Антон Васильев

Великий английский физик Исаак Ньютон, со свойственным его времени преклонением перед мыслителями прошлого, в одном из писем писал: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов.»

Мне кажется, что здесь скорее подходит сравнение с лестницей в небо, которую строят поколение за поколением талантливых людей, чтобы забраться выше и увидеть дальше. Но естественно, вклад каждого из них неодинаков: один добавит ступень, другой – две, третий – сразу два десятка, а четвертый пристроит перилла, чтобы боязливые или менее ловкие тоже смогли взглянуть на красоту мира с высоты. Любой, наделенный толикой интеллекта, способен понять, осмыслить и пересказать мысли других. Немногие способны открыть нечто новое либо же взглянуть по-новому на что-то известное. Лишь единицы способны создать стройную, смелую и непротиворечивую теорию, которая бы выдержала испытание временем, множеством новых открытий и нападками многих недоброжелателей. Для такого события необходимо порой поразительное стечение обстоятельств – нужный человек должен родиться в правильное время, а затем, с необходимым багажом знаний оказаться в правильно месте. Но и этого мало! Затем ему должно хватить смелости представить свои суждения на суд научного сообщества и отстоять их истинность. Все вышесказанное относится к одному из величайших ученых всех времен – Чарльзу Дарвину.

Об истории его жизни, открытий написано немало книг, сняты фильмы, читаются лекции. Нас же сегодня интересуют идеи, которые он изложил в своей книге «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь», а если быть точным, то в десятой ее главе, посвященных геологической последовательности органических существ. Как обошлись время и новые данные с мыслями, заложенными в тех строках?

Пожалуй, будет довольно бессмысленно пересказывать саму главу, каждый может ознакомиться с ней в первоисточнике, а потому разумно сосредоточиться на тех ее частях, где возможно добавить что-либо

существенное к словам ее автора.

О древности обитания организмов на Земле, об определении времени, и т.д.

В чем со времен Дарвина наука действительно совершила настоящий прорыв – так это в определении геологического времени в годах, в оценке времени существования Земли и жизни на ней. Те оценки, которые казались его современникам пугающими и преувеличенными, с сегодняшних позиций выглядят в разы приуменьшенными. Так, сегодня считают, что жизнь появилась на Земле более 3,5 миллиардов лет. Во столько оценивают возраст старейших обнаруженных следов жизни. А некоторые исследователи называют числа более 4 миллиардов лет! И все же подлинность многих из этих свидетельств остается спорной. Большая часть находок и сейчас относится к периодам, начиная с Кембрийского. И это не удивительно, ведь согласно расчетам, именно в это время условия окружающей среды изменились таким образом, что для многих групп оказалось возможно и целесообразно развитие скелета, то есть структуры, способной хорошо фоссилизироваться и сохранять весьма полную информацию о своем бывшем владельце. К тому же, вероятно именно к этому периоду сформировались практически все крупные современные таксоны, и в таком видовом разнообразии, что возникает ощущение, будто жизнь в огромном многообразии возникает именно в Кембрии. Но и тут ученым, вооруженным современными методами датировок, есть что сказать: полтора века назад возраст Кембрийских отложений оценивался едва ли в 60 миллионов лет. Сейчас же – в 540 миллионов.

Что же это за методы? Их существует довольно много. Перечислим основные.

Первый, нашедший самое широкое применение во многих науках – радиоизотопный анализ. Основан он на том, что каждый радиоактивный атом имеет собственный период полураспада, неизменны во времени. Следовательно, зная эту характеристику элемента, мы можем сопоставить его количество в образце с количеством продуктов его распада. Ввиду разных свойств и различных периодов полураспада, использование разных элементов целесообразно для образцов различного возраста и дает разную степень точности. Чаще всего использую углерод-свинцовую и радиоуглеродную датировки. Первая – весьма точна и ввиду длительного периода полураспада подходит для работы с образцами, чей возраст соизмерим с возрастом Земли (сотни миллионов лет). Вторая – применяется для биологических объектов. Пока организм жив, в нем поддерживается постоянная концентрация радиоактивного углерода 14, благодаря постоянному углеродному обмену с атмосферой, где тот постоянно образуется. Метод позволяет по отношению углерода 14 к стабильному углероду 12 оценить, как давно объект перестал получать углерод из атмосферы, иначе говоря, как давно погиб данный организм.

Второй метод – метод ленточных глин в приледниковых озерах. Его суть заключается в том, что слои песка и глины в некоторых условиях создают годичные слои из-за неравномерного отложения глинистого и песчанистого осадочного материалов в разное время года.

Третий метод – оптическая датировка, позволяет определить, как давно образец последний раз находился на свету. Диапазон – от сотен до десятков тысяч лет. Основан на том, что ионизирующее излучение от распада радиоактивных элементов образует в ряде минералов повреждения кристаллической решетки. Если затем эти минералы облучить светом, кристалл люминесцирует, отдавая сохраненную в дефектах решетки энергию и интенсивность люминесценции зависит от поглощенной дозы радиации, а следовательно – от времени нахождения в темноте.

Четвертый метод – термолюминесценция, в общем похож на предыдущий, только здесь накопленная в дефектах кристаллической решетки энергия выделяется в виде вспышек света при нагревании. Чем больше вспышек, тем старше образец.

Пятый метод – аминокислотный. Основан на том, что живые организмы состоят только из L-аминокислот, но после их смерти начинается постепенный процесс рацемизации. По соотношению L- и R- аминокислот можно сделать вывод о том, как долго этот процесс идет. Для данного метода нужны останки хорошей сохранности

Существует еще много различных методов. Правильно комбинируя их друг с другом и используя данные стратиграфии в качестве калибровки, возможно проводить весьма точное датирование. И точность с каждым годом растет. Можно судить о времени существования различных видов, предположить, когда они возникли, а когда вымерли, соотнести времена существования различных видов, даже при параллельных исследованиях в совершенно разных географических областях!

О переходных формах, их количестве, о бедности палеонтологических коллекций и о перерывах в геологических формациях.

О том, почему мы не видим промежуточных разновидностей здесь и сейчас сказал сам Дарвин и добавить к этому исчерпывающему объяснению нечего:

«Однако главная причина того, что бесчисленные промежуточные звенья не встречаются теперь повсеместно в природе, лежит в самом процессе естественного отбора, благодаря которому новые разновидности непрерывно вытесняют свои родоначальные формы и становятся на их место.»

Но сразу же за этим следует вопрос:

«Но ведь в таком случае количество существующих когда-то промежуточных разновидностей должно быть поистине огромных масштабов, в каком совершался процесс истребления. Почему же в таком случае каждая геологическая формация и каждый слой не переполнены такими промежуточными звеньями?»

Есть ли современной науке, что добавить к тому ответу, что сам Дарвин дает на этой вопрос далее в тексте книги?

Безусловно, за полтора прошедших века было обнаружено большое количество новых ископаемых, число известных ископаемых видов возросло на три порядка. Некоторые из них претендуют на звание переходных форм. Среди них такие широко известные организмы, как Тиктаалик, совмещающий в своем строении признаки и рыб, и четвероногих и промежуточные между ними. Немаловажно и дальнейшее изучение уже известных видов, уточнение их строения. Например, стало известно, что многие виды динозавров были покрыты перьями, которые служили термоизоляцией и вероятно играли роль при половом отборе. Так, одной задачей стало меньше у того, кто вознамерится связать разумной цепью переходных форм этих ящеров с птицами. Порой открытие можно совершить, не выходя из музея, как и произошло с открытием переходной формы к камбалообразным.

Но, как и указал Дарвин, все множество переходных форм не может быть найдено из-за того, что многие организмы погибали в условиях, в которых просто не имели шанса фоссилизироваться (например, во время поднятия участка), другие же, уже окаменевшие, были сметены в последующие эпохи. Данные, полученные геологами уже после смерти Дарвина, например, представления о “Континентальном дрейфе” не влияют принципиально на правильность его взглядов относительно отложения ископаемых. Разве что, было показано, что и на дне океанов существует осадконакопление. Но на мой взгляд, это не имеет принципиального значения для обсуждаемых вопросов.

Исследования непрестанно продолжаются. Например, сейчас все более и более привлекательным для исследователей становится докембрий. Сегодня это одно из наиболее перспективных направлений исследований. Особого внимания заслуживают отпечатки мягкотелых организмов, так называемой эдиакарской фауны, которые находят почти на всех континентах. Благодаря этим находкам предполагаемая граница появления многоклеточных организмов была сдвинута далеко назад.

Но многие участки, а иногда и целые огромные главы истории жизни на Земле все-равно оказываются для нас потерянными. Впереди нас ждут еще многие замечательные находки, но даже если получится добыть невероятное множество материала со всей Земли, проанализировать, сравнить, а затем объединить результаты – лицезреть геологическую летопись во всей полноте нам почти наверняка не доведется никогда.

То же задание, что выполняю сейчас я выполняли или выполнят после сотни студентов. Десятки из нас откроют новое или по-новому взглянут на старое. Едва ли найдется среди нас один, что впишет свое имя в историю грандиозной и великой теорией. Но вполне возможно, что знакомство с биографией великих ученых прошлого, изучение великих открытий и пути, что к ним привел пододвинет кого-то из нас на шаг ближе к такому достижению.

Бесконечна лестница в небо, бескрайние просторы открываются взору с ее вершины, нет предела стремлению человека к знаниям.