Павел Кадильников

Отношение к теории естественного отбора Ч.Дарвина

Неполнота геологической летописи

Введение

При написании настоящей работы я выбрал главу из книги Ч.Дарвина «Происхождение видов» (Дарвин, 1937) Неполнота геологической летописи, которая посвящена геологическим и палеонтологическим аспектам эволюции Земли и жизни на ней. Эти аспекты рассмотрены Дарвином в 11 разделах.

Основные проблемы, затронутые автором в главе о геологической летописи перечислены ниже. Это:

- Об отсутствии в настоящее время промежуточных разновидностей.

– О природе вымерших промежуточных разновидностей; об их количестве.

—Об определении продолжительности (геологического) времени по быстроте денудации и отложения осадков.

—Об определении продолжительности (геологического) времени в годах.

—О бедности наших палеонтологических коллекций.

—О перерывах в геологических формациях.

—О денудации гранитных областей.

—Об отсутствии в формациях промежуточных разновидностей.

—О внезапном появлении групп видов.

—О внезапном появлении групп видов в самых нижних из известных нам слоев, содержащих ископаемые

остатки.

—О древности обитания организмов на земле.

Главная мысль автора труда «О происхождении видов» состоит в том что, планета Земля, изменялась и эволюционировала длительное время, совершенно несравнимое, например, с 7523-летней историей Земли по христианским догмам. А живые организмы, остатки которых встречаются в накопленных осадках, во многих случаях также возникают, эволюционируют и исчезают.

Тезис об отсутствии в настоящее время промежуточных разновидностей и о природе вымерших промежуточных разновидностей; об их количестве

Данная мысль аргументируется Дарвином исходя из того, что отсутствуют промежуточные разновидности непосредственно между двумя искусственно выведенными одомашненными породами одного, но несомненно, существовали промежуточные формы между каждой из пород и исходным диким предком. Так и у естественных видов. Два вида одного более высокого таксона не имеют непосредственно промежуточных форм, но несомненно имеют общего предка, который вероятно, вымер. Это подтверждается фактом внутривидовой и между близкородственными видами конкуренцией. Число же этих общих предков по Дарвину должно быть непостижимо велико, исходя из разнообразия современных живых организмов.

Я во многом согласен с Дарвином, за исключением того, что он не указал, что эти переходные и промежуточные звенья должны были существовать на планете в разное время. Также по современным данным должен существовать только один общий предок всех живущих на земле организмов, на лекциях по курсу Эволюция биосферы, проводимых Д.В. Гражданкиным и А.В. Каныгиным, нам сообщалось, что таким общим предком может быть группа архей, вероятно занесенных на Землю с Марса.

Тезис об определении продолжительности (геологического) времени по быстроте денудации и отложения осадков и определении продолжительности геологического времени в годах

Дарвин из года в год наблюдая процесс разрушения волно-прибойной и приливно-отливной деятельностью океана, ручьев на склонах и атмосферными процессами пришел к выводу, что эрозия медленный, но формирующий специфический ландшафт, что говорит о длительности воздействия денудационных фактов на подстилающую поверхность. Величина смещений по разломам также нивелирована эрозионными процессами. Одновозрастные осадочные породы, образованные в ходе литификации переотложенного выветрелого материала имеют большую, но при этом различную мощность в разных регионах Земли, ссылаясь на других исследователей, как и на тот факт, что для естественного разрушения пласта твердой породы необходимы миллионы лет. В конце тезиса Дарвин сравнивает время селекции определенной породы домашнего животного в ходе сознательного отбора человеком (изменения проявляются на протяжении отрезка человеческой жизни, показывая то, что вроде бы, можно получить за короткое время столь отличные друг от друга формы, но все же формы одного вида), время бессознательного отбора между представителями той или иной породы (явные изменения проявляются через несколько веков) и изменении видов в ходе естественного отбора (по большей части изменения происходят медленно, во времена Дарвина не было инструментального способа оценить это время.

Дарвин в целом правильно просчитал, что осадочные горные породы формировались длительное время, что подтверждено современными литолого-седиментологическими и изотопно-геохронологическими исследованиями, но различные виды эрозии в разной степени разрушают породы. Современные ландшафты иногда могут сформироваться под влиянием мгновенных катастрофических процессов, например комплекс аккумулятивных террас долин горных рек Алтая, образованных в результате прорыва гигантских по объему подпрудных озерных бассейнов (Зольников, Мистрюков 2008), схода турбидных подводных лавин, образующих подводные каньоны (Kuenen, Migliorini, 1950) (Лисицын, 1988), или же банального оползания масс горных пород под действием силы тяжести, но эти события проявлялись довольно редко и на ограниченных площадях, (кстати эти явления могут привести к возникновению некоторых скоплений остатков организмов) хотя подобные комплексы хорошо сохраняются в геологической летописи.

Тезис о бедности наших палеонтологических коллекций, перерывах геологических формаций и денудации гранитных областей

В XIX веке палеонтологи обладали весьма малой выборкой остатков живых организмов, известно было, что отдельные виды были описаны по одному или немногим экземплярам. Дарвин справедливо считает, что сохранность палеонтологических остатков связана, во первых с наличием твердого скелета, во вторых, со скоростью осадконакопления, изолирующего этот самый скелет от агрессивного воздействия океанической воды. Также он приводит факты о перерывах в осадконакоплении, во время которых в результате экзогенных процессов ранее накопленные толщи разрушались, а затем продолжали накапливаться. На некоторые географические обстановки указывают живые организмы, так усоногие раки живут в приливно-отливной зоне на твердом фундаменте. Наземные обстановки осадконакопления, по мнению Дарвина имеют значительно меньшую мощность и распространение, а значит и сохранность нежели, субаквальные и это тоже является свидетельством длительной эволюции осадочной оболочки Земли. Но главным доказательством неполноты геологической летописи по многочисленным данным предшественников и современников Дарвина являлось, то что разные формации в отдельно взятом регионе отделены друг от друга значительными промежутками времени, но при этом осадконакопление продолжалось в смежных регионах в пределах других бассейнов, а также им было указано, что интенсивность отложения осадков в воздымающихся регионах не приводит к снижению интенсивности осадконакопления, вплоть до полного прекращения, тогда как опускание морского дна приводит к усилению осадконакопления и образованию мощных толщ осадков. При этом море должно оставаться мелким и с низкой скоростью опускания дна…

У меня возникло несколько вопросов к первой части тезисов, да в целом я согласен с мнением Дарвина о механизме осадконакопления, что он развивался развивается и будет развиваться длительное время в отдельно взятом бассейне согласно физико-химическим законам. Но мнение об отсутствии осадконакопления в пределах океанов считаю неверным в свете современного научного познания, где как мы знаем формируются глубоководные кремнисто-глинистые осадки (данные первой экспедиции на Челленджере, конец XIXвека). Также нам известно, что океаническое дно изменяется динамически, и все современные океаны имеют возраст не древнее мезозоя (вторичного периода у Дарвина), но что опять же не отъемлет факт их существования и ранее, так как фрагменты древней океанской коры сохраняются в виде офиолитовой ассоциации складчатых поясов (Колман, 1979) Далее идет тезис о метаморфических породах и гранитах. Метаморфизм связан с изменением и перекристаллизацией ранее образованных пород при огромных температурах и давлениях, которые не могут быть достигнуты на океанском дне, как приведено в настоящей книге, а только лишь в некоторых случаях. К ним относятся: метаморфизм в результате термического воздействия близких горячих интрузий (Высокий температурный градиент и низкое - умеренное давление), метаморфизм нижележащих геологических тел при тектоническом скучивании и горообразовании в результате столкновения континентальных (в основном) и океанических коровых масс (умеренная - высокая температура и умеренный градиент давления) и метаморфизм при погружении океанической коры в глубинные зоны земли в ходе эволюционного развития океана (низкая – умеренная температура и высокий градиент давления) (Добрецов и др., 1970). Но, как справедливо указано Дарвином, такое образование метаморфических комплексов от начала метаморфизма до выведения пород на поверхность происходило значительное время измеряемое сотнями тысяч и миллионами лет (при внедрении интрузий), десятью – двадцатью миллионами (при коллизии) и двумя – тремя сотнями миллионов лет (при субдукционном процессе), что доказано методами абсолютной геохронологии (Добрецов, 2000). Ну и несомненно, все современные и древние осадки в условиях континентов отлагались на поверхности еще более древних гранитно-метаморфических областей. Да и что, говорить, если само изотопное датирование (в частности U-Pb по цирконам) многих гранитов и метаморфических пород (в общем то, и осадочных), доказывает предположение Дарвина об их очень большом возрасте, измеряемом миллионами и миллиардами лет и несомненно, что все перекрывавшие интрузивные образования и метаморфиты горные породы были или разрушены внешними процессами или перемещены по разрывным нарушениям в другие регионы.

Тезис об отсутствии многочисленных промежуточных разновидностей в каждой отдельной формации

Дарвин, опираясь на данные палеонтологов привел вывод, что средняя продолжительность формации вдвое или втрое превосходит продолжительность существования вида. Здесь не до конца понятен термин «формация», его значение, как узкого литологического подразделения, идентичного относительно кратковременно накопившейся свите, или более широкого, захватывающего более длительный промежуток геологического времени, идентичного современным «серия» или «супергруппа». Тут же Дарвин переходит из литологической к стратиграфической терминологии, выделяя внутри формации ярусы, что в принципе верно. Также Дарвин указал на факт, что находя впервые внутри каких либо отложений вид мы не можем стопроцентно говорить, что он и появился в это время, ведь, во-первых не изучены другие одновозрастные разрезы других древних бассейнов, где возможно этот вид появился, а затем распространился на другие бассейны, включая разрез изучаемого, а во-вторых остатки этого организма могли быть извлечены и перезахоронены из ранее разрушенных осадочных пород, а в третьих, вообще могли быть вынесены в пределы морского бассейна реками с суши, но здесь нужно изучать литологию осадков и устанавливать их происхождение. Дарвин здесь же привел миграционно-климатическую теорию, по которой в стратиграфической последовательности вид мог появляться и исчезать, то есть мигрировать под воздействием климатических изменений. А так как виды интенсивно мигрировали под влиянием изменяющихся условий, при этом изменяясь сами то вряд ли будут существовать такие районы, где виды изменялись бы длительное время, за исключением докембрия, но там виды эволюционировали слабо и направленность эволюции была иной, нежели в фанерозое, так как не было хищных организмов, не было провокаторов «гонки вооружений». Дарвин излагает такую мысль: «Если определенный вид появляется в разрезе несколько раз, то переходных форм естественно в разрезе не будут, но будут внезапные, случайные и зачастую, незначительные изменения этой формы». Существующие же родительские формы будут залегать ниже по разрезу в более древних слоях. Дарвин приводит здесь важный вывод, заключающийся в том, что изменения каждого вида происходили на кратком промежутке времени, по сравнению с тем временем, в течение которого вид не подвергался изменениям и высказывает надежду об открытии в будущем многих переходных форм, т.е. родительских для современных и древних видов. Далее автором приведено сравление условий осадконакопления в доисторической Европе и современного Малайского архипелага, и демонстрирует невозможность интерполяции живого мира этой области на весь мир (то есть возникает неверное утверждение, что «все живые организмы Индонезии живут во всем же мире»), также невозможно, что вся биота, допустим среднеюрской Европы была идентична биоте остальной планеты.

Тезис о внезапном появлении целых групп родственных видов

Наверное, ранее считалось, что внезапное появление групп родственных видов связано с «актами творения». Дарвин, используя метод научного познания, пришел к выводу, что внезапное появление групп фауны связано не с их непосредственным появлением, а с началом их интенсивного расселения из районов видообразования в смежные, а также учел факт перерывов в осадконакоплении, во время которых виды могли существовать в иных районах. Далее на примере антарктических пингвинов, у которых, по мнению Дарвина передние конечности находятся якобы «в переходном» состоянии, что не мешает им спокойно существовать в их условиях. По моему мнению, ситуация с пингвинами напоминает конвергенцию, когда живущие и жившие виды различных таксонов (даже высокого порядка) приобретают сходную морфологию, приспосабливаясь к предложенным условиям, так пингвин будучи птицей имеет обтекаемую форму тела и передние конечности – ласты, что позволяет ему плавать в водной среде, добывая там пропитание, аналогичную форму тела и сходные конечности имеют рыбы, настоящие и ушастые тюлени, а также некоторые вымершие формы рептилий. Но далее совершено справедливо автор предполагает, что пингвины могли произойти от водоплавающих птиц. Также учитывая неполноту геологической летописи, автор может утверждать, что возможно мы не узнаем всех предков тех или иных таксонов, при этом опираясь на новые открытия Дарвин привел факт существования млекопитающих еще в мезозое и еще серию выводов о том, что одновременное появление видов должно являться именно одновременным появлением видов тогда и только тогда, когда эти виды впервые появляются во всех разрезах на планете одновременно, то есть в одновозрастных слоях. Ныне действительно, факты одновременного появления/исчезновения таксонов в разрезе, особенно в близко расположенных разрезов, являются маркерами стратиграфических границ, по таким событиям выделяют биостратиграфические зоны, используемые для расчленения и корреляции разрезов.

Тезис о появлении групп родственных видов в самых нижних из известных нам слоев, содержащих ископаемые.

Список литературы

Дарвин. Ч. Происхождение видов Москва-Ленинград. Наркомздрав, 1937, .

Добрецов Н.Л., Ревердатто В.В., Соболев В.С., Соболев Н.В., Хлестов В.В. Фации метаморфизма. М.: Недра, 1970, 432 с.

Добрецов Н.Л. Процессы коллизии в палеозойских складчатых областях Азии и механизмы эксгумации // Петрология, 2000, т.8, № 5. С 451 – 476.

Зольников И.Д., Мистрюков А.А. Четвертичные отложения и рельеф долин Чуи и Катуни. Новосибирск, ИГМ СО РАН, 2008, 181 с

Колман Р. Г. Офиолиты. М.: Мир, 1979, 262 с.

Лисицын А.П. Лавинная седиментация и перерывы осадконакопления в морях и океанах. М.: Наука, 1988. 309 с.

Kuenen Ph.H., Migliorini C.I. Turbidity currents as a cause of graded bedding // J. Geology. 1950. Vol. 58, N 2. P. 91—127.