Николай Вольвах

О неполноте знаний о геологической летописи

В настоящее время нет людей несогласных с утверждением об огромном вкладе в современное мировоззрение совершенный Чарльзом Дарвином и его трудом "О происхождении видов". Однако в 1859 г. хорошее образование было доступно только обеспеченным людям, да и собственные проблемы людей волновали больше чем наука. Поэтому развитие геологии, биологии и палеонтологии шло медленно, а палеонтологические коллекции пополнялись еще медленней. Всё это не помешало написать Чарльзу Дарвину в свой революционном труде главы "О неполноте геологического летописи" и "О геологической последовательности органических существ", тезисы из которых всё также актуальны и по сей день. Многие бы сказали, что геология и палеонтология шагнули далеко вперед, но увы, ответы на все вопросы до сих пор не найдены.

Приведу цитату из труда Чарльза Дарвина: "В VI главе я перечислил главные возражения, которые вполне основательно могли бы быть сделаны против защищаемых в этой книге взглядов. Большинство из них нами уже рассмотрено. Одно из них представляет совершенно очевидную трудность для этих взглядов, а именно: обособленность видовых форм и отсутствие между ними бесчисленных связующих звеньев". В палеонтологических свидетельствах ныне находится так много различных когда-то живых организмов и следов их жизнедеятельности, что казалось бы бери и собирай мозаику. Но и сейчас для выделения короткой филогенетической цепочки требуется целая жизнь. Дело в том, что нет абсолютно достоверных способов сделать это. В современной палеонтологии используются методы математической статистики, позволяющие связать несколько видов по тем или иным признакам, которые при учёте стратиграфических последовательностей могут дать положительный результат. Но нет никакой гарантии в том, что признаки выделены верно. Например: современные мыши-полёвки одного вида в зависимости от ареала обитания имеют черты отличающие их друг от друга. Данные признаки позволяют выделить подвиды, когда мы имеем живых особей здесь и сейчас, но смотря на вымершие организмы трудно понять, что является существенным признаком, а что индивидуальной особенностью отдельной особи, но не вида.

Также огромной проблемой для установления филогении является одно из правил успешности вида: "не победи, но найди то, в чем ты будешь успешен". Живность, в поисках лучшей жизни начала осваивать другие экологические ниши. Так появилась фациальная и климатическая зональность живых организмов. Поэтому исследуя один геологический разрез мы можем не найти дочерние виды, которые освоили новый ареал. И тут учёному помогает принцип дуализма, который повествует нам: "Если что-то не найдено, то его не обязательно нет. Но при этом если чего-то нет, то может быть так, что оно и не существует." Этот принцип и заставляет учёного двигаться вперед в поисках истины. И вот здесь стоит рассказать о другом принципе.

В геологии есть принцип актуализма. Он гласит о том, что все процессы, имеющие место быть сейчас, были и в прошлом. Однако он имеет и контр-принцип: чем дальше в глубь геологической истории, тем больше нарушается принцип актуализма, т.к. многие процессы влияющие на геологическое строение, и строение биосферы в частности, могли не происходить, либо существовали другие. Примером тому служит граница между Археем и Протерозоем. На заре жизни, до того как появились эукариоты, балом правили безъядерные организмы. Биологическое разнообразие было маленьким и никто не мешал друг другу. Но затем случилось то, что повлияло на ход эволюции, а именно появление первого органогенного кислорода. И тогда, в симбиозе, зародились первые эукариоты. Бактерии, объединившись в первые ядерные организмы, совершили первый виток эволюции. Они разделились на автотрофов и гетеротрофов.

Но тогда среда жизнедеятельности позволяла мирно сосуществовать и они этим пользовались. Одни потребляли углекислый газ вырабатывая кислород, другие потребляли этот кислород. До поры до времени кислорода едва хватало для питания гетеротрофных организмов, образуя бактериальные маты. И с течением времени кислорода стало так много, что среда перестала быть восстановительной превратившись в окислительную, и наступил Фанерозой, ознаменовав новый виток эволюции.

Из химии известно, что процесс горения вещества это процесс окисления. Поэтому можно фигурально выразиться о том, что организмы начали в сгорать. В поисках спасения жизнь начала осваивать новые горизонты. Появились зарывающиеся организмы. Зарывающаяся биота начала разрушать подстилающий бактериальные маты субстрат. Здесь закончилась эра доминирования бактериальных матов. Но! Становление окислительной среды также дало очень продолжительный, третий по счету, виток эволюции.

Вода была единственно защитой для живых организмов от смертельного ультрафиолетового излучения, поэтому живность могла существовать только на определенных участках на определенной глубине под водой. А с появлением большого количества O₂ в атмосфере, который отражает ультрафиолет, живые организмы медленно начали осваивать новые пространства. Появились планктонные организмы. Со временем живность освоила весь океан. Плотность живого вещества на объем пространства резко уменьшилась и также резко встал вопрос о питании. Новый виток эволюции начался становлением хищности (в Ордовике) и появлением подвижных организмов, поедающих всё на своем пути.

В противовес хищникам другие обитатели воды начали защищаться, вырабатывая средства защиты. Тем временем кислорода в атмосфере стало достаточно для освоения волноприбойной зоны (в Силуре), а затем и суши (в Девоне). Выход на сушу, сначала растений, а затем животных, начал следующий виток эволюции.

Возвращаясь к "неполноте геологической летописи" стоит упомянуть, что наука геология в то время была в зачаточном состоянии. С тех пор всё сильно изменилось. Фациальная и климатическая изменчивость живого мира не позволяет нам полностью отследить непрерывной линии изменчивости видов в одном, хоть и наиболее полном геологическом разрезе. А движение тектонических плит, возможно, уничтожило очень многие геологические разрезы, содержащие недостающие элементы желаемой филогенетической цепи. Остаётся лишь надежда, что сохранились палеонтологические свидетельства, которые позволят проследить весь путь жизни на Земле, и появятся методы, которые смогут обеспечить это.