Неокатастрофизм (Тяжелые камни эволюции)


В течение последних шестисот миллионов лет произошло около двух тысяч столкновений Земли с астероидами. А на поверхности нашей планеты обнаружено около ста пятидесяти следов этих ударов. Площадь некоторых из них составляет всего несколько километров, но есть и такие, длина которых превышает десятки и сотни километров. Очевидно, что подобные столкновения не могли пройти незаметно для всего живого на Земле. Велико желание связать перерывы в геологической летописи или поворотные моменты эволюции биоты с посещениями гостей из космоса. Обосновано ли это желание? С такого вопроса начался мой разговор с доктором биологических наук Андреем Журавлевым.
- Да, эти идеи нашли сейчас достаточно широкое признание. Грандиозная "пермская катастрофа" (250 миллионов лет назад) или "меловая" (65 миллионов лет) побуждают к серьезным размышлениям. Упомяну лишь, что во время каждой из них с лица Земли исчезало подавляющее большинство существовавших к тому времени видов, а на смену приходили совершенно иные организмы.

Комплекс новых идей получил даже свое название - "неокатастрофизм". "Нео" - потому что это уже второе обращение к вопросу о том, какое влияние оказали всевозможные катаклизмы на развитие жизни на планете.

Все началось со знаменитого французского зоолога и первого палеонтолога Жоржа Кювье. Именно он истолковал катастрофические события в истории Земли с такой точки зрения, которая удовлетворяла и религию, и науку. Например, по Кювье жизнь на Земле была допотопная - единовременно погибшая в результате потопа - и послепотопная. (Любопытно, что даже в русской транскрипции "допотопная жизнь" соответствует значению, которое придавал этому словосочетанию Кювье.) Его ученик Альенд д'Орбиньи считал, что в истории Земли был не один Потоп, а как минимум семь, и геологические эпохи как раз и разделяются этими катастрофическими событиями.

Однако по мере развития науки от такой точки зрения на эволюцию жизни на Земле отказались. Сначала Чарльз Лайель (в геологии), а потом Чарльз Дарвин (в биологии) показали, что сама Земля и все живые организмы на ней эволюционируют очень постепенно за счет медленных изменений, которые накапливаются миллионы лет. А все перерывы, которые наблюдаются в палеонтологической летописи, когда нет плавных переходных форм, объясняются плохой сохранностью или полным отсутствием отложений тех времен.

Но примерно в конце семидесятых годов нашего столетия идея катастрофизма возродилась. Возродилась по двум причинам.

Во-первых, известные американские палеонтологи Стивен Гулд и Найлс Элдридж предложили теорию прерывистой эволюции, которую он противопоставлял дарвиновской теории непрерывной эволюции. Гулд утверждал, что виды представляют собой квазистабильные системы, сопротивляющиеся напряжениям до предела прочности, а потом быстро переходящие в новое равновесное состояние, подобно тому, как вода при кипении превращается в пар. Таким образом, в течение сотен тысяч лет (что в геологическом смысле почти мгновенно) возникают новые виды, а вся эволюция являет собой серию резких скачков.

Гулд считал, что именно столкновения метеоритов с Землей могли вызывать на ней резкую перестройку всех или большинства живых организмов?

- Не совсем так. Стивен Гулд был биологом, а поисками следов метеоритных ударов занялись геологи и геохимики. И параллельно с дискуссией о прерывистой эволюции стали выясняться интересные особенности метеоритных следов на Земле. Так, было обнаружено, что для регистрации удара метеорита вовсе не обязательно иметь кратер - достаточно найти слои тектитов - маленьких шариков, которые образуются в результате метеоритных ударов, и некоторые другие химические элементы, более типичные для состава метеоритного вещества, чем для земного. Таким элементом, в частности, является иридий, который легко диагностируется геохимическими методами. Выявляя так называемые иридиевые аномалии, которые нельзя объяснить вулканизмом и другими земными причинами, можно достаточно точно вычислить время удара метеорита или другого крупного тела.

И так совпало, что одну из таких иридиевых аномалий нашли как раз на границе мела и палеогена - 65 миллионов лет назад, когда произошел резкий перелом всей жизни на Земле. На суше исчезли динозавры и прочие их родственники, на смену им пришли птицы и млекопитающие, в море исчезают многочисленные морские ящеры, исчезают аммониты. Более того, нобелевский лауреат физик Луис Альварес целенаправленно искал такую аномалию именно на этой границе. Он исходил из того, что поскольку в это время с лица Земли исчезло множество организмов, без мощного метеоритного удара обойтись не могло.

Потом появились теории, которые объяснили, как метеоритный удар мог вызвать крупную перестройку земной биоты. Такой удар мог вызвать подъем пыли в атмосферу, которая соответственно уменьшила поток солнечной радиации на Землю, а это привело к снижению продуктивности растительности на Земле и фитопланктона в море, к перестройке биоценозов и вымиранию наиболее крупных животных.

Дальнейшие поиски иридиевых аномалий показали, что они имеют всепланетное распространение, а значит, удар метеорита должен был быть огромной силы. Сразу же возникла проблема - где тот гигантский кратер, который должен быть на этой границе? Сейчас лучшим "кандидатом" на эту роль является кратер Чикксулуб на полуострове Юкатан, который неплохо совпадает и по времени, и по своим размерам с событиями на границе мела и палеогена. Правда, кратеры на Русской платформе и Попигайская астроблема тоже претендуют на роль могильщика динозавров.

Но так же можно попытаться найти свой метеорит на каждое крупное событие в истории Земли. Ведь три с половиной миллиарда лет - достаточный срок для того, чтобы один из сотен, если не тысяч крупных метеоритов "отметился" в геологической летописи?

- За последние двести пятьдесят миллионов лет ученые насчитывают десять или одиннадцать массовых исчезновений живых видов.

Волны разнообразия организмов на уровне родов и семейств были просчитаны и сопоставлены не только с кратерами и иридиевыми аномалиями, но и с более глобальными объектами.
Например, американским ученым Дэвиду Раулу и Джеку Сепкоскому удалось показать, что существуют волны вымираний с периодичностью 26,7 миллиона лет. А когда их статья попалась на глаза астрономам, то они ту же вычислили новую звезду в солнечной системе, которую назвали Немезида - в честь греческой богини мщения. Эта звезда, по представлениям астрономов, является двойником Солнца и вращается по очень близкой к нему орбите, поэтому с Земли практически незаметна. Однако период ее вращения периодически меняет направленность потока метеоритов, который ударяет по Земле раз в 26,7 миллиона лет.

Двойник Солнца - это звучит красиво. Остается выяснить, за что эта звезда нам мстит... Но если серьезно, то не кажется ли Вам, что метеориты - слишком простое объяснение сложной и противоречивой эволюции жизни на нашей планете?

- Сейчас мир ученых, которые занимаются этими проблемами, разделился на две группы. Деление это своеобразное. Большинство западных ученых согласно с теорией неокатастофизма. А отечественные ученые и раньше не разделяли такой точки зрения на эволюцию, и сейчас не разделяют.

Но происходит это вовсе не по идеологическим соображениям. Просто большинство из нас считают биоту очень сложной системой, которая имеет свои собственные структурные связи и способы их защиты. И законы эволюции биоты не могут зависеть от метеоритных ударов, поскольку развитие сложных систем не может основываться на случайных, пусть и катастрофических, событиях.

Но среди российских ученых есть те, кто полагает, что некоторые метеориты попали на Землю в очень неудачные, тяжелые времена для биоты и могли тем самым оказать на нее сильное воздействие. Я разделяю эту точку зрения.

Дело в том, что в процессе своего развития у биоты есть периоды, когда она очень стабильна, связи ее разнообразны, существует много дублирующих систем - одним словом, она процветает. Но есть периоды, когда биота после накопления определенных качеств должна перестроиться, перейти на новый уровень, и в этот момент связи ослабевают и разрушаются. И если крупный метеорит ударит именно в такой период, то он может просто усилить дестабилизацию биоты. Она, конечно, восстановится, но ей на это потребуется гораздо больше времени, да и само разрушение будет намного более значительными.

Получается, что когда мы говорим о влиянии метеоритов на земную жизнь, главный вопрос заключается не в геологии или астрономии, а в биологии - насколько возможно отрешиться от теории Дарвина или вставить в нее в виде движущего механизма не естественный отбор, а удары метеоритов. Справедлива ли такая постановка вопроса, и возможно ли, что неокатастрофизм соединится с неодарвинизмом?

- Одно другому не мешает. Мне кажется, что в принципе эволюция организмов на Земле могла происходить разными путями. Одни группы эволюционировали по Дарвину, другие - скачками (по Гулду). Теоретически даже кометные или метеоритные удары могли спровоцировать разные генные мутации, которые, в свою очередь, произвели бы на свет жизнеспособные виды. Однако скорее всего они только расчищали место для менее конкурентоспособных в "старых" условиях организмов. Но вернемся к эволюционным теориям.

Тридцать лет назад наш биолог-теоретик Александр Любищев создал классификацию эволюционных теорий. Получилось более десяти вариантов, исходя из форм эволюционного процесса и эволюционных факторов, которые принимает тот или иной исследователь.

Но проблема, как мне кажется, в том, что, по мнению представителя любого теоретического направления, все организмы эволюционируют только в соответствии с выбранной им концепцией и не иначе. В действительности может оказаться, что даже одни и те же группы организмов эволюционировали в различные времена совершенно разными путями.

За сим разрешите откланяться.

Другие записи

10.06.2016. Этюды геооптимизма
Опора нашей нервной системы и здоровой психики, как считают психоневрологи, - уверенность в завтрашнем дне. Нет, не о деньгах речь, не о производственных или учебных успехах. А о том, что завтра, как всегда,…
10.06.2016. Плейстоценовые родственники современных людей были гигантами
Американские антропологи Рафф (Ruff), Тринкаус (Trinkaus) и Холидей (Holliday) провели изучение ископаемых останков 164 представителей рода человек (Homo), живших 2 млн лет назад и более. Оценивая на основе…
10.06.2016. Почему всё же вымерли мамонты?
В мерзлом грунте Сибири и Аляски наряду с огромным количеством полуразложившихся останков до сих пор находят совершенно целые мамонтовые туши. Ученые проанализировали содержимое пищеварительного тракта…
10.06.2016. Почему всё же вымерли мамонты?
В мерзлом грунте Сибири и Аляски наряду с огромным количеством полуразложившихся останков до сих пор находят совершенно целые мамонтовые туши. Ученые проанализировали содержимое пищеварительного тракта…