофиты были лишены и стебля. Размножались псилофиты при помощи спор, помещавшихся на концах ветви в спорангиях. Часть псилофитов были болотными растениями, тогда как другие были настоящими обитателями суши, достигая подчас значительных размеров — 3 метров высоты. Псилофиты были недолговечной группой. Они известны только в силурийском и главным образом в девонском периоде. Последнее время некоторые ученые стали к ним относить два рода современных тропических растений — псилотов. От псилофитов или близких к ним растений возникали хвощевые, плауновые и папоротникообразные растения. Приблизительно в одно и то же время с псилофитами возникли мхи и грибы, тоже тесно примыкающие к водорослям, но приспособившиеся в значительной мере к жизни на суше.Вслед за растениями на сушу начали переселяться и животные — сначала беспозвоночные, а потом и позвоночные.Первыми из воды выбрались, по-видимому, кольчатые черви (предки современных дождевых червей), моллюски, а также предки пауков и насекомых — животных, которые во взрослом состоянии дышат трахеями — сложной системой трубок, пронизывающих все тело. Некоторые беспозвоночные того времени, например ракоскорпионы, достигали в длину 3 метров.

ПЕРВЫЕ ЧЕТВЕРОНОГИЕ

Потомки мохоподобных псилофитов — плауновые, хвощевые и папоротникообразные растения, — распространяясь в глубь материков, густыми лесами раскинулись на суше. Этому способствовал наступивший сырой и теплый, как бы оранжерейный, климат — климат непрерывного лета.Величественны и мрачны были древние леса. Гигантские древовидные хвощи и плауны, достигавшие 30 метров в высоту, стояли вплотную друг к другу, погруженные в болотную почву.Подлесье составляли мелкие хвощи, папоротники и возникшие от них предки хвойных — голосеменные растения. Из скоплений остатков древней растительности в пластах земной коры сформировались впоследствии мощные залежи каменного угля. Недаром один из периодов палеозойской эры назван каменноугольным. Именно тогда образовались мощные отложения угля в Донбассе, Подмосковном бассейне, в Кузбассе и на Урале.Таким образом, растения успешно распространялись на суше. Но не менее интенсивно развивались и представители животного мира.Изменившиеся условия повели прежде всего к тому, что некоторые древние беспозвоночные животные стали вымирать, уже давно исчезли археоциаты, в девоне вымерли трилобиты, древние кораллы и другие беспозвоночные. Зато на смену им пришли более приспособленные к изменившимся условиям организмы. Возникли новые формы водорослей, кораллов, моллюсков, иглокожих животных.

Гигантское стрекозоподобное насекомое каменноугольного периода меганевра

Пышное развитие наземной растительности увеличивало количество кислорода в воздухе, способствовало образованию хороших, богатых питательными веществами почв, особенно в лесах. И не удивительно, что сравнительно скоро жизнь в лесах уже била ключом. Там появились разные пауки, многоножки и их потомки древние насекомые — тараканы, кузнечики. Тогда же возникли первые летающие представители животного мира. Это были поденки и стрекозы. Некоторые стрекозоподобные того времени отличались большими размерами. В размахе крыльев они подчас достигали 75 сантиметров.

Панцырная рыба

Вместе с тем интенсивно развивались водные организмы. Уже в девонском периоде широко распространились и очень разнообразно изменились рыбы.У некоторых из них уплотнилась кожа и превратилась в твердый панцырь. Такие панцырные рыбы, естественно, не могли быстро плавать и поэтому большей частью лежали на дне заливов и лагун.Благодаря своему малоподвижному образу жизни панцырные рыбы оказались неспособными к дальнейшему развитию. Обмеление водоема приводило их к массовой гибели, и они все вымерли к концу девонского периода. Интересны акулы геликоприоны, широко распространенные в каменноугольном и пермском периодах. У них передние зубы не выпадали, как у прочих акул, а по мере старения выдвигались вперед и срастались, образуя специальный орган, который торчал наружу и играл, вероятно, роль органа нападения.Количество зубов с возрастом увеличивалось и достигало 130. Тайна зубного аппарата этих акул была впервые разгадана выдающимся геологом А. П. Карпинским.

Австралийская двоякодышащая рыба цератод

Иная судьба ожидала других рыб, широко распространенных в то время, так называемых двоякодышащих и кистеперых. У них были короткие мясистые плавники — два грудных и два брюшных. Эти плавники служили главным образом для ползания по дну водоемов. Но основное отличие таких рыб — это их способность существовать вне воды.Оба эти приспособления давали возможность рыбам обитать в таких водоемах, которые периодически сильно мелели и даже высыхали.Интересно отметить, что двоякодышащие рыбы живут и в наши дни. Они обитают в пересыхающих летом реках Австралии, Африки и Южной Америки. Недавно в Индийском океане у берегов Африки было поймано несколько кистеперых рыб.

Древнейшее наземное позвоночное ихтиостега

Интересно открытие и строение этих рыб. Морские кистеперые рыбы считались вымершими в меловой период, около 60 миллионов лет назад. Но вот в 1938 году у берегов Южной Африки в Индийском океане рыбаки поймали необычную рыбу с плавниками в виде весел. Рыбу назвали латимерией. В 1952 году у берегов архипелага Коморо в Индийском океане на глубине 160 метров еще поймали рыбу, похожую на латимерию. Ее назвали малания. В 1953—1954 годах в том же районе были пойманы еще четыре рыбы. Эти рыбы оказались близкими по строению к кистеперым рыбам целакантам, населявшим моря более 200 миллионов лет назад. Очевидно, они крайне малочисленны и поэтому до 1938 года оставались никому не известными. Они имеют веслообразные грудные и брюшные плавники — основные органы передвижения, в отличие от других рыб, плавающих при помощи изгибаний хвостовой части туловища. Этот способ передвижения ныне живуших кистеперых рыб помогал им жить в изолированных зонах океана на сравнительно большой глубине — от 100 до 400 метров, где они плавают среди подводных скал. Это — хищные рыбы, питающиеся мелкой рыбешкой. Длина их тела колеблется от 1,3 до 1,6 метра, а вес — от 35 до 60 килограммов.Первые четвероногие позвоночные возникли от кистеперых рыб из группы остеолепид. Это произошло следующим образом.В первую половину девонского периода было жарко и влажно. Но затем климат стал изменяться. Проливные дожди сменялись долгими засухами, усыхали водоемы, подобно тому как это происходит сейчас в тропической Африке, Это было время расцвета двоякодышащих и кистеперых рыб, как теперь костистых. Они жили в реках, больших болотах. Во времена больших засух много рыб погибало, но у некоторых стали вырабатываться приспособления к жизни на суше, и они стали все чаще покидать воду. Из многих видов этих рыб лишь одна группа кистеперых — остеолепиды — оказалась наиболее жизнеспособной в новой среде и дала начало наземным четвероногим. Строение парных плавников и жаберного аппарата этих рыб благоприятствовало этому.В жаркое летнее время их жабры плотно прикрывались жаберными крышками и для дыхания использовался плавательный пузырь, имевший сильное разветвление кровеносных сосудов.

Один из поздних стегоцефалов — бентозух

В тех местах, где водоемы мелели и высыхали особенно часто, приспособления рыб к жизни вне воды все более совершенствовались. Жабры уменьшались, а плавательный пузырь усложнялся, разрастался и постепенно превращался в легкие. Вместе с тем у этих кистеперых рыб менялись и плавники. Они становились гибкими, мускулистыми и делались все более удобными для ползания и постепенно превращались в пятипалые ноги. Изменились и другие органы: усложнились сердце, нервная система, органы чувств. Повысилась подвижность головы и всего туловища.

Схема превращения плавника в ногу

В 1949—1951 годах датские палеонтологи сделали очень интересные находки, пролившие свет на древнейшие этапы процесса преобразования рыб в наземных животных. В девонских породах восточной Гренландии этим исследователям удалось обнаружить остатки четвероногих животных, так называемых ихтиостег. Их короткие пятипалые лапы походили скорее на плавники рыб или ласты, а хвостовая часть туловища была покрыта мелкой чешуей. Наконец, череп и позвоночный столб ихтиостег очень походят на череп и позвоночный столб кистеперых рыб, и поэтому, несомненно, ихтиостеги произошли именно от кистеперых рыб.

Лягушкоящер котлассия

Такова вкратце история происхождения первых четвероногих животных, дышащих легкими, история процесса, длившегося миллионы лет и окончившегося около 300 миллионов лет назад.Первые четвероногие позвоночные были земноводными животными и получили название стегоцефалов, или панцырноголовых. У стегоцефалов крышка черепа плоская, костная поверхность ее очень шероховата и имеет слизевые каналы. Скелет стегоцефалов имеет различную степень окостенения. Зубы острые, конические. Все стегоцефалы были хищными — питались рыбой и различными беспозвоночными. Они хотя и покинули воду, но распространиться по суше в глубь материков не могли, так как метать икру продолжали в воде; там развивалась их молодь, там они добывали себе корм, охотясь за рыбой и различными водными животными. По образу жизни они походили на своих близких родственников, знакомых нам современных тритонов, лягушек и особенно саламандр. Стегоцефалы отличались большим разнообразием. Они имели от нескольких сантиметров до 4 метров в длину. По образу жизни стегоцефалы были также весьма различны: одни из них были более водными, другие — более сухопутными, наземными. Особенно широко они распространялись в каменноугольном периоде, теплый и влажный климат которого благоприятствовал их развитию.Конец каменноугольного периода и начало пермского ознаменовались сильными геологическими изменениями земной коры. В ту пору опять начался подъем суши, возникали горы Урала, Алтая, Тянь-Шаня и др. Перераспределение суши и моря изменило климат. В ряде мест он стал уже засушливым и прохладным. И вполне естественно, что в последующем, так называемом пермском, периоде исчезли огромные болотистые леса, начали вымирать древние земноводные и вместе с тем появились новые растения и животные, приспособленные уже к более прохладному и сухому климату.Здесь в первую очередь надо отметить развитие хвойных растений и пресмыкающихся животных, возникших из некоторых групп древних земноводных.Пресмыкающиеся, к числу которых относятся ныне живущие крокодилы, черепахи, ящерицы и змеи, отличаются от земноводных тем, что не мечут икру в воду, а откладывают яйца на суше. Их чешуйчатая или роговая кожа хорошо защищает тело от потери влаги. Эти и другие особенности пресмыкающихся помогли им широко распространиться по суше в конце палеозойской эры.Раскрыть картину происхождения пресмыкающихся помогло открытие остатков небольших животных, наделенных признаками и земноводных и пресмыкающихся. Таковы сеймурии, найденные в Северной Америке, лантанозухи и котлассии, обнаруженные в нашей стране. Долгое время в науке шел спор: к какому классу отнести этих животных. В конце концов советскому палеонтологу профессору И. А. Ефремову удалось доказать, что все они являются представителями промежуточной группы животных — между земноводными и пресмыкающимися. И. А. Ефремов назвал их батрахозаврами, то есть «лягушкоящерами».Много остатков различных пресмыкающихся пермского периода, так же как и земноводных животных, найдено в нашей стране, в частности на севере европейской части, в бассейнах Северной Двины, Волги. Богатейшую коллекцию их, одну из лучших в мире, собрал на Северной Двине русский палеонтолог Владимир Прохорович Амалицкий. Она выставлена сейчас в Палеонтологическом музее Академии наук в Москве.

А

Б

Череп лягушкоящера лантанозуха сверху (А) и снизу (Б)

Скелет парейазавра в Палеонтологическом музееАкадемии наук СССР

Многолетние исследования этого ученого, проведенные в конце XIX и в начале XX столетия, позволили довольно полно восстановить древний облик того края, где протекает сейчас Северная Двина.В конце пермского периода, то есть около 200 миллионов лет назад, там находилась другая большая река. В песках, илах и глинах, которые она отлагала, захоронились скелеты земноводных, пресмыкающихся, остатки папоротников и других организмов. Изучение горных пород, а также остатков животных, растений и дало возможность ясно представить ландшафт того времени. Мы видим берег большой реки, густо поросший хвощами, хвойными растениями, папоротниками. По берегам реки обитают различные пресмыкающиеся. Среди них — крупные, ростом с бегемота, «щекастые» ящеры парейазавры, питавшиеся растительной пищей. У них массивное тело, покрытое костными щитками, короткие массивные лапы с тупыми когтями. Зазубренные зубы сидят в челюстях и еще несколько мелких рядов зубов — на нёбе. Это были растительноядные животные. Судя по строению ног, они вырывали ими корни растений. Здесь же, чуть подальше от реки, — хищные пресмыкающиеся — крупные звероподобные трехметровые иностранцевии, названные в честь русского геолога А. А. Иностранцева. У них длинное узкое тело, изо рта торчат кинжаловидные зубы. Довольно длинные лапы вооружены острыми когтями. Эти сильные хищники, по-видимому, питались парейазаврами. У мелких пресмыкающихся, похожих на хищных иностранцевий, возникли особенности, присущие млекопитающим. Были среди них похожие на собак, гиен, куниц, грызунов, тюленей. Многие из них не оставили после себя потомства. Особенно интересен отряд зверозубых пресмыкающихся, или териодонтов. Это мелкие и средней величины животные, наиболее близки к древним млекопитающим, в особенности по строению черепа, зубов и наличию наружного уха. Зубы в отличие от других пресмыкающихся имели ясную, но примитивную дифференциацию: резцы, клыки и бугорчатые коренные. Такими зубами стало удобно жевать. Нижняя челюсть образована почти одной зубной костью. Еще более сближает их с млекопитающими наличие вторичного нёба, отделившего носоглотку от ротовой полости, что дало возможность жевать и дышать одновременно. Интересным представителем древних зверозубых является мелкий (длина черепа около 9 см) пермоцинодон, открытый и изученный академиком П. П. Сушкиным. Об этом животном мы будет говорить далее, в разделе о происхождении млекопитающих.Лапы приобрели большое сходство с лапами современных нам зверей. Этих животных недаром назвали зверообразными пресмыкающимися, и именно от них в дальнейшем возникли звери.В нарисованной здесь картине нет ни капли фантастики. Для палеонтолога это такая же реальность, как и то, что сейчас в бассейне Северной Двины растут ели и сосны, живут белки и медведи, волки и лоси.

Пермоцинодон

Иностранцевия, нападающая на парейазавра

Благодаря работам Амалицкого и других отечественных и зарубежных палеонтологов доказано былое существование множества интересных земноводных и пресмыкающихся животных, которые были самыми высокоорганизованными представителями животного мира конца палеозойской эры. Из других пермских пресмыкающихся, найденных в СССР, помимо описанных выше, интересны хищные и растительноядные дивоголовы (дейноцефалы), из которых отметим страшного крокодилообразного хищника титанофонеуса, достигавшего в длину 3 метров, и мощного улемозавра. Во множестве водились двуклыкие (дицинодонты), имевшие два клыкообразных зуба в верхних челюстях и роговые чехлы на челюстях, подобные черепашьим. Были среди них мелкие, с собаку, и крупные — с быка. Много найдено также мелких ящерицевидных хищных примитивных по строению пресмыкающихся. Много пермских пресмыкающихся найдено в Африке, Азии, Северной Америке.Итак, на протяжении эры древней жизни растения и животные окончательно распространились по всей поверхности суши, приспособившись к самым различным условиям обитания. Затем начинается эра средней жизни — мезозойская, — эра дальнейшего развития живой природы на нашей планете.

ВЕК ЯЩЕРОВ История жизни в мезозойскую эру

 ...Нет ничего прекраснее правды, кажущейся неправдоподобной

Стефан Цвейг

Одну из интереснейших глав истории жизни представляет мезозойская эра — время расцвета головоногих моллюсков — аммонитов и белемнитов, — удивительных пресмыкающихся — и формирования высших представителей органического мира — покрытосеменных растений, двукрылых и перепончатокрылых насекомых, костистых рыб, птиц, млекопитающих.Мезозойская эра охватывает 125 миллионов лет и началась 185 миллионов лет назад. Она делится на три периода: триасовый, юрский и меловой.В начале мезозойской эры, в триасовый период, суша имела максимальное за всю историю Земли распространение. Физико-географические условия сходны с условиями пермского периода, но климат был теплее. Об этом, в частности, говорит равномерный рост колец древесины. Деревья росли равномерно, безостановочно круглый год.Обширные части теперешних материков и океанов были сушей. К югу от огромного европейского материка расстилалось большое море — океан Тетис. На месте его теперь поднимаются высочайшие горные хребты Алтая, Кавказа, Памира, Гималаев и др. Средиземное, Черное и Каспийское моря представляют остатки океана Тетис.Особенно характерными для мезозойской эры являются головоногие моллюски — закрученные аммониты и белемниты, — остатки скелета которых известны в народе под названием «чертовых пальцев». Имелось также много моллюсков, близких к современному кораблику — наутилусу.На суше также происходит энергичная замена низших форм жизни высшими. Начинается пышный расцвет мезозойских голосеменных растений, покрывших землю новыми лесами. Эти леса и вся наземная растительность состояли в основном из древних хвойных и их родичей — гинкговых и беннеттитовых.Последние стегоцефалы, вымершие в конце триаса, были крупными, до 4 метров в длину, пассивными хищниками, проводившими всю жизнь свою в воде. Появляются костистые рыбы, древние лягушки протобатрахусы, крокодилоподобные фитозавры, черепахи, двуногие архозавры — предки удивительных ящеров динозавров, широко распространившихся позже.

Материки и океаны в триасовом периоде

Гигантский юрский аммонит —филлоцерас

Для наземных позвоночных триаса более чем для пермских характерно следующее контрастное развитие, по-видимому, связанное с резко континентальным климатом этого периода. У одних наблюдается «тяготение» к водным условиям, у других — к сухопутным. Почти все стегоцефалы стали водными. Многие пресмыкающиеся также приспосабливаются к жизни в море. В болотах и низменных лесах широко распространились двуногие архозавры — предки разнообразных юрских и меловых динозавров. Двуногость архозавров и многих динозавров вообще была результатом их приспособления к жизни среди высокой растительности. Они быстро передвигались на задних конечностях и могли хорошо ориентироваться среди высоких деревьев.В триасе, вероятно, возникли первые млекопитающие, которые, однако, не играли заметной роли в органическом мире в течение всей мезозойской эры.Настоящими «властелинами» Земли в мезозойскую эру были пресмыкающиеся. Недаром эту эру палеонтологи называют «веком пресмыкающихся». Они широко распространились на Земле, освоив для обитания не только сушу, но и воздух и воды.Мир пресмыкающихся мезозоя богат самыми разнообразными, до фантастичности причудливыми формами.

ЗАВОЕВАНИЕ МОРЯ

Уже в триасе пресмыкающиеся стали завоевывать водную стихию, охотясь за рыбами и беспозвоночными животными. Появляются предки рыбоящеров — ихтиозавров и плезиозавров, — которые были широко распространены в юрском и меловом периодах. Чем было вызвано вторжение пресмыкающихся в воды? По-видимому, это объясняется поисками более обильной пищи и защиты от наземных врагов — различных хищников.Мелководная прибрежная зона морей богата жизнью. Поэтому естественно, что обитатели менее богатой жизнью части материков стремились найти здесь себе пищу. В процессе борьбы за существование постепенно отбирались те разновидности, которые могли лучше нырять и плавать в поисках добычи. Большинство морских пресмыкающихся — это активные хищники. Растительноядные животные находили себе пищу в зарослях водорослей мелководной прибрежной полосы моря.Приспособление к воде потребовало от пресмыкающихся новых изменений. Когда-то давно, несколько десятков миллионов лет назад, в девонском периоде, рыбий плавник превратился в пятипалую ногу. Теперь, наоборот, нога снова должна стать плавником. Но эволюция организмов необратима. Ее нельзя, так же как и человеческую историю, повернуть назад. Вернувшись в воду, пресмыкающиеся сохранили все свои главные приспособления к жизни на суше и не превратились снова в земноводных или рыб. Можно сразу заметить, что, несмотря на большие изменения, нога так и не превратилась в настоящий плавник, которым обладают рыбы. У них сохранилось легочное дыхание, развитый, плотно окостеневавший скелет. Они не стали метать икру, как рыбы. Вместе с тем эти пресмыкающиеся приобрели новые особенности, необходимые для жизни в воде, и по внешности сделались более или менее похожими на рыб. Недаром наиболее приспособленные к жизни в воде пресмыкающиеся называются ихтиозаврами, то есть рыбоящерами.

Скелет ихтиозавра в сланцах

Ихтиозавры были крупными морскими животными и имели много странных особенностей в своем строении. У них сочетались признаки различных групп животного мира. Эта черта — общая для многих ископаемых и некоторых ныне существующих животных.Знаменитый палеонтолог Кювье считал ихтиозавров одними из самых оригинальных и удивительных животных, которые были известны. По его словам, у этих существ морда дельфина, зубы крокодила, череп и грудная кость ящерицы, хвост кита или дельфина, а навыки рыбы. Даже при первом взгляде на скелет ихтиозавра и его реставрацию легко видеть, что он был хищным ящером, мог быстро схватывать добычу и легко плавать. Его челюсти, усаженные острыми зубами, страшны. Главным органом передвижения, как и у рыб, был длинный и сильный хвост. Ласты помогали ему в движении и в то же время служили рулем. Заостренная голова и веретеновидное тело указывают на способность к быстрым движениям в воде, что было необходимо для ловли рыбы, которой они питались. Формой тела ихтиозавры похожи на китов; гладкая, как у кита, кожа не была покрыта чешуей. Как дышали ихтиозавры? Если бы они дышали жабрами, как рыбы, то имели бы так называемые жаберные дуги. Их у ихтиозавров не было, следовательно, они, как и киты, дышали легкими. При дыхании воздухом ихтиозавр должен был выходить на поверхность моря, что он легко делал, обладая хорошей приспособленностью для движения в воде. Интересно отметить, что, помимо хвостового и спинного плавников, ихтиозавры имели дополнительный орган для плавания в воде — ласты. Некоторые виды ихтиозавров имели в широких передних ластах до 100 отдельных маленьких косточек.

Ихтиозавры

Может быть, одна из самых интересных частей скелета ихтиозавра — кольцо косточек, окружающих радужную оболочку и зрачок глаза (так называемое кольцо склеротики). Подобные кольца косточек известны у других пресмыкающихся: черепах, ящериц, крокодилов и птиц. Оно служит защитой глазного яблока от ударов волн и резкой смены давления воды. По-видимому, у ихтиозавров, как и у некоторых птиц, оно служило к тому же для увеличения или уменьшения отверстия зрачка при ловле добычи на большем или меньшем расстоянии. Такие глаза нужны были им, как бывают нужны человеку очки со стеклами разной кривизны для рассматривания предметов на разном расстоянии.Ихтиозавры были живородящими животными: нередко внутри скелетов крупных ихтиозавров находили скелетики молодых особей — детенышей.В течение почти всей мезозойской эры ихтиозавры занимали такое же положение, как теперь киты и дельфины. Несмотря на внешнее сходство с ними, они не родственны. Об этом говорит все строение скелетов этих животных. От кого же произошли ихтиозавры? Некоторые черты в строении черепа, зубов и позвонков указывают на родство ихтиозавров со стегоцефалами. Однако вопрос об их происхождении еще не ясен. Остатки ихтиозавров и других водных ящеров встречаются в юрских глинах окрестностей Москвы, Поволжья и в других местах СССР. По-видимому, морские ящеры были широко распространены на Земле.Ихтиозавры, просуществовав около 100 миллионов лет, вымерли в конце мезозойской эры, когда произошли большие географические и другие перемены. Об этом речь будет впереди.Ихтиозавры не были единственными пресмыкающимися, приспособившимися к жизни в морях. Помимо них, там обитали морские крокодилы, черепахи, в том числе гигантские. Но одно из первых мест занимали так называемые плезиозавры (родственные ящерам, от греческого «плезиос» — близкий, родственный — и «заурос» — ящер, ящерица). Плезиозавры имели короткое бочонкообразное туловище и длинную шею, число позвонков которой доходило до 76. Конечности их имели вид ластов с сильно укороченным плечом и бедром. Они были похожи на широкие весла.Плезиозавры походили на дельфинов или гигантских тюленей с длинной змеиной шеей и маленькой головой. Плезиозавры имели в длину от 3 до 5 метров. Они могли, как тюлени, выползать на берег. Некоторые плезиозавры хорошо плавали и в погоне за рыбой далеко отплывали от берегов. Были и жившие у берегов и питавшиеся преимущественно донными беспозвоночными — моллюсками и др. Это были родственные плезиозаврам плиозавры-гиганты с короткой шеей и большой головой. Череп их достигал 3, а туловище 20 метров в длину.Остатки скелетов плезиозавров и плиозавров нередко встречаются в юрских отложениях СССР, особенно в Поволжье.В конце мезозойской эры, когда ихтиозавры и плиозавры клонились к упадку, распространились змееподобные морские пресмыкающиеся — мозазавры. Они достигали огромной, до 14 метров, длины, были ловки и гибки, как змеи. Извиваясь, они очень быстро плавали. Интересно, что у мозазавров, так же как и у змей, нижняя челюсть была не цельная, а состояла из четырех отдельных костей, соединенных легко растягивающимися связками. Они, следовательно, могли очень широко разевать рот и заглатывать большую добычу.

Гигантские мозазавры — тиллозавры

Так, приспособляясь к жизни в воде, пресмыкающиеся приобрели особенности, резко отличающие их от сухопутных родичей, и поэтому они распространялись в морях.Следует отметить, что когда они процветали, стали появляться в большом числе и разнообразные костистые рыбы.

ЗАВОЕВАНИЕ ВОЗДУХА

Схема строения крыла летающего ящера (А),птицы (Б) и летучей мыши (В)

Первыми летающими животными были насекомые, которые появились около 250 миллионов лет назад. Приблизительно через 100 миллионов лет возникли летающие позвоночные — ящеры и птицы. Следовательно, в мезозойскую эру великий воздушный океан стал уже населен не одними насекомыми вроде стрекоз, бабочек, мух. Многочисленные находки насекомых и летающих ящеров показывают, что в мезозое только они были распространены в воздухе, пока не появились птицы. Как же возникли эти летуны из позвоночных? Есть два основных способа полета у животных: настоящий, активный полет, как у птиц и многих насекомых, и другой полет — пассивный — скольжение по воздуху, как на парашюте. При активном полете животное может подняться в воздух и управлять своим движением. При пассивном полете оно только замедляет, задерживает свое падение (парит) при помощи выростов на теле или летательной перепонки. Среди животных широко распространен как активный, так и пассивный полет.У различных позвоночных можно наблюдать интересные «попытки» летать. Некоторые тропические рыбы, ударяясь хвостом о воду, выскакивают из нее и несутся над поверхностью несколько десятков метров, действуя сильно увеличенными передними плавниками. Иногда они, высоко поднимаясь над водой, могут залетать на палубу судна. Подобные летучие рыбы известны и в ископаемом состоянии. У древесной летающей лягушки имеется широкая летательная перепонка между пальцами. С ее помощью эта лягушка при прыжке задерживает падение и скользит по воздуху. В тех же местностях, где обитают летающие лягушки, водятся и так называемые «драконы» — летающие ящерицы. Ящерицам, достигающим 25 сантиметров в длину, при полете помогает летательная перепонка, которая укреплена на выступающих в стороны ребрах.В Южной Азии живет летающая змея. Раскручивая свое упругое, как спираль, тело, она бросается с дерева вниз. В это время ее вогнутая брюшная поверхность оказывает значительное сопротивление воздуху, и змея плавно опускается.Ответить на вопрос, каким образом летали ящеры и птицы мезозоя, можно отчасти, посмотрев на летающих белок-летяг. Эти животные не могут еще летать по-настоящему. Они совершают какие-то планирующие прыжки. На более высокой ступени стоят летучие мыши, которые появились около 50—60 миллионов лет назад.

Летающие ящеры рамфоринх (внизу, юрский период)и птеранодон (вверху, меловой период)

Вполне возможно, что ящеры научились летать таким же способом, как белки и летучие мыши. Некоторым маленьким ящерам, чтобы спастись от крупных хищников, приходилось жить на деревьях. Здесь они совершали прыжки, защищаясь и охотясь за добычей. Выживали лучшие прыгуны. Постепенно чешуя исчезла, кости облегчились, становились полыми — все это уменьшало вес животного. У них образовалась большая складка кожи, идущая от мизинцев передних ног вдоль туловища к задним ногам. Так образовалась летательная перепонка, которая прикреплялась у них к ногам. Поэтому их назвали птеродактилями — пальцекрылыми ящерами. По внешнему виду они напоминали летучих мышей. Были и другие летающие ящеры. В палеонтологии все они носят название птерозавров, то есть крылатых ящеров.По величине летающие ящеры были весьма различны. Одни из них, в особенности птеродактили, были маленькие — с воробья или голубя, — другие имели до 8 метров в размахе крыльев. У более древних обычно были длинные, тонкие хвосты и острые зубы; более поздние из них были с короткими хвостами или бесхвосты, а зубы у них уже не развивались. Одни крылоящеры имели большие глазницы, у них, следовательно, были большие глаза, как у совы, и, вероятно, они вели ночную жизнь. Другие имели небольшие глаза и больше летали днем. Некоторые из них могли ползать по земле, сложив крылья, другие подвешивались на деревьях или на скалах, как летучие мыши. Мелкие виды питались ягодами, насекомыми, которых ловили своими широкими клювами.Многие крылоящеры носились над морями и охотились на рыб, подобно чайкам, альбатросам и другим птицам. Некоторые из этих «рыболовов» имели в размахе крыльев несколько метров, обладали крепкой головой с мышцами, большими челюстями и могли тащить в клюве или когтях тяжелую добычу. Таким был гигантский крылоящер птеранодон, с 8-метровым размахом крыльев. Это было самое большое летающее животное, самый сильный летун из когда-либо живших существ. Он мог нести груз по весу не меньше, чем вес взрослого человека. Между прочим, когда изобретатели стали работать над созданием аэроплана, некоторые из них, чтобы понять законы полета, тщательно изучали скелет птеранодона.Но все же среди крылоящеров не было таких неутомимых летунов, как среди современных птиц, — они часто садились для отдыха на землю.Внешний вид и строение скелета крылоящеров указывают на сходство их с птицами. Но это сходство внешнее, вызванное приспособлениями к полету, не основанное на родстве.Все крылоящеры летали так же, как летучие мыши. Им для полета служили складки кожи, преобразованные в летательные перепонки. Птицы летают по-другому, у них для полета вместо складок кожи есть крылья. У птиц и некоторых насекомых — мух, комаров, пчел — полет отличается удивительным совершенством. Можно утверждать, что таких успехов в совершенстве полета не достигла современная авиация, несмотря на все ее колоссальное развитие. Современный самолет достигает скорости 1000 километров в час. Более того, скорость реактивных самолетов превышает скорость звука, равную 33 метрам в секунду. Но если сравнить его скорость и размеры со скоростью и размерами маленького стрижа или мухи, то есть относительную скорость, то преимущество будет явно на стороне последних.Птицы произошли от мелких пресмыкающихся, которые могли ходить на двух ногах и лазали по деревьям. Это было в юрский период мезозойской эры. Переход к полету произошел, по-видимому, так же, как и у летающих ящеров: сначала прыжки с дерева на дерево, потом парение и, наконец, настоящий полет. Чешуя, покрывавшая тело предков птиц из пресмыкающихся, не пропала, как у крылоящеров, а превратилась в перья. И мы видим, например, что перья цыпленка, когда они только начинают расти, очень похожи на чешуйки. Далее они дают черенки, расщепляются на конце, как метелка, и становятся настоящими перьями. У птиц резко изменилось также строение конечностей: передние превратились в крылья с длинными и густыми перьями, задние ноги, служащие для ходьбы, изменились мало.О происхождении птиц много говорит удивительная находка, сделанная в 1861 году в Золенгофенских сланцах в Германии.

Птеранодон

Если бы мы оказались в Европе в юрском периоде, около 150 миллионов лет назад, то увидели бы на ее месте мелководное море с бесчисленными архипелагами островов. В его теплых водах процветала жизнь: кораллы громоздили свои рифы, много было различных червей, рачков, моллюсков — аммонитов и белемнитов, — рыб и водных ящеров — ихтиозавров и плезиозавров. В некоторых зонах этого моря недалеко от берегов на дно оседал мягкий ил, в котором захоронялись животные и растения юрского периода. Этот ил превратился в литографский камень, которым пользовались долгое время для печатания иллюстраций. При добыче этого камня в нем открыто много сокровищ — остатков жизни юрского периода. Среди них оказались отпечатки животного, которое является переходным типом от ящера к птицам и было названо учеными археоптериксом, то есть первоптицей. Между прочим, у нас в СССР близ г. Чимкента в Узбекистане в тонких сланцах найдено множество остатков растений и животных (рыб, моллюсков, насекомых, крылоящеров и др.). Эти скопления образовались на дне большого пресного озера юрского периода.

Скелет археоптерикса

Предполагаемый вид предков птиц

Археоптерикс, найденный в Германии, был величиной с голубя или ворону. У него были крылья и длинный хвост, покрытые перьями. Но крылья его имели по три пальца с когтями на концах, а хвост состоял из позвонков, как у ящерицы. 20 позвонков составляли этот хвост и соответственно им было 20 пар длинных перьев. Значит, он, размахивая крыльями, перелетал с ветки на ветку, с дерева на дерево. Он летал, по всей вероятности, плохо. Об этом говорит и более значительная, чем у современных летающих птиц, массивность костей скелета.Когда археоптерикс бегал, то он, по-видимому, пользовался своими крыльями, как ногами, цепляясь острыми когтями за землю или деревья. Клюва, как у ныне живущих птиц, у археоптерикса не было. Вместо него были челюсти с зубами. Голова была покрыта редкими перышками и частой чешуей.В Южной Америке живет птица гоацин, которая напоминает археоптерикса. Голос гоацина больше похож на кваканье, чем на крик птицы. У птенцов на крыльях есть коготки, и они ползают, хватаясь ногами и крыльями за ветки.Итак, находка археоптерикса убедительно доказывает, что птицы возникли от мелких ящерицевидных пресмыкающихся, приспособившихся сначала к жизни на деревьях, затем к пассивному планирующему полету и, наконец, ставших настоящими летунами. Все это произошло не сразу, а в течение долгой эволюции, путем постепенных, все более совершенных приспособлений к жизни в воздушной среде, к полету. Почему предкам птиц стал необходим полет? На этот вопрос можно ответить так. У мелких ящерице-видных пресмыкающихся — предков птиц -- было много врагов из среды более крупных хищников. Жизнь на деревьях помогала избавиться от них; наконец, здесь они могли сравнительно легко добывать себе корм: ягоды, плоды, насекомых. В дальнейшем такой образ жизни привел к возникновению крыльев и других особенностей, свойственных птицам. У птиц, которых сейчас насчитывается около 10 тысяч видов, постепенно выработались такие особенности, которые позволили им широко распространиться и говорят о том, что это высокоразвитые представители животного мира.К числу таких прогрессивных особенностей принадлежат: постоянная температура тела, или теплокровность, которая у них больше, чем у млекопитающих, и достигает 42—43°; хорошо развитый головной мозг, органы чувств, дыхательная и кровеносная система органов. У птиц развита забота о потомстве.Уже в конце мезозойской эры появилось очень много разных птиц; среди них были летающие, бегающие, плавающие. У всех у них имелись зубы, поэтому их называют зубатыми птицами.Первые летающие живые существа появились гораздо раньше, за 100 миллионов лет до крылоящеров и птиц. Тогда насекомые — стрекозы, кузнечики — поднялись в воздух, и в то же приблизительно время позвоночные начали осваивать сушу.В мезозойскую эру насекомые продолжали развиваться: наряду с муравьями, тлями появились и более совершенные, чем ранее, обитатели воздуха: пчелы, осы, мухи, комары, бабочки.Это обилие живых существ, населявших воздушные стихии, объясняется, по-видимому, начавшимся обновлением растительности. Леса, болота, луга стали принимать другой вид. Вместо широко распространенных ранее мхов, хвощей, папоротников, хвойных растений земля все более и более покрывалась различными цветковыми или покрытосеменными растениями. В меловом периоде появились цветы и травы, выросли новые деревья — дубы, буки, тополи, ивы, березы. В теплом климате того времени росли пальмы, магнолии, виноград.В природе все взаимосвязано. Особенно тесная связь имеется между растениями и животными. Поэтому появление и развитие цветковых растений увеличило количество пищи, создало новую, лучшую и разнообразную кормовую базу для многих животных. Можно смело утверждать, что это обеспечило прогрессивное развитие таких высших классов животных, как насекомые, птицы, млекопитающие. С другой стороны, и эти животные сыграли большую роль в развитии покрытосеменных растений. Вспомним хотя бы многообразие их приспособлений для перекрестного опыления, расселения плодов и семян с помощью насекомых, птиц и млекопитающих.С появлением покрытосеменных растений однообразные леса из голосеменных и папоротниковых стали исчезать.Приспосабливаясь к изменяющимся и усложняющимся условиям среды, цветковые растения создали новый, разнообразный растительный покров земли из деревьев, кустарников, травянистых однолетних и многолетних растений.

ДИНОЗАВРЫ - УДИВИТЕЛЬНЫЕ И УЖАСНЫЕ ЯЩЕРЫ

Предками этих ящеров были «ранние гады» — текодонты, которые дали начало также крокодилам, летающим ящерам и птицам. Это были маленькие, величиной с петуха или немного более, проворные ящеры, жившие в конце палеозоя и в начале мезозоя. Многие из них ходили на двух задних ногах, передние ноги были маленькие, короткие. Мы уже говорили, что двуногое хождение давало животным определенное преимущество: это увеличивало их высоту, что важно для ориентации, особенно при жизни среди растительности. Кроме того, передними ногами они могли драться, убивать добычу и врагов. Размножались текодонты, как и их потомки динозавры, откладывая яйца. Палеонтологами найдено довольно большое количество ископаемых яиц, которые, по-видимому, принадлежат динозаврам сравнительно мелкого размера. Однако очень крупных яиц не найдено.Некоторые вообще сомневаются, что обнаруженные в Монголии и Китае яйца принадлежат именно динозаврам, а не черепахам или другим пресмыкающимся. Вопрос этот не ясен. Потомки текодонтов распространились особенно в юрский и меловой периоды мезозоя. Они известны под названием динозавров (что значит «страшные, удивительные ящеры»). Динозавры были весьма разнообразны. Нам трудно даже представить себе, как велико было тогда буквально фантастическое царство пресмыкающихся. В наше время пресмыкающиеся мало заметны. Изредка мы видим зеленую или серую ящерицу, ужа или змею. В более теплых краях их больше, особенно черепах, змей. Там еще сохранились крокодилы, которые прежде были весьма широко распространенными животными. В мезозое все эти пресмыкающиеся уже существовали и были многочисленны и разнообразны, за исключением змей, которые появились в конце этой эры. Но главную роль тогда играли динозавры. Теплый, равномерный климат, без резкой смены жары и холода, был даже на севере, например в Сибири или Гренландии. Больших гор и возвышенностей в мезозое было меньше, чем теперь, пустыни почти отсутствовали. В условиях средней влажности и довольно высоких температур были распространены голосеменные растения. От Японии до Англии, от Новосибирских островов до Южной Африки и Австралии флора характеризовалась однообразием, отсутствием резко выраженной зональности. Это наблюдалось и в мире наземных животных, в особенности пресмыкающихся. Лесная флора была менее мощной, чем каменноугольная. В ней не было гигантских хвощей, плаунов, папоротников, а только хвойные и более мелкие беннетитты. Травянистый покров составляли мелкие папоротники, мхи, хвощи, плауны. Много было болотистых пространств с обильной растительностью.Все эти условия благоприятствовали расцвету пресмыкающихся, особенно динозавров. Некоторые из них остались такими же хищниками, как и их предки, с передними более короткими ногами. У них развились орудия нападения — зубы и когти. Эти динозавры передвигались резкими шагами, напоминающими прыжки кенгуру или тушканчиков. В таком передвижении, помимо сильных двух задних ног, им помогал мощный хвост. Среди них многие были небольшими, величиной с собаку, страуса, другие, более поздние, очень большими. Величина кинжаловидных зубов этих крупных хищных динозавров достигала 20 сантиметров. Это неизбежно связано с увеличением черепа и всего тела животного. У крупных форм череп имел около 2 метров в длину, высота тела составляла 8—9 метров при длине в 15—16 метров. Передние конечности были очень маленькими, что облегчало переднюю часть туловища с массивной тяжелой головой.

Мелкий хищный динозавр орнитолестес, схвативший археоптерикса

Такие хищные динозавры, как тираннозавр (ящер-тиран, то есть убийца) и его родичи, жившие в меловом периоде, были самыми страшными хищниками всех времен. Но среди четвероногих растительноядных динозавров были и такие, которые значительно превосходили по размерам тираннозавров, которые на них охотились. Они относятся к группе так называемых зауропод, или ящероногих. Их предки были с укороченными передними ногами, как и предки хищных динозавров, но перешли на растительную пищу. Постепенно в связи с этим они стали ходить на четырех ногах и, преследуемые своими хищными собратьями, переселились в воду, где проводили большую часть своей жизни. В условиях водной среды и обилия растительной пищи они довольно быстро достигли гигантских размеров. Среди них были самые крупные животные из когда-либо обитавших на суше.

В Палеонтологическом музее Академии наук СССР. На переднем плане слепок скелета диплодока

По длине и объему они близки к наиболее крупным современным китам. Таковы: бронтозавр, диплодок, брахиозавр. Один из наиболее интересных динозавров — диплодок, — найденный в Северной Америке, имел до 26 метров в длину. Он имел массивное, сравнительно короткое туловище, длинные хвост и шею. Очень крупны были позвонки. Спинномозговой канал у него, особенно в области крестца, был широкий. Головной мозг, наоборот, был очень маленький — с грецкий орех. Объем спинного мозга, вероятно, в десятки раз превосходил объем головного. Голова также непропорционально мала по сравнению с гигантским туловищем. Недаром в связи с расширением спинного мозга в области крестца это животное названо диплодоком, что в переводе означает «двойной ум» или «двуум». Диплодоки вели полуводный образ жизни и большую часть времени стояли и бродили в озерах и больших болотах, изредка выходя на сушу. Гигантский рост позволял им заходить на значительную глубину, не боясь при этом ни прибойной волны, ни хищников. По суше они вряд ли легко передвигались, в воде же чувствовали себя хорошо.В связи с таким образом жизни у диплодоков вырабатывались особые приспособления. Шейные и туловищные позвонки у них были полые, легкие, хвостовые позвонки и конечности — массивные, тяжелые, так что верхняя передняя часть туловища, поднимавшаяся над водой, была облегченной, а задняя, нижняя, погруженная в воду, — тяжелой. При таком соотношении общий вес тела диплодока, а он был не менее 30 тонн, сильно облегчался, когда он погружался в воду. На водный образ жизни диплодока указывает и положение носовых отверстий, расположенных на верхней части черепа. Пищей диплодоку служили различные мелкие водяные растения. При помощи длинной гусиной шеи он собирал их вокруг себя, захватывая передними зубами. Он проглатывал растения, не пережевывая их. На это указывает строение зубов. Довольно длинные цилиндрические зубы с зазубринами на концах торчали, как спицы в граблях, лишь на передних краях челюстей. Таков был диплодок — один из наиболее хорошо изученных растительноядных гигантских динозавров.

Череп крупного хищного динозавра

Скелеты гигантских хищных динозавров —тираннозавров в Палеонтологическом музееАкадемии наук СССР

Тираннозавр — двуногий хищный гигант

Интересны обстоятельства, при которых были впервые найдены остатки диплодока. Один американский палеонтолог — охотник за ископаемыми (это было в конце прошлого века) нашел богатое местонахождение костей в одном из районов центральной части Северной Америки. Нужно сказать, что там очень много естественных обнажений горных пород, содержащих богатые скопления остатков животных. Поэтому районы центральной Америки всегда служили полем для «охоты» палеонтолога. Вот и там, где был найден диплодок, вся местность казалась усеянной массой темных камней. Однако при ближайшем осмотре определили, что это не камни, а обломки огромных костей, вымытых из ближайшего местонахождения. Их было так много, что один мексиканец пастух сложил себе из них хижину. Интересный, пожалуй, единственный в мире строительный материал!Достаточно было начать ближайшее обнажение, как сразу же обнаружили части скелета диплодока в естественном положении. Так было открыто замечательное местонахождение гигантских динозавров, которое американцы назвали «раскопками костяной хижины». Раскопки костей диплодоков, как и всех крупных ящеров, были весьма громоздким предприятием. Кости животных берутся вместе с вмещающей их породой, все это покрывается гипсом и заключается в ящики. Далее следует препаровка, то есть очистка от породы и пропитка скрепляющими веществами.Близок к диплодоку по строению и образу жизни бронтозавр (от «бронта» — гром, «заурус» — ящер; «громоподобный ящер»). Он был менее массивен, чем диплодок, достигая всего лишь 17 метров в длину. В Африке был найден гигантский брахиозавр длиной около 35 метров и высотой около 5 метров. Это самый величайший ящер. Вес его, вероятно, достигал 40 тонн! Брахиозавр имел длинную змеиную шею, приподнятую вверх, и маленькую голову.Для того чтобы насытиться, брахиозавр должен был поедать ежедневно не менее полутонны зеленого корма.Зауроподы, к которым относятся описанные нами ящеры-гиганты, были широко распространены, и остатки их найдены почти на всех материках.Интересны и другие ящеры мезозоя. Рассказать о них даже кратко можно лишь в отдельной книге. Поэтому мы охарактеризуем еще лишь нескольких представителей этих «владык» мезозойской суши.Птиценогие динозавры, так называемые орнитоподы, были двуногими. Часть из них жила на суше, как, например, игуанодоны, другие — утконосые динозавры, — подобно зауроподам, перешли к обитанию в воде. В связи с тем, что животные, подобно птицам, ходили на двух ногах, строение их таза и задних конечностей приобрело большое сходство с тазом и ногами птиц. Игуанодоны, скелеты которых в большом количестве были найдены в прошлом веке в Европе, были растительноядными животными до 4,5 метра высоты. На задних ногах у них было по три пальца, а на укороченных передних — пять. Утконосые динозавры достигали громадных размеров — 9—10 метров высоты. Их задние ноги были тяжелыми, колонновидными, напоминающими ноги слона или крупного носорога. Когти на пальцах превратились в копыта, что было выгодным приспособлением при хождении по топкому грунту. Передние конечности, которые были вдвое меньше задних, имели плавательные перепонки. Хвост был очень мощным. Челюсти утконосых динозавров были похожи на утиный клюв, которым ящер щипал растительность или процеживал болотную воду с попадавшей в нее пищей, как это делают утки. Спереди челюсти утконосых динозавров были беззубы и покрыты роговой пластинкой, как у птиц, а зубы у них росли позади этой пластинки. Их было много, несколько сотен на каждой половинке челюсти, и располагались они, как щетина на щетке. Такими челюстями и зубами утконосые динозавры могли жевать, как травоядные копытные млекопитающие.

Исполинские динозавры — бронтозавры, достигавшие 35 метров в длину и 40 тонн веса

Скелет растительноядного динозавра зауролофа из меловых отложений Монголии в Палеонтологическом музее Академии наук СССР

Интересны и разнообразны были рогатые и панцырные динозавры, жившие «совместно» на суше с хищными динозаврами. Они были растительноядными животными, и для защиты у них появились мощные оборонительные средства.Панцирные динозавры были защищены прочным панцырем, образовавшимся, подобно черепашьему из слияния наружных костных щитков. Некоторые из этих динозавров имели еще дополнительные шипы, а на хвосте — острые шипы-колючки до полуметра длиной. Таково защитное вооружение одного из этих панцырных ящеров — юрского стегозавра. Стегозавры достигали 9 метров в длину и ходили на четырех ногах. На спине стегозавра, вдоль шеи, туловища и хвоста, располагались большие костяные пластины. Для поддержания их позвоночный столб у стегозавров стал массивным, позвонки имели длинные спинные отростки. Так же как диплодоки и бронтозавры, стегозавры имели очень маленький головной мозг и большое расширение полости спинного мозга в области крестца. Были и другие виды динозавров, имевшие оригинальные защитные шипы и чешую.Не менее надежно были защищены и рогатые динозавры, имевшие на черепе один или три гигантских рога до 1,5 метра в длину. Шея их была прикрыта сверху большим костным воротником, представлявшим выросты височно-теменных костей. Из них можно отметить носорогоподобного трехрогого трицератопса с большим костяным шлемом, защищавшим шею, с двумя рогами на лобных костях и одним на носу.Динозавры жили на всех материках. Особенно много их найдено в Северной Америке, Африке и на древней суше земного шара — в Центральной, Азии. В последние годы советские палеонтологи добыли в Монголии очень много скелетов динозавров, в том числе много новых, не известных науке. Раскопанные в древней пустыне Гоби, скелеты хищных, утконосых, панцырных и других динозавров украшают сейчас Палеонтологический музей Академии наук СССР в Москве и Центральный музей в Улан-Баторе.Таковы были некоторые формы представителей мира динозавров — удивительных ящеров мезозойской эры. И они исчезли навсегда в конце этой эры. Время сохранило нам лишь их скелеты.

Крупный, семиметровой высоты, утконосый динозавр зауролоф (ящер с гребнем) в болотистых зарослях Центральной Азии (Монголии). Зауролофы, жившие в Азии около 80 миллионов лет назад, и среда их обитания детально изучены советскими палеонтологами.

(Реконструкция проф. К. К. Флерова.)

ВЕЛИКОЕ ВЫМИРАНИЕ

В архиве Земли нет сведений, которые отвечали бы нам прямо на вопрос, почему одни растения и животные вымирали, а другие продолжали жить и развиваться. Поэтому нам приходится высказывать более или менее вероятные предположения об этом, исходя из анализа строения и биологических особенностей как самих вымерших организмов, так и условий их жизни, среды обитания. Каковы же были причины вымирания динозавров и других мезозойских пресмыкающихся — ихтиозавров, крылоящеров и др.Первая мысль, которая приходит в голову, — не погибли ли они от какой-либо катастрофы, больших резких перемен на Земле? Но эту мысль, которой придерживались многие палеонтологи прошлого, приходится отбросить. Действительно, на Земле происходят страшные землетрясения, вулканические извержения, иногда широко распространяются заразные болезни, которые уничтожают очень много животных и растений. Но совершенно невероятна такая катастрофа, которая уничтожила бы великое царство мезозойских пресмыкающихся, которые были распространены буквально по всей Земле — и на суше, и в воде, и в воздухе.

Борьба трицератопсов и тираннозавра

Стегозавр

Не кроется ли причина вымирания пресмыкающихся в них самих, в особенностях их строения и образа жизни? В научно-фантастическом романе А. Конан-Дойля, в котором описана встреча ученых-путешественников с миром ископаемых существ, якобы сохранившихся до наших дней в центре Южной Америки, высказывается мысль, что динозавры вымерли из-за слабого развития мозга, не позволившего им приспособляться к окружающим условиям. Это предположение в то время, когда писался «Затерянный мир», было распространено. Действительно, динозавры и другие вымершие пресмыкающиеся имели слабо развитый мозг, кроме того, все они были «специализированы», то есть приспособлены к определенным узким условиям существования. Среди них было много гигантов. Многие из них были малоподвижны, неловки и с трудом добывали пищу. Короче говоря, у них была утрачена способность к жизни в новых условиях. А условия жизни меняются. Поэтому животное, которое утратило способность быстро и соответственно изменяться, обречено на вымирание. Эта теория вымирания ящеров мезозоя, которая поддерживается некоторыми палеонтологами и до сих пор, также вряд ли верна. Ведь все же многие ящеры жили, размножались и даже процветали в течение многих миллионов лет. Чтобы объяснить причину вымирания ящеров мезозоя, нам надо обратить внимание и на вымирание других организмов прошлого. А вымерло их немало в разные геологические эпохи: вспомним трилобитов и ракоскорпионов, древние леса из папоротников, которые дали много каменного

Рогатый динозавр стиракозавр

угля, и множество других организмов. Причем вымирание их всегда сопровождалось большими геологическими переменами: поднятие гор, изменение границ материков и океанов, климата или, вернее, они ему предшествовали. Когда меняются климат и другие физико-географические условия, тогда меняются и условия существования для растений и животных. И те приспособления, которые были преимущественными для организма, теперь могли оказаться губительными. Если изменение окружающей среды и организма происходит одновременно, то выработка у него новых приспособлений идет более или менее гармонично и организмы изменяются, а не вымирают. Если же изменения организмов «отстают» от изменений окружающей среды, они вымирают. Представьте, что климат Сибири стал бы теплее и суше. Тогда ее реки и леса, а также животные изменились бы соответствующим образом. Появились бы большие степи и многие животные вымерли бы, другие же, наоборот, начали бы процветать. Или, например, если бы Австралия соединилась сушей с Азией. Тогда многие животные Азии переселились бы в Австралию. Многие животные Австралии, в частности примитивные млекопитающие вроде ехидны, утконоса, кенгуру, стали бы вымирать, хищные пришельцы из Азии истребили бы их. Когда в прошлом веке в Австралию были завезены кролики, они быстро размножились, захватили себе участки обитания и пищу, которые раньше использовались сумчатыми животными, и последние стали быстро вымирать. На остров св. Елены были завезены козы. Они объели там листья кустарников, молодых деревьев и леса, и их обитатели стали гибнуть. Можно привести много других примеров, когда гибли дикие животные, потому что в места их обитания проникали другие — их враги и конкуренты в борьбе за пищу.Изучая причины вымирания организмов, следует помнить «закон необратимости эволюции». Закон необратимости эволюции был сформулирован бельгийским палеонтологом Луи Долло, учеником и последователем В. О. Ковалевского.По этому закону организмы, достигшие в результате развития в определенном направлении узкой специализации, могут изменяться лишь в ограниченных пределах и не могут приобрести черты строения предков. Ласты ихтиозавра не могли превратиться в лапы наземного животного, какие были у их предков. Так же и однопалая нога лошади не может превратиться в пятипалую, которая была у ее предков.В силу закона необратимости развития узкоспециализированные организмы, то есть приспособленные к определенной среде обитания, при изменении условий жизни оказываются в менее выгодном положении, чем организмы малоспециализированные. Поэтому они вымирали в силу того, что специализация ограничивала возможность быстрого образования новых приспособлений в новой среде.Каковы же были те вероятные изменения на Земле, которые повлекли за собой вымирание ящеров?В мезозойскую эру — эру их процветания — материки не имели больших и высоких горных цепей. Этот низкий равнинный рельеф способствовал развитию большого количества затопляемых низин с пышной растительностью. Климат был теплый, жаркий. Тропики тогда значительно дальше простирались от экватора на север и на юг. Пресмыкающиеся — животные хладнокровные, с непостоянной температурой тела — имели благоприятные условия для своего развития. Обилие растительного и животного корма также давало возможность для широкого распространения самых разнообразных ящеров. В первой половине мезозоя среди животных пресмыкающиеся были самыми высокоорганизованными существами, и они, естественно, достигли наибольшего развития.В конце мезозоя произошли большие изменения: началось мощное горообразование, которое повлекло за собой значительное осушение частей материков и пересыхание мелководных морей. Таким образом, началось уничтожение зон обитания многих групп пресмыкающихся, приспособленных к водной среде (морские пресмыкающиеся, различные динозавры). Все это сопровождалось переменами в растительном мире. Но, вероятно, наиболее неблагоприятным для ящеров оказалось похолодание климата, которое произошло в конце мезозойской эры. Сменившие пресмыкающихся птицы и млекопитающие — это единственные существа, у которых температура тела остается постоянной, независимо от температуры окружающей среды. У них более развиты головной мозг, забота о потомстве. Все это обеспечивало значительную выживаемость этим животным в различных условиях среды.Может быть, это — неполное и не совсем точное объяснение причин вымирания ящеров. Более определенный и ясный ответ будет дан тогда, когда мы лучше узнаем их биологические особенности, те условия, в которых они жили, и те события, которые произошли в конце мезозойской эры.Почему многие ящеры, в частности динозавры, вымерли в конце мезозоя? Дело в том, что мы проводим границу между мезозоем и следующей эрой — кайнозойской — именно там, где исчезли последние группы мезозойских ящеров.

ПОЯВЛЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Шишка, или цветок беннеттита (слева), ицветок магнолии (часть органов растенийудалена)

В мезозойскую эру произошли два великих события в истории жизни на Земле, которые изменили и обновили органический мир Земли: появились первые млекопитающие и цветковые, или покрытосеменные, растения.Уже в юрский период леса сильно изменились: поредели папоротниковые заросли, размножились голосеменные растения и саговники. Саговники — небольшие деревья с прямыми стволами и длинными пористыми листьями. По виду они похожи на папоротники и на пальмы. Они были потомками семенных папоротников и размножались семенами. Близкими родственниками саговников были беннеттиты, расцвет которых относится к меловому периоду. Они размножались семенами, которые были собраны в шишки и напоминали цветы с древних цветковых растений — магнолий. Замечательные растения мезозоя — гинкговые. Один вид этих растений — гинкго двулопастное — дожил в Японии и Китае до наших дней. Листья гинкговых похожи на веер и расположены на верхушке. В меловом периоде в связи с похолоданием и более сухим климатом растительный покров Земли изменяется еще больше. Среди хвойных лесов нередки древние сосны и ели. В лесах из саговых пальм и других древних растений появляются тополь, ивы и другие знакомые нам деревья. Появляются настоящие цветковые, или покрытосеменные, растения. Цветоносные растения стали возникать уже в конце палеозоя, около 200 миллионов лет назад. Это были известные нам саговые, гинкговые и хвойные. Но цветы их невзрачны и имеют простое строение. Образующиеся в них семена лежат в растении «голыми», ничем не прикрытыми. Поэтому их называют голосеменными. Но и такие семена имеют преимущество перед простыми спорами. В меловой период у предков цветковых растений цветы становились более разнообразными по форме, цвету, запаху. Их семена стали помещаться в особой полости — в разрастающейся завязи цветка. Поэтому такие растения ботаники называют покрытосеменными. С появлением их растительный покров Земли стал резко изменяться, и в сравнительно короткое время эти растения широко размножились и распространились повсюду.

Цветок магнолии, одного из древних цветковых, или покрытосеменных, растений

Появление на арене жизни цветковых растений резко изменило не только растительный покров Земли, но и всю органическую жизнь, особенно на суше. Однообразные леса из папоротников и голосеменных сменились разнообразными по форме и цвету лесами и лугами из цветковых растений. Приспособляясь к изменяющимся условиям среды, цветковые растения дали многообразные деревья, кустарники и травянистые однолетние и многолетние растения. Мы уже говорили о том, что без цветковых растений едва ли может быть большой прогресс в мире животных, особенно насекомых, птиц и млекопитающих.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

В юрский и меловой периоды мезозоя на жизненной арене появились млекопитающие. Они были тогда маленькими зверьками величиной с мышь или крысу. Их было мало, и они не были так широко распространены, как динозавры. Но, несмотря на это, их потомкам принадлежало будущее.Млекопитающие, как птицы, в некотором роде схожи с пресмыкающимися, но имеют перед ними свои преимущества в борьбе за жизнь. Подобно птицам, они сохраняют постоянную температуру тела, что позволяет им жить и быть активными при значительных колебаниях температуры внешней среды. Этому способствует и наличие у них теплого одеяния в виде волосяного покрова.Млекопитающие — обычно живородящие животные. Они кормят детенышей молоком (отсюда и название: молоком питающие), заботятся о своем потомстве. Таковы важные биологические преимущества и особенности млекопитающих как высших животных. У млекопитающих имеются и другие важные отличия в анатомии и физиологии.Млекопитающие, как и птицы, — активные животные. Их биологическая активность связана с прогрессивным развитием органов дыхания, кровообращения и мускулатуры. Сердце млекопитающих, как и у птиц, разделено на четыре части, и поэтому артериальная кровь, насыщенная кислородом, не смешивается с венозной кровью, насыщенной углекислым газом. Теплая кровь с постоянной температурой быстро доставляет во все части тела пищу и кислород, которые потребляются этими активными животными. Дыхательная система, в первую очередь легкие, имеет сложное строение и хорошо приспособлена для усвоения кислорода воздуха.У всех млекопитающих прогрессивно развился головной мозг и особенно кора большого мозга, которая достигла максимальной относительной величины и необычайной сложности строения. Поэтому их поведение сильно зависит от приобретенных в течение индивидуальной жизни условных рефлексов, по терминологии И. П. Павлова. Высоко развиты у млекопитающих и многие органы чувств, например слух, обоняние. Кроме того, мы видим у млекопитающих наибольшую рационализацию питания, что дало возможность усваивать самую различную пищу и хорошо ее перерабатывать.У млекопитающих гораздо больше, чем у других позвоночных, развита жевательная способность. Поэтому у них иначе устроены зубы, челюсти и по-другому совершается процесс жевания. Нижняя челюсть млекопитающих сочленяется с черепом так, что суставной отросток ее прямо входит в суставную ямку на височной кости. У пресмыкающихся и птиц нижняя челюсть причленяется к особой квадратной кости, которая прикрепляется к черепу. Зубы млекопитающих, как говорят, дифференцированы, то есть в челюстях находятся зубы разного вида, предназначенные для выполнения определенной функции. Впереди сидят резцы, за ними клыки, потом следуют малые коренные (или ложнокоренные) и, наконец, коренные. Такого разнообразия зубов больше ни у кого из животных нет. По отдельным костям черепа, и особенно по зубам, ученые хорошо различают разные группы млекопитающих. У млекопитающих хорошо развито так называемое вторичное нёбо — костная перегородка, которая отделяет носоглотку от ротовой полости.

Хищные зверозубые пресмыкающиеся циногнаты из отложений триасового периода Южной Африки, близкие к предкам млекопитающих

В какое же время истории жизни, от кого и почему возникли первые млекопитающие? Что они собой представляли? Ответ на эти вопросы дают остатки древних млекопитающих и зверообразных пресмыкающихся, а также изучение современных примитивных млекопитающих — яйцекладущих и сумчатых.Несмотря на то, что у млекопитающих есть признаки, общие с земноводными и отсутствующие у пресмыкающихся, в частности обилие кожных желез, происхождение их от пермских и триасовых зверозубых пресмыкающихся — териодонтов — не вызывает сомнения. Териодонты были разнообразными по величине и строению животными. Самые мелкие были величиной с крысу и самые крупные — с большого тигра. У териодонтов постепенно появляются признаки, свойственные исключительно млекопитающим. Особенно близки к последним некоторые южноафриканские триасовые териодонты. Скелет их мало чем отличается от скелета древнейших млекопитающих, и по ряду физиологических особенностей и по биологии они, вероятно, также были им близки. Хорошо развитое вторичное костное нёбо и сложные зубы, разделенные на резцы, клыки и коренные, давали териодонтам возможность непрерывного дыхания и хорошего пережевывания пищи. Они, так же как и млекопитающие, уже высоко держались на ногах и были весьма активными животными.Древние териодонты найдены и на территории СССР в пермских отложениях. Один из них, детально изученный по более полным остаткам черепа и частям скелета, — пермоцинодон (пермский собакозуб), — который назван так открывшим и изучавшим его академиком П. П. Сушкиным за некоторое сходство его черепа с черепом собаки, был небольшим звероящером величиной с маленькую собаку.Предками млекопитающих были мелкие виды зверозубых пресмыкающихся, подобные пермоцинодону или южноафриканскому циногнату.В течение мезозойской эры млекопитающие существовали в виде мелких форм, от которых нам известны лишь остатки черепов, челюстей, зубов. Они были немногочисленны и сохраняли ряд особенностей, свойственных пресмыкающимся. Эволюция их шла медленно, но постепенно у них вырабатывались особенности, которые обеспечили им бурный расцвет в кайнозое, что и позволяет нам считать их высшими животными.

Древние растительноядные млекопитающие диноцераты и насекомоядные псевдиктопсы, жившие на территории Центральной Азии 50 миллионов лет назад.

(Реконструкция проф. К. К. Флерова)

Все древнейшие мезозойские млекопитающие были маленькими, величиной с крысу или мышь, зверьками, жили в теплых, влажных, лесистых местах и вели как бы «скрытый образ жизни». Они были уже представлены формами, различающимися между собой зубами и другими особенностями. Самые примитивные имели трехконусные зубы, из которых развивались трехбугорчатые и многобугорчатые. Многобугорчатые известны с юрского периода до начала кайнозойской эры. Коронку из коренных зубов составляли от 2 до 5 рядов бугорков. Строение зубов и некоторые иные признаки дают основание считать многобугорчатых млекопитающих если не прямыми предками однопроходных млекопитающих, то очень близкими к ним. Однопроходные млекопитающие в современную эпоху представлены ехидной и утконосом, живущими в Австралии и на некоторых прилегающих островах.Однопроходные млекопитающие сохранили признаки пресмыкающихся, например откладывание яиц, клоаку и др. Челюсти у них покрыты роговым чехлом.Среди ныне живущих млекопитающих недалеко ушел от предков сумчатых и высших планцентарных млекопитающих опоссум, или американская сумчатая крыса.Предками для подклассов сумчатых и высших (плацентарных) млекопитающих были так называемые трехконусозубые млекопитающие, обнаруженные в юрских отложениях. Это были маленькие зверьки с характерными трехбугорчатыми коренными зубами. Из древней группы пантотериев в меловом периоде развились все поздние млекопитающие, впоследствии заселившие весь земной шар. Сумчатые рождают недоношенных детенышей, дальнейшее развитие которых проходит в особом мешке-«сумке» на брюхе у матери.Сумчатые млекопитающие в настоящее время представляют хорошо обособленную ветвь млекопитающих, которая имеет, так же как и плацентарные, много специализированных групп. Среди них есть наземные, древесные, роющие, плавающие животные. Они различаются также и по характеру питания: насекомоядные, всеядные, хищные, травоядные. Сумчатые сохранились теперь только в Австралии, на соседних с ней островах и в Америке, преимущественно Южной. Среди австралийских сумчатых есть много животных, сходных по образу жизни с различными представителями высших плацентарных млекопитающих: копытных (кенгуру), грызунов (вомбат, сумчатые белки), хищных (сумчатый волк) и др.Наиболее многочисленный и распространенный подкласс плацентарных млекопитающих хорошо известен с мелового периода. К плацентарным относятся насекомоядные, приматы, хищные, грызуны, копытные и многие другие отряды. Для них характерно наличие плаценты, то есть тесное соединение оболочек зародыша со стенками матки, обеспечивающее хорошее снабжение зародыша пищей и кислородом из тела матери. Все особенности, свойственные млекопитающим, у них наиболее развиты.Нам остается ответить на один очень трудный вопрос: почему зверозубые пресмыкающиеся превратились в млекопитающих? В конце палеозойской эры в ряде мест земной поверхности увеличивалась, начиная с пермского периода, сухость климата. Особенно сухим климатом отличались обширные пространства Южной Африки и ряда других местностей, где процветали многие пресмыкающиеся, в том числе зверозубые. Другая, более могущественная причина, которая дала толчок развитию млекопитающих — сильное похолодание, происшедшее в конце палеозоя. По-видимому, резкий холод охватил и южное полушарие, в частности Африку. Совместное действие сухости и холода тяжело сказалось на пресмыкающихся. Поэтому началось развитие зверозубых пресмыкающихся, которые гораздо лучше были приспособлены к новым условиям. Многие современные ученые считают, что млекопитающие возникли в триасовый период и что некоторые высокоразвитые зверозубые пресмыкающиеся были теплокровными животными.Что мешало развитию и широкому распространению млекопитающих в мезозойскую эру? Вполне вероятно, что революция на земной поверхности, которая произошла в конце палеозоя, была достаточной причиной для того, чтобы возникли млекопитающие. Но она не «затормозила» развитие различных хищных пресмыкающихся — смертельных врагов первых млекопитающих.Поэтому до самого конца мезозоя, до вымирания ящеров, млекопитающих было немного. Их расцвет начался в кайнозойскую эру, которую палеонтологи справедливо назвали «эрой млекопитающих».

ЭРА НОВОЙ ЖИЗНИ Расцвет высших растении и животных

 По теории естественного отбора новые формы должны стоять выше прежних не только в силу победы в борьбе за существование, но еще и вследствие дальнейшего шага в деле специализирования органов.

Ч. Дарвин

ВЕК МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Эра, в которой мы живем, называется кайнозойской. В эту эру, длящуюся около 60 миллионов лет, происходило формирование основных черт современного рельефа земной поверхности, бурно развились высшие представители органического мира — цветковые растения, насекомые, костистые рыбы, птицы и млекопитающие, — появилось высшее разумное существо — человек.Происходило энергичное поднятие больших участков материков, формировались высочайшие горы Земли, исчезали или уменьшались в размерах, огромные внутриконтинентальные водоемы: океан Тетис окончательно распался на ряд морей (Средиземное, Черное, Каспийское и др.). Возникали горы Кавказа, Средней Азии, Альпы, исчезло Тургайское море — залив вдоль восточного склона Урала и Западного Казахстана — и др. Усиливается континентальность климата, и происходит быстрая смена растительных покровов.

Распределение суши и океанов в начале кайнозойской эры

Древняя гигантская хищная птица диатрима

Кайнозойская эра подразделяется на два периода: длительный третичный и очень короткий четвертичный, или антропоген (период развития человека и человеческого общества). Третичный период значительно больше четвертичного. Поэтому его иногда делят на две части: более древнюю — палеоген — и более позднюю — неоген. Деление третичного и четвертичного периода на эпохи и продолжительность каждой из них даны в таблице (стр. 39).Промежуток времени — конец мелового периода и начало кайнозойской эры — исследован довольно плохо. Нам неизвестно пока, как произошла тогда смена древних растений и животных более молодыми. Это время, вероятно, было довольно продолжительным, полным волнующих событий в истории жизни. Однако многие архивы этой истории еще не обнаружены, а другие погибли.Произошла довольно резкая смена форм жизни. Навсегда исчезли ящеры — владыки суши, морей и воздуха, — леса из саговых пальм и множество других животных и растений.Жизнь в океанах и морях изменялась значительно меньше чем на суше, и по составу организмов третичные моря были близки к современным. Вместо мезозойских аммонитов и белемнитов появились пластинчатожаберные и двустворчатые моллюски. Многие из них широко распространились в пресных и солоноватых водах. Моря были населены множеством фораминифер, образующих глубоководные илы. В палеогене также жили многочисленные гигантские донные фораминиферы — нуммулиты. Шестилучевые кораллы (мадрепора и др.) вместе с восьмилучевыми кораллами, водорослями литотамниями, гидроидными полипами, мшанками образовывали и сейчас образуют в теплых морях рифы. Многочисленны были ракообразные иглокожие. Среди рыб преобладали близкие к современным костистые и акуловые.Наземная растительность и млекопитающие палеогена еще мало были похожи на современных. По-видимому, были лишь две флористические провинции — тропическая и подтропическая (теплоумеренная). Тропическая растительность была широко распространена в Европе, Азии, Северной Америке. В средней и южной Европе, например в СССР в южной части Русской равнины, наряду с реликтами мезозоя — пальмами, араукариями — росли вечнозеленые лавры, магнолии, болотные кипарисы, каштаны, бамбуки, бананы, эвкалипты. Росли также липы, ивы, ольха, тополь, клен, кустарниковые — бересклет, туя, мирта, — а в более влажных местах разнообразные папоротники и мхи. В Гренландии росли кипарисы, магнолии, вязы, клены, виноград. На юге Европы водились крокодилы и большие водяные змеи, тропические ящерицы. По берегам рек росли пальмовые леса, летали птицы с заостренными, как пила, клювами. Севернее преобладали деревья с опадающей листвой и хвойные. Весьма характерной особенностью палеогена в отличие от более поздних эпох является незначительность трав, в частности злаков.Мир наземных позвоночных резко отличался от мезозойского. В кайнозое млекопитающие быстро заняли господствующее положение, приспособившись к различным условиям суши, к жизни в воздушной и водной среде, и как бы заменили мезозойских пресмыкающихся, из которых сохранились только крокодилы, черепахи, ящерицы, змеи. Вначале преобладали группы, свойственные еще мезозою, — многобугорчатые, сумчатые, примитивные планцентарные, представленные насекомоядными, — такие, как кроты, ежи и др. По-видимому, в меловой период насекомоядные дали начало другим отрядам млекопитающих. В палеогене появились возникшие от насекомоядных примитивные хищники креодонты, одна из групп которых впоследствии стала родоначальницей настоящих хищных, древние копытные — кондиляртры, предки более поздних копытных, а также приматы, грызуны, рукокрылые. Млекопитающие эоценовой и олигоценовой эпох, весьма разнообразные по величине, строению и приспособлению к различным условиям существования, найдены во многих местах Азии, Европы, Северной Америки. Многие из них, однако, еще сочетали особенности, свойственные представителям различных отрядов или семейств. Например, креодонты имели признаки хищных, насекомоядных и даже сумчатых. У них были крупные череп и зубы, небольшой мозг и слабые ноги. Большинство их вымерло, но группа, которая выжила и дала начало новейшим хищникам, отличалась небольшими размерами своих представителей с более крупным мозгом, эффективными режущими зубами и относительно слабыми ногами. От нескольких ветвей первичных копытных — кондиляртр — возникли дожившие до наших дней непарнокопытные, парнокопытные, хоботные. Появились разнообразные копытные, нередко причудливого строения и гигантских размеров — громадные рогатые бронтотерии, диноцераты, безрогие носороги. Носорог индрикотерий, выкопанный из олигоценовых отложений Казахстана, достигал 5 метров в высоту и был самым крупным наземным млекопитающим.Обширные пространства Азии, когда жили индрикотерий, были покрыты тенистыми смешанными лесами из громадных буков, грецкого ореха, ликвидамбров, секвой. Эти леса чередовались с болотистыми зарослями и лесостепями. Климат был теплый и влажный. В зарослях и на болотах обитали крупные свинообразные — антракотерии, маленькие безрогие оленьки — предки оленей, жираф, антилоп и быков. В лесах и лесостепях жили когтепалые копытные халикотерии, паслись легкие мелкие носороги и бродили индрикотерии, поедая листву и молодые побеги деревьев и кустарников.Млекопитающие заняли не только поверхность суши, но лазали по деревьям (древние приматы), летали по воздуху (летучие мыши), плавали в морях (древние киты). Они вместе с птицами полностью «заменили» мезозойских пресмыкающихся — динозавров, ихтиозавров, плезиозавров, птерозавров. Наступил расцвет «века млекопитающих».Следует отметить, что в Австралии и Южной Америке, рано отделившихся от других материков, млекопитающие сохранили облик древних мезозойских предков и развивались там по-другому. В Австралии существовали лишь сумчатые и однопроходные, в Южной Америке — сумчатые, неполнозубые, ленивцы и различные южные копытные — нотоунгуляты и другие.

Древние копытные млекопитающие фенакоды(из кондиляртр)

В неогене очертания морей и континентов, рельеф земной поверхности уже были близки к современным, климат стал холоднее, в горных районах были оледенения.

Древний хищник — креодонт диниктис охотится за копытным

Страннороги (диноцераты), жившие около 50 миллионов лет назад

В конце олигоцена и в миоцене происходят большие изменения наземной флоры и фауны. В умеренных поясах тропические и субтропические растения сменяются растениями с опадающей листвой, возникают поросшие злаками и другими травами степные и лесостепные пространства, и позднее, в конце третичного и в четвертичном периоде, появляется растительность тайги, тундр. На юге растительность, а также и животный мир изменялись меньше и сохраняли более древний облик.Изменение климата и особенно появление нового растительного покрова — широкое распространение сухих лугов и лесостепей, — как показал еще в 70-х годах прошлого века В. О. Ковалевский, резко сказалось на развитии млекопитающих и в первую очередь на травоядных копытных. Исчезают кондиляртры и другие питающиеся мягкой, сочной растительностью млекопитающие, креодонты, многие обитатели лесных чащ и болотных зарослей.

Крупные древние рогатые млекопитающие арсиноитерии,жившие в Африке около 40 миллионов лет назад

Различные представители индрикотериевой фауны,обитавшие в Азии 25—50 миллионов лет назад

В миоцене и плиоцене появились уже все семейства и многие рода ныне существующих млекопитающих: лошадиные, свиньи, олени, жирафы, полорогие, гиены, кошки, ластоногие, обезьяны, в том числе человекообразные, хоботные — мастодонты и древние слоны. У многих копытных (лошадиных, оленей, полорогих) выработались хорошие приспособления к быстрому бегу и питанию травянистыми растениями. Ноги их удлинились, коренные зубы стали постоянно растущими, с высокой коронкой.В конце миоцена и в плиоцене в Европе, Азии, Африке была широко распространена так называемая гиппарионовая фауна, в состав которой входили трехпалые лошади — гиппарионы, свиньи, олени, жирафы, разнообразные антилопы, мастодонты, гиены, барсуки, виверры, медведи, кошки, в том числе гигантские тигры саблезубы с большими кинжаловидными верхними клыками, грызуны, обезьяны. Из птиц характерны страусы. Несколько иной состав гиппарионовой фауны был в Северной Америке. Во второй половине плиоцена эта фауна исчезла в Европе, большей части Азии, в Северной Америке. В Африке она просуществовала дольше и превратилась в современную фауну африканских лесостепей — саванн. Если бы мы могли попасть несколько миллионов лет назад, например, на Украину, в Западную Сибирь, то нам представилась бы картина, сходная с саваннами Африки.Огромные скопления остатков гиппарионовой фауны обнаружены и раскопаны на территории Молдавии, Украины, Кавказа, Средней Азии, Западной Сибири.В СССР, особенно за последние 40 лет, обнаружены многочисленные местонахождения млекопитающих третичного и четвертичного периодов. Их остатки были изучены многими палеонтологами, среди которых надо особенно отметить академика А. А. Борисяка, почетного академика М. В. Павлову, профессора Ю. А. Орлова.

ВЕЛИКОЕ ПОХОЛОДАНИЕ

Четвертичный период, или антропоген, начавшийся около 1 миллиона лет назад, несмотря на свою относительную краткость, богат событиями. В течение антропогена возник человек и развивалось человеческое общество, образовались многие виды ныне существующих растений и животных, сформировались современные флора и фауна, появились созданные человеком культурные растения и домашние животные. В течение этого времени приняли знакомые нам очертания современные моря и океаны, горы и равнины, озера и реки. В этот относительно короткий срок произошли такие большие физико-географические перемены, как образование Балтийского, Карского, Эгейского, Красного и ряда других морей, произошло отделение островов Мальты и Сицилии от Африки, Великобритании — от Европы. Исчезла Берингийская суша, соединявшая еще сравнительно недавно, несколько сотен тысяч лет назад, Азию с Северной Америкой в районе Камчатки и Аляски. От азиатского материка в течение антропогена отделились Новая Земля, Новосибирские острова, Японские и Зондские острова. Неоднократно прерывалась и восстанавливалась связь между Аральским, Азовским, Каспийским, Черным и Средиземным морями. Происходили изменения границ суши и моря и в других местах, особенно, как показали последние исследования, в Арктике и на севере Азии. В антропогене продолжалось образование высоких хребтов Альпийских, Кавказских, Алтайских, Гималайских и других гор.

Саблезубый тигр

В начале антропогена было сравнительно тепло даже в умеренных северных зонах. Растительный и животный мир значительно отличался от современного. Широко были распространены крупные так называемые древние и южные слоны, степные носороги, крупные однопалые дикие лошади, дикие верблюды, олени, в том числе огромные широколобые лоси и гигантские, или большерогие, олени; много было антилоп, грызунов. Из грызунов интересны бобры трогонтерии, внешне напоминающие современных бобров, но они были значительно крупнее и жили, как сурки, в норах. Весьма диковинным зверем был носорог эласмотерий, или единорог, обитавший в северной Азии и Восточной Европе. Ростом эласмотерий был, как слон. У него на лбу, а не на носу, как у обычных носорогов, был огромный длинный рог (до 1 м). Единственный в мире скелет эласмотерия можно видеть в Палеонтологическом музее Академии наук СССР в Москве. В Западной Европе было настолько тепло, что жили гиппопотамы. В это время в теплых южных странах (Африка, Южная Америка, Южная Азия) доживали свой век некоторые тропические животные: мастодонты, гиппопотамы, саблезубые тигры, а также разнообразные сумчатые (Австралия и Южная Америка) и др.

Единорог — эласмотерий

Гигантский ленивец — мегатерий

На южных материках (Австралия, Южная Америка, Африка и тропическая Азия) были уже растения и животные, которые дожили до наших дней. Климат и вся физико-географическая обстановка там изменились меньше, чем на севере.В Южной Америке распространились млекопитающие, у которых не было передних зубов или даже отсутствовали все зубы. Поэтому их назвали неполнозубыми. Одни из них — броненосцы — были покрыты панцырем, как черепахи. У других развился толстый, мощный хвост, так что они могли вставать, опираясь на него. Самым большим из броненосцев был трехметровый глиптодон. С виду он был похож на черепаху. У глиптодона был такой тяжелый панцырь, что он еле-еле двигался. Питался он мягкими растениями. Близкими родичами живущим ныне в Южной Америке ленивцам были мегатерии. Ленивцы — медлительные и вялые животные: они по целым неделям не слезают с веток деревьев, прицепившись к ним ногами и свесившись спиной вниз. В такой позе они долго спят. Шея у них так устроена, что они могут поворачивать голову назад. Мегатерии были крупнее ленивцев и достигали размеров слона. Так же как некоторые ящеры, они могли подниматься на задние ноги, опираясь при этом на хвост, чтобы объедать листья деревьев. Когда Южная и Северная Америка соединились и по суше на юг двигались новые млекопитающие, мегатерии и многие другие удивительные звери, населявшие Южную Америку, вымерли. Их мелкие родичи до сих пор живут в лесах Южной Америки, являясь как бы живыми ископаемыми прошлых эпох. Вероятно, они тоже скоро вымрут. Во всяком случае их становится все меньше и меньше. В отрезанной от других материков Австралии развивались сумчатые млекопитающие и нелетающие птицы. Гигантами среди них были динорнисы — птицы в два раза выше человека.Последняя птица — гигант моа, — жившая в Новой Зеландии, была истреблена около 100 лет назад. Пути развития жизни в северной Европе, Азии и Северной Америке были совсем другими.Во второй половине антропогена началось резкое похолодание климата, приведшее к обилию снегового покрова и возникновению оледенений больших пространств на севере Европы, Азии и Северной Америки.Вместе с холодом увеличивалась и сырость. Глубокие снега покрывали северные земли и горные хребты. Жизнь замирала, отступала к югу; сравнительно немногие виды растений и животных смогли приспособиться к суровым условиям.

Длиннорогий бизон

Скелет большерогого оленя в Палеонтологическом музее Академии наук СССР

В начале великого похолодания, несколько сот тысяч лет назад, растительный и животный мир значительно отличался от современного. Представим себе мир млекопитающих того времени. На заливных лугах и опушках лесов пасутся косяки лошадей и стада крупных длиннорогих бизонов. Водится много лосей и большерогих оленей. Самки большерогих, как и многих других видов оленей, были безрогими. Множество было носорогов, крупных слонов — трогонтериев — предков появившихся позже мамонтов. Слоны трогонтерии были гораздо крупнее мамонтов и других слонов, появившихся позже. Бивни у их самцов достигали 3 метров в длину. В это же время жили еще и другие вымершие ныне млекопитающие — дикие верблюды, винторогие антилопы спироцерусы, страшные хищники того времени пещерные львы (тигрольвы), имевшие признаки тигров, пещерные гиены и медведи. Появились уже мало отличавшиеся от современных волки, лисицы, зайцы, шакалы, куницы и другие животные.Около 200 тысяч лет назад началось более резкое похолодание. На севере и в горах появились ледники. Скандинавия и север Северной Америки напоминали нынешнюю Гренландию. Эпоха оледенения оставила нам много памятников о себе: это фиорды, изрезывающие берега Норвегии, где ледник спускался сотнями языков в море, это разнообразные округленные и сглаженные льдом камни, которые зовутся курчавыми скалами, бараньими лбами, это камни, оторванные ледниками при их движении и перенесенные за сотни километров (такие камни-валуны часто встречаются на севере европейской части СССР. «Медный всадник» — памятник Петру I — стоит на таком крупном валуне). Наконец, ледники оставили после себя массу беспорядочных отложений горных, преимущественно глинистых, пород, изрытый рельеф, множество озер.О причинах великого похолодания и образования ледниковых покровов ученые высказывали разные предположения. Скорее всего они вызваны значительными горообразованиями, изменением очертаний берегов морей и океанов, направлений морских течений и другими физико-географическими переменами, происшедшими во второй половине антропогена. Некоторые ученые считают, что было несколько похолоданий, которые перемежались с теплыми эпохами. Не все животные и растения пережили великое похолодание; некоторые из них вымерли, другие отступили к югу, в более теплые места, третьи — приспосабливались к холодным суровым условиям.В этот период возникают умеренная и арктическая ландшафтные зоны, их флора и фауна. Формируется растительность тундры, тайги, смешанных лесов, изменяется облик степей. В это время на равнинах северной Европы и Азии широко распространились холодолюбивые виды животных: северный олень, появившийся в Северной Америке, мускусный овцебык, живущий сейчас лишь в Гренландии и на островах североамериканского архипелага, лемминги, зайцы беляки, песцы, белые куропатки, полярные жаворонки и некоторые альпийские птицы.Широко распространились волосатые носороги и слоны-мамонты, измельчавшие потомки трогонтериевого слона. Крупные длиннорогие бизоны и первобытные быки сильно измельчали. Эласмотерии, многие носороги, пещерные медведи и гиены, тигрольвы и другие млекопитающие вымерли. О значительности похолодания говорят такие факты. В Крыму, например, обитателями стали белые куропатки, песцы, зайцы беляки, северные олени, полярные жаворонки. Мамонт и его постоянный спутник волосатый носорог проникли на юг до Испании, Италии, Закавказья. Мамонты населяли Европу, Азию и Северную Америку вплоть до их самых северных окраин.Много прямых потомков животных этой эпохи дожило до наших дней, некоторые вымерли или сильно сократились их число и ареал распространения.Мамонтов, волосатых носорогов и других вымерших животных мы можем себе легко представить. Они дошли до нас как бы законсервированными, замороженными, с волосяным покровом, кожей и мягкими тканями. Это животные, которые случайно попали в трещины льда, замерзли в болотах и пролежали во льду много тысяч лет, не тронутые гниением.В Сибири были найдены голова и лапы волосатого носорога, целые туши или части мамонтов. В начале нашего века был найден почти целый мамонт, чучело которого стоит в Зоологическом музее Академии наук СССР в Ленинграде. В желудке этого мамонта сохранилась даже пища, которую он съел перед смертью, — осока, полевой тмин, дикие бобы, полярные лютики. Эти растения и теперь растут в Сибири летом. Зимой мамонт питался, вероятно, листьями и корой полярной ивы, вереском и другими низкорослыми кустарниками.На основе таких находок мы легко можем представить себе и внешний вид мамонта и его образ жизни.Мамонт — животное немного больше индийского слона, с высокой головой и коротким хвостом. Он был покрыт рыже-бурой шерстью, в метр длиной, свисавшей на брюхе до земли. Его изогнутые бивни — увеличенные резцы — достигали 3 метров в длину. Ими он защищался и выкапывал пищу из-под снега. Кожа у мамонта была очень толстая, с большим слоем подкожного жира, доходившим до 10 сантиметров. На голове и на спине этот жир образовывал целые горбы. Толстая кожа, шерсть и обилие жировых отложений хорошо предохраняли мамонта от холода.После великого похолодания снова началось потепление климата, которое в свою очередь вызвало вымирание и тем самым сокращение численности животных, приспособившихся к суровым условиям ледниковой эпохи, — мамонтов, волосатых носорогов, овцебыков и др. Последние мамонты вымерли в современную геологическую эпоху около 10 тысяч лет назад.

Большерогие олени

В это время сформировался растительный и животный мир, современниками которого мы являемся. В последние 10 тысяч лет климатические условия тоже не подвергались резким изменениям и напоминали современные. Флора и фауна в этот период испытывали большие изменения в связи с хозяйственной деятельностью человека, созданием им культурных растений и систематическим одомашниванием диких животных. Об этом будет рассказано в следующей главе.

ИСТОРИЯ СЛОНОВ, НОСОРОГОВ, ЛОШАДЕЙ

Первые плацентарные млекопитающие — предки современных — были небольшими животными, питавшимися преимущественно насекомыми, мелкими ящерицами и другой плотоядной пищей. Главным, что отличало их от живущих ныне, было отсутствие специализации в питании, движении и т. д. Все существующие теперь млекопитающие, например тигр, лошадь, обезьяна, резко отличаются друг от друга специализацией в каком-либо направлении: тигр — явный хищник, лошадь приспособлена к быстрому бегу и питанию травой, кит — для жизни в воде, обезьяна — для лазания по деревьям. Древние млекопитающие не были так односторонне развиты. Они были небольшими животными с маленьким мозгом и неопределенной специализацией. Многие из них сочетали признаки различных отрядов млекопитающих; мы уже говорили, что древние копытные имели признаки хищных, а древние хищные и приматы — признаки насекомоядных.В первой половине третичного периода шел «распад» однородного царства млекопитающих по разным путям специализации.Уже в палеогене — 50—60 миллионов лет назад — у древних млекопитающих имелись различия в образе жизни, питании: одни лучше приспосабливались к жизни на суше, другие — в воде, третьи — в воздухе. Одни приспосабливались к хищному образу жизни, другие — к растительноядному.Появились первые млекопитающие, которые жили в воде: киты и предки тюленей, моржей, сирен. Древние киты были еще небольшими животными в несколько метров длиной. Они имели маленькие передние ноги-плавники. У них было много крупных зазубренных зубов. Современные киты очень разнообразны по строению. Среди них имеются самые большие животные, достигающие 35 метров в длину.Появились млекопитающие и в воздухе — летучие мыши. Но наибольшего развития млекопитающие, так же как и пресмыкающиеся, достигли на суше. Возникли и широко распространились их виды, разнообразные по размерам и образу жизни.Древние хищники креодонты приспосабливались к ловле живой добычи, питанию мясом и разгрызанию костей. Тело их сделалось легким и гибким, когти крепкими и острыми, клыки превратились в острые кинжаловидные зубы, а коренные зубы стали режущими.От древних хищников произошли тюлени, моржи и другие водные хищники, которых называют ластоногими. С другой стороны, некоторые из них дали начало кошкам, собакам, куницам, медведям, барсукам. Наибольшее развитие хищнических особенностей наблюдается у кошек. Медведи и барсуки отчасти вернулись к всеядности, и у них ослабились хищнические особенности.Древесные насекомоядные дали начало обезьянам, о которых мы будем говорить особо.Большого развития достигли растительноядные млекопитающие. Предками различных копытных были первичнокопытные, или кондиляртры, которые имели хищнические черты в строении (когтевидные копыта, острые коренные зубы и хорошо развитые клыки). Особенного успеха достигли два отряда копытных, выделившихся из них. Это непарнокопытные и парнокопытные, остатки которых по числу и разнообразию видов занимают первое место среди находок ископаемых млекопитающих. Так как история многих копытных и хоботных млекопитающих хорошо изучена, мы остановимся на ней подробнее.

Овцебыки

Всем хорошо известны всего лишь два ныне живущих представителя хоботных млекопитающих — индийский и африканский слоны. А ископаемых хоботных известно около 400 видов. Своеобразные особенности хоботных ярко выражены: это огромные, направленные вперед и различным образом изогнутые передние зубы — резцы. Между ними спускается длинный, мясистый хобот, которым они подносят пищу ко рту и пьют воду. Туловище массивное, толстое, ноги прямые, колонновидные. Рост их достигает 4 метров.Эти особенности еще не были хорошо выражены у древних хоботных. История их прослежена с эоценовой эпохи до наших дней, то есть в течение 50 миллионов лет.Самые древние хоботные меритерии (по названию озера Мерис в Египте, около которого найдены их остатки) были величиной с осла; у них был небольшой хобот и две пары несколько удлиненных резцов — будущих бивней. От меритериев получили свое развитие мастодонты и динотерии.Мастодонты имели массивное, низко посаженное туловище, удлиненную голову с одной или двумя парами прямых или слабо загнутых бивней. Череп мастодонта имеет значительно более выдающиеся лицевые кости, то есть более удлиненную морду, чем слон. Интересно, что у новорожденных и молодых слонов морда более удлинена, чем у взрослых. Череп взрослого слона имеет крайне укороченную и вдавленную морду, как у бульдогов. Это — обычное явление: молодые животные часто имеют черты сходства с предками, исчезающие в зрелом возрасте. Зубы мастодонтов сильно отличаются от зубов слонов. У слонов имеются на передней части верхней челюсти два огромных боковых резца-бивня. В нижней челюсти соответствующих зубов нет. Далее пропуск зубов — диастема, — и потом идут замечательные коренные. Обе челюсти, верхняя и нижняя, укорочены, а коренные зубы очень велики, и поэтому одновременно в челюстях сидят по одному или по два зуба на каждой стороне, внизу и вверху. Однако слоны имеют в общем 12 коренных зубов, по три в каждой половине верхней и нижней челюсти. Они последовательно вырастают один за другим. Когда первый зуб изнашивается, он проталкивается вперед, на его место надвигается второй, а на место второго по мере его износа — третий. У молодых слонов этим зубам предшествуют три маленьких молочных зуба, которые выпадают один за другим в течение приблизительно первых 15 лет. Первый постоянный коренной появляется на шестнадцатом году жизни, второй лет через 5, а третий — лет через 20 после второго и остается до смерти слона, живущего 100—150 лет. Вторая замечательная особенность коренных зубов слонов — необычайная сложность их строения. У индийского и африканского слонов, у мамонта и других многочисленных ископаемых слонов коренные зубы имеют много узких гребней — до 27, — расположенных поперек коронки зуба. Количество гребней у различных слонов различно.

Скелет древнего мастодонта в Палеонтологическом музее Академии наук СССР

Древние мастодонты

Древние хоботные вначале были распространены в Африке. Африка была в то время (в первой половине третичного периода — в палеогене) широко соединена с Азией, так как в восточной части тогда не было Средиземного моря. Поэтому потомки древних хоботных — различные мастодонты — переселились в Азию. Как показали исследования советского палеонтолога академика А. А. Борисяка, они имели здесь в начале неогена мощное развитие. Отсюда они расселились в Европу, Северную Америку, Южную Америку и обратно в Африку. Остатки различных мастодонтов найдены на всех материках, за исключением Австралии и Антарктиды. Многочисленные остатки их найдены в южных областях Советского Союза: в Молдавии, на Украине, на Кавказе, в Средней Азии, Казахстане. В Европе и Азии мастодонты вымерли в конце третичного периода (в плиоцене). В Африке они дожили до начала антропогена. В южных частях Северной Америки они жили еще несколько тысяч лет назад, в современную геологическую эпоху, а в Южной Америке дожили до IV века н. э. и были предметом охоты древних индейцев. По образу жизни мастодонты отличались от слонов: они были, в противоположность им, в основном обитателями не лесов (как индийский слон) и лесостепей (как африканский слон и многие вымершие слоны), а болотистых местностей.Другое, чем у мастодонтов, направление развития было у удивительных хоботных динотериев, также возникших от древних хоботных. Динотерии имели плоскую голову и пару нижних бивней, круто загнутых вниз. Такие бивни служили, вероятно, для вырывания растений. Эти животные достигали гигантских размеров — до 4—5 метров в высоту. Находки динотериев известны в верхнетретичных отложениях Африки, Азии, Южной Европы (Кавказ, Молдавия, юг Украины).В неогене некоторые бугорчатозубые мастодонты все более приспособлялись к жизни в озерах, болотах, превратились в платибелодонтов. У платибелодонтов образовалась длинная, расширенная в передней части в виде огромной ложки нижняя челюсть, снабженная парой плоских бивней. Такое орудие было удобно для «черпания», как лопатой, водных растений. По образу жизни они были подобны гиппопотамам.Платибелодонты найдены в миоценовых отложениях Кавказа, Монголии; в Северной Америке жили родственные им амбелодоны.

Поздний мастодонт, который широко был распространен в Европе и Азии несколько миллионов лет назад

Динотерии

Настоящие слоны ведут свое начало от гребенчатозубых мастодонтов — стегодонтов, — которые стали приспособляться к жизни в лесостепях. Это происходило в плиоценовую эпоху, несколько миллионов лет назад. У стегодонтов постепенно череп становился коротким и высоким, уменьшалось количество зубов, но взамен этого оставшиеся коренные зубы увеличивались, их жевательная поверхность становилась многогребенчатой. Зубы становились, как жернова для перетирания большого количества сухой растительности. В плиоцене и антропогене существовало много видов слонов. На территории Советского Союза были найдены остатки крупных плосколобых слонов, живших в верхнем плиоцене. Далее они последовательно развивались в гигантских южных слонов, трогонтериевых слонов и мамонтов. При этом они постепенно приспособлялись к более холодному климату и к питанию жесткой пищей (сначала степными растениями, а затем полярными злаками, осокой и хвоей) и расселялись все дальше к северу. Наибольшее выражение этого развития мы находим у северных волосатых слонов-мамонтов.Современные носороги — однорогий индийский носорог с острой верхней губой и двурогий африканский с широким четырехугольным ртом, — так же как и слоны, — жалкие остатки богатой видами и широко распространенной в прошлом группы млекопитающих. От их предшественников в третичных и четвертичных отложениях сохранилось много скелетов, костей и зубов. Очень много остатков древнейших носорогов было найдено в Центральной Азии, которая была, по-видимому, центром их происхождения и развития. В степях и пустынях Казахстана и Монголии было найдено много остатков различных носорогов.

Скелет индрикотерия в Палеонтологическом музее Академии наук СССР

В древнетретичное время многие носороги были небольшими, величиной с теленка, и, что самое интересное, не имели рогов. Это были безрогие носороги. Они были более стройные и подвижные животные, чем их потомки. Остальные особенности их скелета и зубов показывают нам, что это без сомнения носороги. Однако наряду с мелкими примитивными носорогами в Азии были найдены носороги-гиганты. Они также имели примитивные черты в строении, были безрогими, но по размерам превосходили крупных слонов. В Казахстане в 1912 году в олигоценовых отложениях был впервые найден такой гигантский носорог. Он был назван изучившим его академиком А. А. Борисяком индрикотерием. Индрикотерий достигал 5 метров в высоту и был, по-видимому, самым крупным из известных нам на суше зверей. У него было массивное туловище и толстые колоннообразные ноги, как у слона. Прекрасный скелет индрикотерия выставлен в Москве, в Палеонтологическом музее Академии наук СССР. В последние годы остатки индрикотерия и других гигантских носорогов обнаружены во многих местностях Центральной Азии и даже на Кавказе.

Мамонты, обитавшие на севере Европы и Азии несколько десятков тысяч лет назад.

(Реконструкция проф. К. К. Флерова)

Схема развития хоботных

Древний коротконогий носорог

Остатки носорогов в третичных отложениях многочисленны и относятся к разным их формам. Достаточно указать, что на территории СССР известно более 20 их видов. Чем в более древних слоях они встречаются, тем больше они отличаются от современных. Первые рогатые носороги, похожие на современных, появились в миоценовую эпоху. Это были двурогие носороги дицероринусы, коротконогие брахипотерии, хилотерии и др. Многие вымершие носороги имели два рога — один позади другого, как у современного африканского носорога. Основанием рога служит костная шишка на носовых костях черепа. Рог у носорогов имеет волокнистое строение; он не костяной, как у оленей, и не имеет костяного стержня, как у быков, козлов, антилоп.В антропогене жили носороги, как близкие к современным, так и отличавшиеся от них. В начале антропогена жили такие своеобразные носороги, как эласмотерии, с большим рогом, насаженным на огромной шишке на лбу, а не на носу. До недавнего времени жил на севере Европы и Азии современник мамонта — двурогий волосатый носорог.Обратимся теперь к другим непарнокопытным млекопитающим — лошадям, история которых изучена лучше, чем каких-либо других животных.Изучая историю лошадей и других копытных, великий палеонтолог Владимир Онуфриевич Ковалевский не только выяснил общий ход исторического развития лошадей, но и дал правильное толкование причин этого развития. В последующие годы получено много новых данных по истории лошадей, которые позволили уточнить и детализировать исследования В. О. Ковалевского.Для современных лошадей — диких и домашних, ослов, полуослов зебр — характерны следующие особенности: легкое строение тела, длинные однопалые ноги, сложное строение коренных зубов.Мы теперь знаем огромное количество ископаемых лошадей и лошадеподобных животных и можем достоверно проследить все стадии развития от древних четырехпалых и пятипалых предков к ныне живущим лошадям.

Носорог хилотерий, распространенный в Азии и Европе несколько миллионов лет назад

Скелет (А) и внешний вид (Б) современной лошади и ее древнейшего предка эогиппуса

Схема эволюции лошади

Первые достоверные предки лошадей найдены в эоценовых отложениях Северной Америки, где далее в основном развивалось семейство лошадей.В Восточное полушарие (Европу, Азию, Африку) проникали лишь отдельные их представители — анхитерии, гиппарионы, древние лошади.Древнейшие лошади (эогиппус, или гиракотерий, орогиппус и эпигиппус), жившие в эоцене около 40—50 миллионов лет назад, были величиной с волка или даже лисицу. Они жили в густых влажных лесах и питались сочной травой и листьями. Коренные зубы у них были низкие, простые. Их широко расставленные пальцы не давали животному увязать в мягком грунте. Эти древние лошади не были быстроходными. Позже, в неогене, 15— 20 миллионов лет назад, с поредением лесов и развитием степей многие лошади выселялись в лесостепи и степи и вынуждены были питаться сухими травянистыми растениями, а также, спасаясь от хищников, быстро и хорошо бегать по твердой почве. В связи с этим изменилось и строение животных.Тело делалось более гибким, легким, ноги стали длиннее, и в них постепенно уменьшались боковые пальцы: из четырех- и трехпалых они становились однопалыми. У современных лошадей от маленьких боковых пальцев сохранились только тоненькие косточки, которые называются грифельными. Питание сухими, жесткими травами вызвало увеличение высоты коренных зубов, строение их стало сложнее, прочнее. Животные стали крупнее: из эогиппусов величиной с лисицу они превратились в крупных диких древних однопалых лошадей высотой до 2 метров.Этот основной процесс развития лошадей совершался, по-видимому, в степях Северной Америки. В Азии и Европе (в том числе и на территории СССР) были найдены в большом количестве остатки анхитериев, трехпалых лесных лошадей, живших в миоценовую эпоху. В верхнем миоцене и плиоцене здесь их сменили проникшие из Америки гиппарионы, — также трехпалые, но с сильно укороченными боковыми пальцами, — обитатели лесостепей.От гиппарионов сохранились многочисленные остатки костей во многих местностях Европы и Азии до 55—60° с. ш. К концу третичного периода (в верхнем плиоцене) гиппарионы в Европе и Азии вымерли, а на их место пришли из Америки около миллиона лет назад однопалые лошади, заселившие почти все Восточное полушарие от берегов Ледовитого океана до южных окраин Африки. В то время, когда в Северной Америке возникли однопалые лошади, она была соединена на севере мостом суши с Азией в районе Берингова пролива, а на юге — с Южной Америкой в районе Панамского канала. По этим «мостам» лошади, а также другие млекопитающие могли тогда переселяться с одного материка на другой. В процессе расселения по различным местам однопалые лошади видоизменились и преобразовались в разные типы: одни приспособились к травянистым равнинам, другие — к кустарниковым местностям, третьи — к полупустыням. В Африке они превратились в зебр и ослов, в Южной и Центральной Азии — в полуослов, к которым относятся куланы, онагры, кианги, а в Европе и Северной Африке — в настоящих лошадей.Последними представителями настоящих диких лошадей является лошадь Пржевальского, в небольшом количестве обитающая сейчас в полупустынях Центральной Азии, и истребленный человеком тарпан, обитавший на Украине еще в прошлом веке. Одомашнение лошадей человеком несколько тысяч лет назад спасло их от окончательного исчезновения, как это произошло в Америке.Когда Колумб открыл Америку, там лошадей не было. Их ввезли из Европы несколько столетий назад. Такова далекая история лошадей, этих замечательных животных, роль которых была огромна и в истории человека.

ИСТОРИЯ ОБЕЗЬЯН

Как мы уже говорили, млекопитающие произошли от зверообразных пресмыкающихся, вероятно, в начале мезозойской эры, около 200 миллионов лет назад. В течение долгого времени, почти всю мезозойскую эру, они мало менялись. В те давние времена преобладали сумчатые и мелкие хищные насекомоядные. В дальнейшем среди них началась специализация в разных направлениях питания, мест обитания и т. д. Среди этих древних млекопитающих оказались такие, которые не приобрели ни острых зубов и когтей хищников, ни копыт и перетирающих зубов травоядных, они не стали и летать или жить в воде. Местом их жизни был лес, деревья, где они скрывались от опасности и добывали себе питание: плоды, ягоды, насекомых. Эти животные дали впоследствии начало обезьянам, полуобезьянам и человеку. Этот отряд млекопитающих зоологи назвали приматами, что значит «первенствующие», «главнейшие». За немногим исключением, приматы сохранили древесный образ жизни; они хорошо приспособлены к лазанию по деревьям. Своеобразие этих животных заключается и в прогрессирующем увеличении головного мозга. Главной пищей древних приматов были разные плоды, ягоды, орехи, древесные почки, насекомые, а иногда маленькие птицы и их яйца. Так же питаются и ныне живущие обезьяны. Поэтому их зубы мало изменились: они не стали приспособленными только для мясной или только для травянистой пищи, — обезьяны остались всеядными животными. Зато конечности, особенно передние, и мозг изменялись сильно. Ловкость и цепкость, быстрая сообразительность — все это было необходимо для жизни на деревьях. Этот беспощадный отбор — совершенствование на ловкость, цепкость и сообразительность, — длившийся в течение миллионов лет, привел к тому, что головной мозг их сильно увеличился, а также появился хватательный орган — рука. Все это случилось не сразу.В палеогене жили древнейшие приматы, которых некоторые ученые считали очень близкими к насекомоядным. Это были родичи ныне живущих в Индомалайской области тупай. Другие, более высокоразвитые приматы, жившие тогда, относятся к полуобезьянам. Они, так же как и тупаи, походили на древних насекомоядных. Представителями их были нотарктус, скелет которого найден в Северной Америке, и его потомок анаптоморфус. В наше время в Индии живут на деревьях близкие к ним и малоизменившиеся долгопяты, или тарсиусы, а в Африке, на Мадагаскаре — лемуры.Древние полуобезьяны, так же как и их малоизменившиеся потомки, обитали на деревьях. У них хорошо были развиты зрение и слух, слабее — обоняние. Глаза были сдвинуты, и поэтому обезьяны могли легко смотреть обоими глазами в одну точку. В цепких передних конечностях большой палец был отставлен. Это очень помогало обезьянам лазать по деревьям: такой рукой можно было легко хвататься за ветви.Современные обезьяны делятся на широконосых, живущих в Южной и Средней Америке, и узконосых, живущих в Африке и Азии. Узконосые обезьяны имеют 36 зубов, широко расставленные ноздри и длинный цепкий хвост. Широконосые обезьяны имеют 32 зуба, узко расставленные ноздри и нецепкий, короткий хвост*. Иногда он совсем отсутствует. К узконосым относятся все ныне живущие и ископаемые человекообразные обезьяны.

* Явная ошибка, поскольку признаки широконосых и узконосых обезьян здесь поменяли местами. Достаточно хотя бы взглянуть на описание их носов и посчитать собственные зубы. – В. П.

С конца палеогена развитие обезьян в Западном и Восточном полушариях пошло по-разному. Большинство обезьян, живущих в Америке, так и сохранило много примитивных особенностей (широконосые обезьяны), а в Азии, Европе и Африке возникли человекообразные обезьяны.Это произошло в конце палеогена. В неогене развились разные виды бесхвостых человекообразных обезьян. Среди них были дриопитеки, что в переводе означает «древесные обезьяны». Дриопитеки и другие близкие к ним обезьяны, найденные в Европе и Азии (особенно много в северной Индии), нередко спускались с деревьев и выходили на опушки лесов в поисках пищи. Среди них были гиганты, достигавшие 4 метров в высоту, как, например, найденные в Южной Азии гигантопитеки.В последние годы остатки высшей человекообразной обезьяны, близкой к дриопитекам, найдены и в СССР. Она названа удабнопитеком (обезьяна из Удабно — по названию местности в Грузинской ССР, где она обнаружена).В 1924 году в Африке, в восточной части пустыни Калахари, были найдены остатки обезьян, которые ходили вертикально или полувертикально на двух ногах. Их назвали австралопитеками, или южными обезьянами. Австралопитеки, жившие около 1 миллиона лет назад, в конце третичного периода или в самом начале антропогена, большую часть жизни проводили уже не на деревьях, а на Земле. Они ходили на двух ногах и имели более или менее свободные от ходьбы передние конечности, которые могли постепенно превратиться в руки. По строению черепа, зубов австралопитек, более чем шимпанзе, горилла и дриопитек, походил на человека. По подсчетам некоторых ученых, мозг его весил около 650—700 граммов, то есть гораздо больше, чем мозг шимпанзе и гориллы. Глазницы у австралопитеков были круглые, а не четырехугольные, зубы по форме приближались к человеческим.Австралопитеки имели нижнюю укороченную челюсть и значительно более приспособленную к жеванию разнообразной пищи, чем все известные человекообразные обезьяны. Все эти особенности придавали лицу австралопитеков некоторые человеческие черты: менее выступающие челюсти и менее выдающиеся вперед зубы смягчали зверообразность их лица.Австралопитеки были обитателями открытых, безлесных областей. Вероятно, уже их предки перешли к наземному образу жизни.Интересно, что вместе с костями австралопитеков были найдены черепа павианов, пробитые какими-то тяжелыми предметами. Изучение этих находок, сделанных в 1948 году, свидетельствует о том, что австралопитеки нападали на сравнительно крупных животных и, вероятно, пользовались при этом камнями, палками. Большинство антропологов не считает австралопитеков прямыми предками человека. Австралопитеки — одна из групп вымерших человекообразных обезьян, близких к человеку. Изучение их дает возможность понять процесс превращения ископаемых человекообразных обезьян типа дриопитеков в людей.Одновременно с австралопитеком существовали и другие роды человекообразных обезьян, близких к предкам человека. Это — брамапитек, рамапитек, сугривапитек, костные остатки которых найдены в Индии. Остатки близких к австралопитекам парантропов обнаружены в Африке. Это были сравнительно крупные — до 150 сантиметров ростом — человекообразные обезьяны, которые обладали прямой походкой и по всему строению и физическому развитию приближались к древним предкам человека.Итак, в конце третичного периода появление человека было назревшей необходимостью, обусловленной всем ходом исторического развития приматов.

ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

 Человек — это звучит гордо!

М. Горький.

ТРУД СОЗДАЛ ЧЕЛОВЕКА

Питекантроп

Это изречение великого русского писателя выражает очень глубокую и правильную мысль. Человек — это высшее, разумное существо, резко отделенное от всего остального мира. Изготовление орудий труда выделило человека из животной среды.К труду приспособлено все тело человека. У него свободны руки, на которые он не опирается при ходьбе. Строение рук таково, что ими удобно брать, двигать и удерживать предметы: они в высшей степени способны к точным движениям. Ноги человека приспособлены к хождению по земле.У человека в высшей степени высоко организованная нервная система, в особенности головной мозг. По весу наш головной мозг почти в три раза больше (средний вес его около 1500 г), чем мозг высших крупных обезьян — гориллы, шимпанзе, — и значительно более сложный по строению.Труд человека носит общественный характер. Это требует от людей взаимного понимания. Оно достигается в первую очередь членораздельной речью. У животных средства общения слабее. Они выражаются в криках, выразительных движениях тела.Уже эта краткая характеристика основных особенностей человека показывает, насколько далеко он ушел от остального животного мира. Но современная наука показала не только, как возникли различные телесные особенности человеческого организма, но и как появилось и развилось то, что наиболее отличает человека от животного, и в первую очередь труд, членораздельная речь и другие особенности. Палеонтология и антропология показывают, каковы были предки человека. Археология — наука, изучающая вещественные памятники древней культуры и развитие древнейшего человеческого общества — раскрывает перед нами историю возникновения и развития человеческого общества, его производительных сил и производственных отношений.Во второй половине прошлого века Чарльз Дарвин и другие ученые показали, что предком человека была порода человекообразных обезьян, покрытых шерстью, с небольшим хвостом и довольно крупными клыками. И действительно, сравнивая людей с человекообразными обезьянами, можно видеть не только различия, но и много сходства в строении скелета, мышц, внутренних органов, в химическом составе крови и ряде других особенностей. У орангутанга общих с человеком признаков — около 50, у гориллы — 90, а у шимпанзе около 100. Однако Дарвин и другие ученые не знали настоящих предков человека: они тогда еще не были открыты. Они не смогли также объяснить, как и почему возникли основные человеческие особенности.Главную причину возникновения человека, очеловечивания наших обезьяноподобных предков установил около 80 лет назад Фридрих Энгельс. В своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» он доказал, что труд сыграл решающую роль в возникновении человека.Решающий шаг от обезьяны к человеку был сделан при переходе к наземному образу жизни и выработке прямой походки. Развитие лесостепей и степей во второй половине и особенно в конце третичного периода на обширных пространствах Азии, Европы и Африки привело к вымиранию многих видов обезьян. Другие приспособились к жизни на Земле, а не на деревьях. «Если прямой походке у наших волосатых предков суждено было стать сначала правилом, а потом и необходимостью, то это предполагает, что на долю рук тем временем доставалось все больше и больше других видов деятельности. Уже и у обезьян существует известное разделение функций между руками и ногами»1.Двуногое хождение высвободило руки, которыми обезьяны могли хватать камни и палки, обороняясь от врагов; кроме того, они могли также при помощи палок рыть землю, отыскивая корни и луковицы растений, личинки насекомых. «Прежде чем первый кремень при помощи человеческой руки был превращен в нож, должен был, вероятно, пройти такой длинный период времени, что в сравнении с ним известный нам исторический период является незначительным. Но решающий шаг был сделан, рука стала свободной и могла теперь усваивать себе все новые и новые сноровки, а приобретенная этим большая гибкость передавалась по наследству и возрастала от поколения к поколению.Рука, таким образом, является не только органом труда, она также и продукт его»2.

1 Ф. Энгельс. Диалектика природы, М., Гогполитиздат, 1955, стр. 133. 2 Ф. Энгельс. Там же, стр. 133.

Сущность всего процесса возникновения человека Энгельс выразил тремя словами: «Труд создал человека». Он считал, что процесс очеловечивания обезьяны совершался в течение огромных промежутков времени.После работ Дарвина и Энгельса в науке было сделано много открытий, которые подтвердили, дополнили и развили их мысли.В 1891 году на острове Ява в слоях, относящихся к началу антропогена, возраст которых определяют примерно в 1 миллион лет, голландский ученый Дюбуа нашел остатки древнейших людей, или питекантропов. Питекантроп в переводе с греческого — «обезьяночеловек». Существование таких промежуточных существ между человеком и обезьяной предполагал Дарвин, и его научное предвидение блестяще подтвердилось. Судя по размерам бедер, рост питекантропов был около 170 сантиметров, а объем мозга, как показывает черепная крышка, оказался равным примерно 900 кубическим сантиметрам (у современного человека, как мы уже говорили, — 1400—1500 см3). Этот древнейший человек еще нес в себе много обезьяньих черт: он имел низкий покатый лоб, резко выступающие надглазничные валики, и весь черепной свод был очень низок. Нижняя лобная извилина мозга, где помещается двигательный центр речи, судя по рельефу на черепной крышке, развита значительно сильнее, чем у обезьян. По строению бедра обезьяночеловек более близок к современному, чем по строению мозга и черепа. Он имел неуклюжую, но прямую походку. Впоследствии на Яве были найдены черепа других питекантропов и грубые орудия из камня, которые они делали. Но, по всей видимости, они не умели еще пользоваться огнем. Когда жили питекантропы, Ява была соединена с материком и представляла юго-восточную оконечность Азии. Климат был похож на современный, но был немного прохладнее. Вместе с питекантропами жили в лесах слоны, тапиры, олени, обезьяны и другие животные.Территория распространения питекантропов не ограничивалась Явой или даже Южной Азией. В последние годы нижние челюсти подобных людей вместе с простейшими каменными орудиями французские ученые нашли в Северной Африке, в Алжире.

Неандерталец

В 1927 году китайским археологом Пэй Вен-чжунем в пещерах близ Пекина было сделано еще одно замечательное открытие. В связи с систематическими раскопками, проводившимися в пещерах близ селения Чжоу-Кау-Тьен в течение ряда лет, были найдены кости многих обезьянолюдей разного возраста и пола, кости различных зверей, грубые орудия из камня, остатки костров. Они были названы синантропами, то есть китайскими обезьянолюдьми. Синантропы жили на 100—200 тысяч лет позднее питекантропов и по своему физическому развитию и культуре ушли вперед по сравнению с ними. Синантропы имели головной мозг объемом около 1100 кубических сантиметров и более выпуклый, чем у питекантропов, лоб. Такое развитие мозга было связано, очевидно, с постоянным изготовлением и использованием орудий труда. У синантропа наблюдается развитие праворукости, — использование при работе преимущественно правой руки. Об этом свидетельствует значительная ассиметрия головного мозга.Одновременно с трудом у древнейших предков современных людей возникли и развивались мышление и речь. Речь — средство общения людей, а в общественной, трудовой жизни случаи взаимной поддержки и совместной деятельности стали необходимостью. «Сначала труд, а затем и вместе с ним членораздельная речь явились двумя самыми главными стимулами, под влиянием которых мозг обезьяны постепенно превратился в человеческий мозг, который, при всем своем сходстве с обезьяньим, далеко превосходит его по величине и совершенству. А параллельно с дальнейшим развитием мозга шло дальнейшее развитие его ближайших орудий — органов чувств»1.

1 Ф. Энгельс. Диалектика природы. М., Госполитиздат, 1955, стр. 135.

О том, что синантропы умели говорить, свидетельствует сложный рельеф в области нижней части левой лобной извилины их мозга, где расположен так называемый двигательный центр речи. Конечности синантропа еще более, чем череп, напоминают по строению конечности современного человека.В эпоху существования синантропов климат на севере Китая был более мягким и сырым, чем сейчас. Многие поколения синантропов жили в пещерах. Они пользовались огнем. Однако, как показали исследования, искусственно добывать огонь они еще не умели. Добытый при лесном или степном пожаре или вулканическом извержении огонь поддерживали, не давая ему угаснуть. Подобно питекантропам, синантропы жили небольшими группами, сообща собирая растительную пищу — плоды, ягоды, корни, сообща охотясь на различных грызунов, диких лошадей, кабанов, буйволов, иногда даже на слонов и носорогов. Это был начальный этап первобытно-общинного строя, первой в человеческой истории общественно-экономической формации.Распространение синантропов не ограничивалось Северным Китаем. Находки костей людей, стоящих примерно на том же уровне, сделаны в различных местах Европы, Азии и Африки. Еще в 1907 году близ города Гейдельберга, в Германии, была найдена нижняя челюсть примитивного человека, близкого к синантропу. Недавно в Центральном Вьетнаме были найдены кости человека, напоминающего санантропа. В различных местах Африки обнаружены остатки различных древнейших людей, близких к питекантропам и синантропам или к первобытным людям, появившимся позже. Это «капские телантропы», близкие к синантропам и гейдельбергским людям, африкантропы, которых называют африканскими синантропами. По некоторым признакам африкантропы похожи уже на первобытных людей, или неандертальцев.

Охота на диких лошадей

Без сомнения, палеонтологические и археологические исследования в будущем обнаружат новых древних ископаемых людей различного физического типа, находившихся на пути развития к современному человеку.Несколько сотен тысяч лет назад из древнейших людей, о которых мы говорили, развились первобытные люди, стоящие между человеком современного типа и обезьяночеловеком. Эти первобытные люди были названы неандертальцами (по названию долины реки Неандерталь в Германии, где в 1856 г. впервые были найдены их остатки). Их голова, руки уже утратили большую часть обезьяньих признаков и стали почти человеческими. Первобытные люди были невысокого роста, около 160 сантиметров, но отличались значительной силой. Они были коренастого сложения, мускулистые, слегка сутулые, с широкими, выдающимися вперед лицами, с широким, иногда сильно выступающим носом. Зубы крупные, крепкие, приспособленные для жевания твердой пищи. Обезьяньи черты сказывались в мощно развитых надглазничных валиках, косо поставленных зубах и в отсутствии подбородка. Голень и предплечье были сравнительно короткими, а кисти и ступни массивными, что делало движения неандертальцев неуклюжими. Таков в общем портрет неандертальца, который реконструируют анатомы и антропологи на основании изучения его костных остатков. Советский антрополог М. М. Герасимов разработал точную методику восстановления внешнего вида лица людей по черепу. Это дает нам возможность видеть портреты наших предков, живших десятки и сотни тысяч лет назад.Голова у неандертальцев была большой, и объем их мозга был равен в среднем 1400—1500 кубическим сантиметрам. Лучше, чем у питекантропов и синантропов, был у них развит центр речи в мозгу. Их кости найдены в Европе, Средней Азии, в Палестине, на Яве и в Южной Африке (в Родезии). Их не было в Америке и Австралии. В СССР они обнаружены в пещерах Крыма около Симферополя, в Узбекистане (грот Тешик-Таш близ г. Байсун). Вместе с остатками костей и скелетов неандертальцев были обнаружены каменные орудия и другие предметы материальной культуры, относящиеся к древнему каменному веку. Неандертальцы лучше, чем их предшественники, выделывали грубые каменные клинья (топоры), различные скребки и другие орудия. Обработка кости у них только зарождалась. Несомненно, что они пользовались и деревянными орудиями — дубинами, копьями, копательными палками. Но они до нас не дошли.Излюбленным местом обитания неандертальцев были пещеры и долины рек. Они собирали съедобные растения, их плоды, корни, а также охотились на различных диких животных. Неандертальцы широко пользовались огнем и, вероятно, умели добывать его с помощью трения кусков дерева или при ударах кремниевых камней.Неандертальцы, так же как и другие древние люди, вели тяжелую и суровую жизнь. Большинство их, как показывает изучение костных остатков, умирало или погибало в детском и молодом возрасте. Им приходилось бороться с природой: преодолевать климатические и другие невзгоды, защищаться от нападения диких зверей и т. п. Поэтому В. И. Ленин говорил, что никакого золотого века позади нас не было и что первобытный человек был подавлен трудностью существования.Интересно, что неандертальцы и сменившие их кроманьонцы страдали ревматизмом и травматическими повреждениями. Многих болезней, характерных для поздних людей (например, туберкулез, зубной кариес), у них не было.На протяжении примерно 300—400 тысяч лет совершенствовалось тело первобытного человека. Постепенно в результате труда изменялся и весь его внешний облик. Около 100 тысяч лет назад уже появились потомки неандертальцев, внешне похожие на современного человека — кроманьонцы.В это время великое похолодание на Земле было наибольшим. Но человек уже научился делать одежду, хорошо владеть огнем. Он научился также делать тонкие и длинные, как лезвие ножа, кремниевые пластинки и другие хорошо обработанные орудия. Широко использовалась для различных поделок и кость. Появились тщательно отделанные ножи, шилья, скребки, резцы, костяные иголки с ушками для шитья одежды и т. п. Это был поздний древний каменный век. В стоянках этих древних людей современного облика, кроме хозяйственных предметов и орудий охоты, находят вырезанные из бивня мамонтов женские фигурки или разные изображения животных, а в пещерах обнаружены искусно сделанные ими рисунки.Сбор растений и охота были по-прежнему главным средством существования новых, или, как их называют, разумных, людей. Первые «новые люди» были охотниками-кочевниками. Они охотились даже на таких крупных животных, как бизон, носорог и мамонт. Особенно много они истребляли северных оленей, а также баранов, белых куропаток и других мелких животных. При раскопках их стоянок находят обычно много костей различных животных, которые остались от «охотников за мамонтами и северными оленями».

Кроманьонцы — охотники за мамонтами

Протекали десятки тысячелетий. В образе жизни и в хозяйстве людей происходили крупные изменения. У них появились оседлые поселения, а около 15—20 тысяч лет назад на грани современной геологической эпохи — «голоцена» — человек изобрел лук и стрелы. Это расширило возможности охоты. Наступила новая эпоха в истории человечества — новокаменный век, или неолит. Человек к этому времени уже стал обитателем жилищ, обладателем различной одежды, он окружил себя домашними животными и культурными растениями. Однако 6000—7000 лет назад кончился каменный период. Наступила эпоха металла. Человек от собирания готовых продуктов природы перешел к сознательному производству и накоплению их. Он стал преобразователем природы. Но это — тема специальной книги. Мы же продолжим наше путешествие в глубины времен, в далекую историю жизни.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ И КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

История органического мира с появлением человека приняла новые формы. Это воздействие человека на развитие органического мира выражается прежде всего в создании домашних животных и культурных растений.Первым этапом освоения человеком животных и растений была охота. Древний человек знал тогда лишь один способ использования пойманных животных и найденных растений — поедать их. Жизнь людей всецело зависела от биологических закономерностей, то есть в первую очередь от наличия в данной местности животных и растений, которые могли быть использованы.Приручение животных и возделывание растений ознаменовало новый этап в развитии человеческого общества, а также в развитии всего органического мира. Это был большой шаг на пути освобождения человека из-под власти стихийных сил природы, он стал возможен лишь с появлением необходимых орудий труда и охоты в результате длительных наблюдений над поведением животных и свойствами растений.Приручая животных и культивируя растения, человек не только использовал ранее известные свойства этих организмов, но и изменял их, приспосабливая к своим потребностям.Следовательно, человек с самого начала своей деятельности выступал как творец, создатель новых органических форм. Ч. Дарвин так писал о происхождении различных пород домашних животных: «Мы не можем допустить, чтобы все породы возникли столь совершенными и полезными, какими мы видим их теперь, и действительно, во многих случаях мы знаем, что не такова была их история. Ключ к объяснению заключается во власти человека накоплять изменения путем отбора; природа доставляет последовательные изменения, человек слагает их в известных, полезных ему направлениях. В этом смысле можно сказать, что он сам создал полезные для него породы»1.

1 Ч. Дарвин. Происхождение видов, М.—Л., Гос. изд-во биологической и медицинской литературы, 1937, стр. 63.

За этот срок человек так сильно преобразовал дикие растения и животных, что мы иногда с трудом находим черты сходства и родства их с потомками.В процессе длительного исторического развития домашние животные и культурные растения не только сильно видоизменялись, но и приобретали новые свойства, ценные для человека.К. А. Тимирязев писал: «Давно замечено, что мы не обращали внимания на самые замечательные факты только потому, что они слишком обыкновенны. Многим ли, действительно, приходила в голову мысль, что ломоть хорошо испеченного пшеничного хлеба составляет одно из величайших изобретений человеческого ума». Действительно, какой громадный труд вложили тысячи поколений, чтобы иметь пшеницу, рожь и другие хлебные растения.Начало возделывания хлебных растений — основной культуры земледелия — началось около 10 тысяч лет назад, еще в тот период, когда человек жил в землянках и пещерах, охотился за дикими животными и собирал съедобные плоды, листья, коренья. Он начал уже тогда делать запасы пищи впрок. Лучше всего сохранялись зерна злаков. Случайно просыпанные около жилища, они давали всходы. Так, вероятно, впервые около жилищ человека появились нужные ему растения. Далее он стал сеять замечая, что лучшим урожай получается на рыхлой влажной почве. Это привело к обработке почвы. Свежие зерна растений легко было есть, но сухие были слишком тверды. Их стали разбивать, раздавливать камнем и смешивать с водой. Получалась каша, сначала сырая, потом ее стали варить.Сейчас установлено, что связи животноводства и земледелия, а также различных форм земледелия между собой были весьма различны. В Америке, например, земледелие носило не полевой, а огородный характер. Там были предки кукурузы, картофеля, подсолнечника, томатов, табака, бобовых растений. Эти растения проникли в Европу, Азию, Африку сравнительно недавно, несколько столетий назад, в Восточном полушарии преобладали полевые культуры и в первую очередь различные злаки.Отметим, что Юго-Восточная Азия и Малайский архипелаг дали человечеству рис, вероятно, бананы и сахарный тростник. В Европе важнейшим фактором земледелия были побережья Средиземного моря, где возникли культуры твердых пшениц, льна, свеклы, капусты, моркови, оливков и мн. др. В Средней Азии, Иране, Афганистане и прилегающих районах развились культуры мягких пшениц, ячменя, лука, тыквенных растений, а также северные культуры ржи и овса.Развитие полевых культур и соответствующая обработка почвы обусловливали тесную связь земледелия и скотоводства.Мы уже говорили, что собака была первым животным, одомашненным человеком. Их одомашнили занимавшиеся охотой и рыболовством племена, еще не знавшие глиняной посуды. Наиболее давние кости собак, найденные в стоянках древнего человека, похожи на кости волков и современных крупных собак.Все другие домашние животные появились, когда уже было гончарное производство, когда глину стали обжигать и приготовлять сосуды для варки пищи.После собаки человеком была приручена и одомашнена свинья. Дикие свиньи, близкие по признакам к домашним, как, например, дикие кабаны, жили в Европе, Средней Азии, Сибири, в умеренных зонах, не заходя далеко на юг и север. Пойманные взрослые дикие свиньи и особенно поросята, родившиеся в неволе, давали надежный запас мяса.Приручая диких свиней, человек использовал их природные особенности: всеядность и неприхотливость в корме, обилие сала и мяса, быстроту размножения. Сравнивая домашнюю свинью с ее близкими родичами, дожившими до наших дней, — дикими кабанами, можно видеть, как сильно изменил человек природу животных в желаемом для него направлении. Дикий кабан имеет плотное сложение, сильные ноги, узкий череп с удлиненной мордой, хорошо приспособленной для рытья, и мощные клыки — орудия защиты и нападения. Уши у кабана стоячие, тело покрыто густой, грубой щетиной. Под влиянием одомашнения у свиней стали вырабатываться особенности строения и свойства, нужные человеку.

Череп тура

Домашние свиньи превосходят своих диких предков быстротой роста, общим весом, длиной туловища, вкусом мяса и сала, плодовитостью. Дикие свиньи рождают 4—6 поросят, домашние — до 12 и даже более.Но домашние свиньи уступают диким в силе и крепости, их ноги слабее, а клыки меньше. Примером лучшей породы домашней свиньи служит украинская степная белая свинья, выведенная нашим известным животноводом академиком М. Ф. Ивановым в заповеднике Аскания-Нова на юге Украины. Эта порода свиней выведена путем скрещивания и последующего отбора крупной английской свиньи, плохо приспособленной к сравнительно сухому климату Украины, с местной мелкой украинской свиньей, прекрасно переносящей летний зной и зимний холод Украины. Выведенная М. Ф. Ивановым свинья достигает веса в 300 килограммов, вынослива, быстро растет, имеет хорошее жиронакопление. Такие примеры можно привести и с другими домашними животными.Одомашнение свиньи, а также дикого барана и козы, населявших плоскогорья и горы Европы и Азии, дало человеку надежный источник мясной пищи. В раскопках древнего населения Анау близ Ашхабада обнаружены самые древние (8—9-тысячелетней давности) остатки домашних овец и коров. Возможно, что различные породы овец и коз произошли от разных диких предков. Особенно большие изменения произошли в шерстном покрове овец, представляющем наиболее ценную их продукцию.Приручение и одомашнивание крупного рогатого скота и лошадей произошло несколько позднее, когда жизнь человека становилась все более оседлой и когда уже было развито земледелие.Предками крупного рогатого скота были первобытные быки, или туры, которые сходны с нашим домашним быком, особенно с крупными длиннорогими его породами, как по внешнему облику, так и по строению черепа и рогов.Туры были широко распространены в Европе и Азии несколько тысяч лет назад. Последние их представители были уничтожены на Украине в XIX веке. Из современных пород больше всего походит на тура серый украинский скот с большими рогами.

Тур

Люди нового каменного века

В древнее время — несколько тысяч лет назад — были одомашнены кролики (в Испании), гуси и утки (юг Европы), куры (юг Азии, Индия). Несколько тысячелетий назад на севере Европы был одомашнен северный олень, в Средней Азии — двугорбый верблюд, а в Аравии — одногорбый. Около 2000 лет назад на севере Средиземноморского побережья были одомашнены голуби. За все время человек приручил и одомашнил около 50 видов диких животных, и на протяжении многих тысячелетий из них было создано большое число самых различных пород. Число пород собак достигает 350, крупного рогатого скота — около 400, овец и коз — около 150, лошадей — до 150, свиней — 50. Человек так преобразовал некоторых животных, что, сравнивая их с дикими предками, с трудом находишь близкое сходство и родство.Содержание в неволе, особое кормление, подбор и сохранение наиболее выгодных с точки зрения человека особей — вот основные причины довольно быстрого создания человеком домашних животных.Интересно отметить, что число культурных растений значительно больше, чем домашних животных. Их насчитывается сейчас около 1500 видов, причем все они относятся к цветковым растениям.В настоящее время наука и практика в нашей стране открывают новую страницу в истории преобразования человеком живой природы. В науку и практику все более внедряется принцип великого преобразователя природы И. В. Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее — наша задача».Современная передовая наука, основывающаяся на принципах диалектического материализма, открывает широкие перспективы создания новых форм жизни на основе изучения закономерностей развития организмов и умелого воздействия на них условиями внешней среды.Успехи биологии, сельского хозяйства и медицины способствуют также разоблачению суеверных представлений об органическом мире.

БУДУЩЕЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Человеку свойственно задумываться над будущим, он всегда хочет его предугадать, предвидеть. Вся деятельность людей связана с планами, расчетами. В истории человечества все большую роль играет далекое предвидение в любых отраслях его деятельности. Поэтому не удивительно, что вопрос о том, каков станет в будущем сам человек, окружающий его растительный и животный мир, уже давно интересовал людей.Знание и практическая деятельность человека показывают, что в мире нет ничего сверхъестественного. Мир, в том числе и живая природа, материален, вечно изменчив, все в нем происходящее естественно и закономерно.Наука установила, что все время медленно и постепенно изменялись и изменяются все живые организмы на Земле. Вымирали одни, возникали и развивались другие. Зная летопись прошлого, закономерности исторического развития жизни, мы можем предвидеть и дальнейшие пути ее развития и даже руководить этим развитием.Чем характерно развитие жизни на Земле с момента появления разумного человека?С одной стороны, созданием человеком новых форм жизни, которые никогда бы не возникли на Земле без вмешательства человека, — домашних животных и культурных растений, с другой — уничтожением вредных видов растений и животных, изменением условий жизни для многих, особенно наземных и живущих в пресных водах, организмов. С начала становления человека, около миллиона лет назад, возникло и исчезло множество видов растений и животных. Достаточно вспомнить смену животных в течение антропо-гена или животный мир, окружавший первобытного человека. Не стало различных слонов, многих хищников, носорогов, быков и других разнообразных копытных того времени. О темпах и причинах исчезновения животных и растений в последние столетия приводит интересные сведения французский биолог Ж. Б. Эггенс1.

1 Ж. Б. Эггенс. Оберегайте животный мир Земли. — Журн. «В защиту мира», май 1956 г., № 60, стр. 81—88; Берегите зеленый покров Земли, там же, апрель 1956 г.. № 59, стр. 38—44.

С начала нашей эры до 1800 года вымерло 33 вида млекопитающих животных; между 1801 и 1850 годами — 2 вида; между 1851 и 1900 годами — 31. По данным некоторых авторов, 70 видов млекопитающих исчезло только в XIX веке и 40 видов между 1901 и 1950 годами. В настоящее время около 600 видов животных находятся на пути к исчезновению или уничтожению, большей частью по вине человека. В Европе — это в первую очередь зубр, корсиканский муфлон, королевский пингвин. В Азии — орангутанг, олень Давида, белый носорог, слоны, азиатский лев, нубийский дикий осел, японский волк, страусы*. В XVIII веке уничтожено ценное морское млекопитающее морская корова Стеллера из отряда сирен. Это животное, водившееся стадами у побережья Камчатки, достигало 10 метров в длину и веса в 4 тонны. В Африке почти уничтожены антилопа гиппотраг и др., жирафы, зебра квагга, обезьяны, додо — нелетающий крупный голубь, некоторые виды черепах. В Океании — крысиный кенгуру, полосатый муравьед, гигантская нелетающая птица моа, южноавстралийский черный эму, сумчатый тасманийский волк. В Америке — волк мохо, много голубей, куликов и других птиц.

* Вызывает очень большое сомнение пингвин среди европейской фауны. Возможно, имелась в виду бескрылая гагарка? Также белый носорог – обитатель Африки, а не Азии. – В. П.

Среди исчезающих в настоящее время видов животных, помимо европейских зубров и американских бизонов, мы видим таких ценных для северных жителей копытных, как мускусные быки или овцебыки. Когда-то они были широко распространены до 60—50° с. ш. в Северной Америке, Европе и Азии. Сейчас они сохранились лишь в арктической Америке и на северо-востоке Гренландии. Овцебыки живут стадами от трех до двадцати голов. В период течки в апреле от самцов исходит очень сильный запах, чем и объясняется их название. Овцебыков убивают из-за теплых шкур.Большой вред для животного и растительного мира приносят также загрязнение водоемов, неправильное уничтожение растительности, воздействие радиоактивных излучений от неосторожного испытания атомных бомб. Сейчас человечество уже понимает, что оно не должно истреблять и расхищать живую природу. Это важно как для настоящего, так и для будущего человеческого рода. Однако поколения современного человечества являются свидетелями не только исчезновения лесов и степей, многих видов диких животных, но и мощного развития полей, садов и огородов, увеличения количества различных полезных, особенно домашних, животных. Растительность и животный мир, созданные силами природы, оттесняются на задний план. Мы уже сейчас являемся свидетелями того, как бурная человеческая деятельность существенно изменяет географию животных и растений, преобразуя природу. В степях Казахстана возникли громадные поля пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы. В Средней Азии распространился египетский хлопчатник. За Полярным Кругом в области вековой мерзлоты созревают овощи, растут плодовые деревья и зерновые культуры.Изменяется география и животного мира. Распространение одних животных сокращается, других, главным образом, полезных для человека, — расширяется. В качестве примера укажем, что у нас в Советском Союзе за последние годы широко акклиматизированы такие пушные звери, как ондатра, южноамериканский грызун нутрия, уссурийская енотовидная собака, бобры, песцы. Каспийская севрюга разводится сейчас в Аральском море, амурский сазан — в Чудском озере.Недавно из Черного и Азовского морей были переселены некоторые черви, моллюски, раки — важные объекты питания для промысловых рыб.Вероятно, недалеко время, когда многие виды вредных растений и животных будут уничтожены. Воздух освободится от комаров, мошек, земля — от сорных трав. В большом количестве появятся сочные плоды и душистые, красивые цветы. На высоком уровне будет стоять профилактика и лечение многих заболеваний. Флора и фауна океанов и морей будут хорошо изучены и освоены. Человек будет использовать для пищи и других целей гораздо более разнообразные растительные и животные организмы, как дикие, так и созданные им самим. В заповедниках, заказниках, запретных участках, садах, а также в малоосвоенных человеком зонах суши, океанов и морей сохранятся естественные флора и фауна. Все же остальное будет занято культурными растениями, домашними животными, флорой и фауной, преобразованными человеком. Зная и умело используя в практике законы развития живой природы, человек создает много новых форм растений и животных. Уже сейчас люди овладели методами быстрого создания новых форм организмов. Человек, по словам Ф. Энгельса, все более переносит полезные растения и домашних животных из одной страны в другую и изменяет таким образом флору и фауну целых частей света. Более того. При помощи разных искусственных приемов разведения и выращивания растения и животные так изменяются под рукой человека, что становятся неузнаваемыми. Великий биолог Иван Владимирович Мичурин создал за свою жизнь более 300 сортов плодовых и ягодных растений. Только за 15 лет ученые и работники сельского хозяйства нашей страны создали более 1500 высокоурожайных сортов растений. Много новых пород скота вывели животноводы.Таким образом, скоро наступит период полного господства человека, освобожденного от болезней, здорового физически, над живой природой. Поля пшеницы, ржи, кукурузы и других хлебных растений, хлопка, овощных культур, сады с плодово-ягодными и декоративными растениями все более и более будут сменять чащи древних лесов, непроходимых болот, степей и другие естественные растительные покровы Земли, как писал наш выдающийся ботаник академик В. Л. Комаров1. Человек освоит для жизни также почти безжизненные пространства пустынь. Большие стада скота, домашняя птица, полезные насекомые придут на смену диким животным. В заповедных местах будет сохраняться резерв флоры и фауны для создания новых полезных человеку организмов. Разумная научная организация земледелия, животноводства и освоение всей флоры и фауны Земли приведут к полной победе человека над живой природой, обеспечат ему большое и прочное благосостояние.

1 В. Л. Комаров. Происхождение растений. М., АН СССР, 1943, стр. 177.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наше путешествие в историю жизни окончено. Надо оглянуться на пройденный путь. В калейдоскопе названий растений, животных, геологических дат перед нами прошли главные, узловые этапы величественной картины развития живой природы от ее самозарождения и наипростейших форм организмов вплоть до появления человека, культурных растений и домашних животных.История жизни на Земле уже щедро оснащена фактами, позволяющими глубоко понять органический мир, сокровенные тайны процессов развития жизни.Чему же учит нас великая летопись истории жизни. Она, во-первых, учит нас тому, что вся цепь растительных и животных организмов создалась постепенно, благодаря тем последовательным изменениям условий существования и естественному отбору, которые изменяли организмы, вызывали их усложнение и усовершенствование, без которых они погибли бы или жизнь на Земле была бы представлена лишь простейшими организмами.Историческое развитие жизни неразрывно связано с изменением лика Земли.Изменение атмосферы, солнечного излучения, очертания морей и материков, климата, состава горных пород и почвы, усложнение самого органического мира, взаимодействия организмов между собой и окружающей неорганической средой имело огромное влияние на историческое развитие органического мира.Далее мы могли убедиться, что развитие организмов и всего органического мира в целом необратимо, что появление новых и вымирание старыхорганизмов — две стороны процесса развития. Некоторые организмы вымерли совсем, другие видоизменились и как бы продолжают существовать в своих потомках.Высшие формы организмов возникают гораздо раньше эпохи своего расцвета (например, процветавшие в кайнозое цветковые растения, птицы, млекопитающие возникли в глубинах мезозоя). Высшие, прогрессивные организмы характеризуются усложнением форм, функций, относительно большей энергией жизнедеятельности и независимостью от узких условий среды при большой пластичности. Эти особенности в высшей степени присущи покрытосеменным растениям (наибольшая из всех растений способность усваивать солнечную энергию и способность роста), птицам и млекопитающим (наибольшая энергия обмена, движения, в связи с чем выработалась постоянная температура тела), насекомым. С другой стороны, наличие указанных качеств увеличивает зависимость покрытосеменных растений (более, чем их предков) от солнечного освещения, почвы, у млекопитающих и птиц (более, чем их предков из пресмыкающихся) — от корма.Геологическая история органического мира дает также яркие примеры ускорения темпов его прогрессивного развития. Низшие растения и большинство беспозвоночных, первые этапы истории которых скрыты, по времени неизвестны, в течение геологической истории не имели значительных изменений.История наземных растений и особенно позвоночных ярко указывает на возрастание темпов прогрессивной эволюции. Развитие костных рыб длилось 350—400 миллионов лет, а наземных позвоночных, имевших значительно большие преобразования, — 300—350 миллионов лет. Птицы и млекопитающие развивались не более 150 миллионов лет, но основные их отряды возникли в последние 50 миллионов лет. Высшая форма жизни — человек развивался менее 1 миллиона лет. В течение антропогена возникновение новых видов наблюдается лишь у высших форм растений и животных. Темпы развития животного и растительного мира особенно возросли с появлением человека — преобразователя природы, творца новых форм жизни.По сравнению со всей историей жизни на Земле история человечества — один миг, но в этот миг многое изменилось на Земле и он, без сомнения, стоит всего предыдущего исторического развития Земли и жизни.И, наконец, летопись истории жизни говорит о неполноте наших знаний, ибо она пестрит пробелами, полна непрочитанных страниц, неразгаданных тайн.Мы плохо знаем первые пути развития жизни, жизнь первобытных океанов и материков, еще нет ясности в происхождении позвоночных и, в частности, рыб, неизвестно происхождение первых наземных и покрытосеменных растений, одной из величайших загадок является происхождение млекопитающих, строение и облик их предков, место и время их возникновения, первые пути развития и масса других вопросов.Но даже несовершенная, неполная и неясная во многом летопись жизни на Земле дает нам величественную картину истории жизни, и нет сомнений в том, что в ближайшее время будут прочитаны новые страницы и разгаданы многие тайны этой истории. Открывать эти тайны и писать новые страницы истории жизни на Земле — одна из благороднейших задач человеческой деятельности. Человек, стремящийся глубже изучить органический мир, не может не интересоваться его историей.Достижения науки в изучении исторического развития жизни основаны на фактах и знании законов природы, которые действуют и в настоящее время. Поэтому в науке нет места вере в таинственные, сверхъестественные силы, за которые беспомощно цепляются идеализм и религия.Все более и более люди познают законы развития живой природы, шире и глубже применяют их в своей практической деятельности.

ОГЛАВЛЕНИЕ                                                                     

Предисловие                                                                    

ТАЙНА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Безжизненная Земля

Возникновение жизни

ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ

Архив природы

Методы науки

Календарь истории Земли и жизни

ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ

Две линии жизни

Океаны и моря — колыбель жизни. Расцвет жизни в воде

ВЫХОД НА СУШУ

Пионеры суши

Первые четвероногие

ВЕК ЯЩЕРОВ. История жизни в мезозойскую эру

Завоевание моря

Завоевание воздуха

Динозавры — удивительные и ужасные ящеры

Великое вымирание

Появление цветковых растений

Происхождение млекопитающих

ЭРА НОВОЙ ЖИЗНИ. Расцвет высших растений и животных.

Век млекопитающих

Великое похолодание

История слонов, носорогов, лошадей

История обезьян

ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Труд создал человека

Происхождение домашних животных и культурных растений

Будущее развитие жизни на Земле

Заключение

В начале книги помещена вклейка. В болотистом лесу каменноугольного периода.

Борис Александрович Трофимов

ЖИЗНЬ В ГЛУБИНАХ ВЕКОВ

Редактор В. А. Голубкова Переплет В. Ф. Степановой

Заставки и цветные иллюстрации К. К. Флёрова

Художественный редакторЕ. Н. Пергаменщик Технические редакторы С. Ф. Харьков и Н. Л. Юсфина Корректоры И. П. Замский и А. П. Амчиславская

Сдано в набор 10.Х.56. Подп. к печ. 22.111.57.Форм. бум. 70 X 92/16. Физ. печ. л. 9,5 ++ 4 вкл. Усл. печ. л. 11,42. Уч.-изд. л. 11,63.Тираж 30 000. Л-55447. Изд. инд. НП-22.Цена 4 р. 15 к.

Госкультпросветиздат,Москва, проезд Владимирова, 9-а. Заказ № 663. Типография ГКПИ. Москва, ул. Маркса и Энгельса, 14.

 Жизнь есть «...способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Ф. Энгельс

Оглавление

Борис Александрович Трофимов Жизнь в глубинах веков

  ПРЕДИСЛОВИЕ

  ТАЙНА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

    БЕЗЖИЗНЕННАЯ ЗЕМЛЯ

    ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ

  ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ

    АРХИВ ПРИРОДЫ

    МЕТОДЫ НАУКИ

    КАЛЕНДАРЬ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ И ЖИЗНИ

ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ

  ДВЕ ЛИНИИ ЖИЗНИ

  ОКЕАНЫ И МОРЯ — КОЛЫБЕЛЬ ЖИЗНИ Расцвет жизни в воде

ВЫХОД НА СУШУ

  ПИОНЕРЫ СУШИ

  ПЕРВЫЕ ЧЕТВЕРОНОГИЕ

ВЕК ЯЩЕРОВ История жизни в мезозойскую эру

  ЗАВОЕВАНИЕ МОРЯ

  ЗАВОЕВАНИЕ ВОЗДУХА

  ДИНОЗАВРЫ - УДИВИТЕЛЬНЫЕ И УЖАСНЫЕ ЯЩЕРЫ

  ВЕЛИКОЕ ВЫМИРАНИЕ

  ПОЯВЛЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

  ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

ЭРА НОВОЙ ЖИЗНИ Расцвет высших растении и животных

  ВЕК МЛЕКОПИТАЮЩИХ

  ВЕЛИКОЕ ПОХОЛОДАНИЕ

  ИСТОРИЯ СЛОНОВ, НОСОРОГОВ, ЛОШАДЕЙ

  ИСТОРИЯ ОБЕЗЬЯН

ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

  ТРУД СОЗДАЛ ЧЕЛОВЕКА

  ПРОИСХОЖДЕНИЕ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ И КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

  БУДУЩЕЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg