The site has been moved


It is here now

На главную страницу

 

В.А. Красилов, доктор геолого-минералогических наук, профессор.

КОГДА ГИБНУТ СИЛЬНЫЕ

Опыт, поставленный природой

Мы, люди, безусловно господствуем на Земле. Хотя бы поэтому вымирание видов, господствующих в прошлом, не может интересовать нас.

Сегодня уже трудно перечислить все гипотезы, объясняющие вымирание динозавров. В ход пошло все – от взрыва Сверхновой и вмешательства пришельцев до отравления редкими элементами.

Чтобы понять, отчего вид вымер, писал Дарвин, надо знать, как он жил. И чем питался. Но вот что ели динозавры? Ответ на этот вопрос имеет прямое отношение к проблеме вымирания.

В середине мезозоя, в юрском периоде территории, которые мы сегодня называем Сибирью и Северной Канадой, были покрыты листопадными лесами. Похоже, что их никто не ел, во всяком случае динозавры сюда почти не забредали. Южнее обширные пространства были заняты кустарниковой растительностью и папортниковыми болотами, которые густым зеленым ковром покрывали приморские равнины и долины рек.

Сейчас большие скопления крупных травоядных животных встречаются в степях, прериях и саваннах. Лесные популяции не столь велики. Наверное, так было всегда. Судя по ископаемым следам, динозавры паслись большими стадами, как зебры, антилопы и страусы в африканской саванне. Таким стадам нужны открытые пространства. Растительноядные динозавры и предпочитали равнины, покрытые папоротниками или хвойным кустарником.

Но в конце юрского периода, примерно 130 миллионов лет назад, климат стал суше и площадь папоротниковых болот сильно сократилось. Болотные динозавры испытывали недостаток в пище, их численность резко упала. Зато место болот заняли кустарники, и процветали игуанодоны, связанные с кустарниковой растительностью.

Могли они знать, что над их пищевыми ресурсами тоже сгущаются грозовые тучи?

Еще в начале мелового периода появились первые цветковые растения с невзрачными цветами. Росли они незаметно, как бедные родственники, среди роскошных голосеменных с перистыми листьями. Но около ста миллионов лет назад климат сделался более холодным и влажным. Теплолюбивые и голосеменные стали чахнуть, и настало время цветковых. Они уже довольно разнообразны, но листья у них были мелкие. Для динозавров сокращение листовой массы означало голод.

Цветковые и динозавры – не единственные участники драмы, разыгравшейся сто лет назад, в середине мелового периода. В природе все взаимосвязано. Мысль банальная, но верная. На суше насекомые в спешном порядке покидали цветковидные шишки вымирающих растений и перебирались на настоящие цветки. У них был свой бум, которым не замедлили воспользоваться птицы и млекопитающие.

Надо было что-то предпринимать и динозаврам. Любопытно, что самые крупные растительноядные динозавры конца мезозойской эры – позднемеловой эпохи – имели клювы. они – как у попугая, другие как у утки. Цветковые подорвали листовую диету, зато появилось много съедобных плодов. Ими могло прокормиться и очень крупное животное, но приходилось есть, не останавливаясь, целый день: срывать и расщеплять твердые плоды узким крючковатым клювом, потом перемалывать могучими, как жернова, челюстями.

К концу мелового периода, 66 миллионов лет назад, берега Тетиса, срединного моря, разделявшего северный и южный массивы суши, на значительном протяжении сомкнулись. По окружности Тихого океана поднялись горные хребты. Изменилась система циркуляции гидросферы и атмосферы. Стало холоднее, с окраин континентов отхлынули теплые мелководные моря. Площадь папортниковых зарослей жестколистной кустарниковой растительности сокращалось ужу катастрофически Динозавры, которые едва оправились от среднемелового кризиса, не выдержали второго испытания. Леса не могли прокормит стада этих гигантов.

От смены растительности пострадали многие отряды насекомых. Кризис коснулся и млекопитающих. В конце мелового периода вымерли все их архаичные группы и почти все сумчатые.

Вымирание млекопитающих тоже могло повлиять на судьбу динозавров. Отношение динозавров и млекопитающих обычно представляют в неверном свете. По традиционной теории более прогрессивные млекопитающие вытиснили динозавров. Но как? Может быть, они пожирали динозавровые яйца? Эта слабо обоснованная сегодня гипотеза по-прежнему кочует из учебника в учебник. В действительности млекопитающие появились одновременно с динозаврами и сосуществовали сними 140 миллионов лет отнюдь не на конкурентных началах. Млекопитающие входили в пищевые цепи динозавров. Кости известных нам мезозойских млекопитающих и находят-то чаще всего в экскрементах хищных ящеров. Конечно, существование девятитонного тираннозавра зависело в первую очередь от гигантских ходячих складов мяса – динозавров-вегетариацев. Но для мелких хищников млекопитающие были важным подспорьем.

Так, выходит, коренной причиной вымирания динозавров был подрыв основания пищевой пирамиды – недостаток растительной пищи. За десятки миллионов лет господства динозавры не раз попадали в трудные положения, но пока пищи было много, они справлялись. Когда же пища оскудела, их численность сократилась, и любое неблагоприятное воздействие могло стать роковым. Так как колебания земной коры и климата резко снизили продуктивность растений-фотосинтетиков и в море, и на суше, вымирание морских и наземных организмов происходило почти одновременно. Фундамент пищевых пирамид распался, и они рухнули, похоронив тех, кто находился на вершине.

Это было вымирание наиболее приспособленных. Так сказать, гибель сильных. Когда менее приспособленные выбирались из-под обломков, конкуренция стала не слишком жесткой. Поэтому развитие пошло очень быстрыми темпами, и вскоре, наряду с другими отрядами млекопитающих, появились наши предки – древнейшие приматы.

Обобщение пройденного

Итак, накануне вымирания динозавровая фауна была богата и разнообразна, как никогда. И в масштабах геологического времени вымирание не было постепенным.

Дарвин корректно указал, как опровергнуть классическую теорию эволюции. Кто докажет, что скачки – не иллюзия, порожденная неполнотой геологической летописи, тот «может отвергнуть и всю теорию». Во времена Дарвина были исследованы только Европа и Северная Америка. Сегодня мы располагаем сведениями по всем континентам, по океанскому дну и знаем, что скачки – не иллюзия. Значит, их надо объяснить.

…По традиционной «синтетической» теории эволюционный процесс идет как бы снизу вверх: мутации генетического кода, видимая изменчивость - выживание наиболее приспособленных, постепенное изменение видов и, наконец, постепенное изменение сообществ и всей биосферы. Движущие силы целиком внутренние. Внешние воздействия если и сказываются, то как помехи.

Но существуют и нетрадиционные объяснения. В этом варианте все идет как бы сверху вниз: изменение формы Земли – движение земной коры, неустойчивость магнитного поля и климата – реконструкция биосферы, упрощение структуры биологических сообществ, то есть вымирание видов, - развитие новых приспособительных механизмов на основе резких смещений в развитии органов – заполнение вакантных экологических ниш, использование мутаций, видообразование – введение – экологических сдвигов в генетическую память.

Периодические нарушения скорости вращения Земли, изменения наклона к плоскости орбиты и так далее не могут не влиять на магнитное поле и фигуру Земли, кора которой приспосабливается к новой форме подвижками своих плит. Совместное действие космических и геологических сил вызывает изменение климата. То, что происходило 100 миллионов лет назад (опускание континентов, теплый климат, рост живой массы и разнообразия организмов) и 65 миллионов лет назад (поднятие континентов, похолодание, падение продуктивности биосферы, сокращение разнообразия), можно считать периодическими колебаниями. С тех пор, как возникли континенты, они чередовались довольно регулярно. Но это сложная регулярность. Самый крупный цикл – 180 миллионов лет (галактический год), самые мелкие – от полумиллиона до 20 тысяч лет (циклы процесс земной оси). таков пульс Земли.

Но, может быть, таков и пульс жизни? Совпадение горообразовательных и ледниковых циклов с эрами, периодами и эпохами, выделенными по эволюционным событиям в биологическом мире, разумеется, не случайно.

Помните, у Кэрролла Алиса попадает во владения Красной Королевы, где надо бежать из всех сил, чтобы удержаться на месте? Американский ученный Валлен Лейг Ван сравнил эволюцию с таким бегом. Мелькают виды, но общая масса живого, его разнообразие все те же.

Я люблю Кэрролла, но в качестве метафоры для эволюции биосферы предпочел бы превращения Алисы, которая становилась то большой, то маленькой. Увеличение биомассы позволяло надстраивать пирамиду питания – лестницу видов. Разнообразие росло. Но на определенном этапе устанавливалось равновесие, и у организмов не было внутренних причин его нарушать.

Эволюция – процесс дорогостоящий, нужна хорошая встряска, чтобы заставить ее двигаться дальше.

Теперь представим себе, что переполненная видами, как автобус в часы пик, биосфера Земли «затормозила». Все живое по инерции влетает в «узкие» условия существования, как Алиса в темный проход кроличьей норы, и, как Алиса, сжимается. Сравним биологические сообщества тропиков и средних широт. В тропиках живет гораздо больше видов. Не потому, что там жарко, а потому, что там всегда есть пища. В тропиках бывает засухи, ураганы и пожары, но фотосинтез не замирает на зиму, как в средних широтах. В тропиках пищевые цепи всегда сомкнуты, не стихает многоголосый хор насекомых. Значит, цветок может приспособиться к опылению одним-единственным видом насекомых с подходящей длиной хоботка. Так экономнее – пыльца не расходуется впустую.

Растения высоких и средних широт охотнее полагаются на ветер: способ расточительный, но надежный. Биологические отношения в переменных условиях всегда строятся по принципу надежности. Приспособления грубее, пищевые цепи короче, сообщества проще, видов меньше.

Точно так же, когда обстановка становится шаткой, многие виды становятся лишними. Вот почему вымирание – способ регуляции разнообразия в переменных условиях. Вымирание ослабляет конкуренцию. В «узком месте» главное – противостоять натиску стихии, отношения выяснять лучше в другой обстановке.

Способность бороться за место под солнцем как фактор выживания отступает на второй план. Важнее ускорить развитие и как можно быстрее приступить к размножению. Вот на основе таких ускорений и возникают новые признаки. Их носители в нормальных условиях оказались бы нежизнеспособными уродами. Что такое, например, эндосперм цветкового растения, как не уродливый зародыш – пища для нормального зародыша? И не похож ли плодолистик на лист, пораженный вирусом скручивания вирусом? может быть, не без участия вирусных генов, прижившихся в геноме высших растений, плодолистики возникли параллельно в нескольких группах голосеменных? Именно так, как кажется, формировались покрытосемянность – важнейший признак господствующей в наши дни группы растений.

Разумеется, чтобы уродство стало приспособлением, его должен подхватить естественный отбор. И конечно, конкуренция – важнейший фактор эволюции. Но важны и периоды, когда конкуренция слабеет. Это дает шанс выжить и найти себе место «небезнадежным уродом» - формам, потенциально способным дать начало новой эволюционной ветви. Замечу, что такая точка зрения имеет мало общего с теорией случайных скачкообразных изменений соотношения генов в популяции сальтационизмом. В 2дарвинских» условиях природа не делает значительных скачков. Иное дело в кризисных условиях. Формообразование принимает действительно взрывной характер, и палеонтолог фиксирует внезапное нашествие не только новых видов, но родов, семейств, отрядов. Появление в критические периоды резко отклоняющихся от нормы, уродливых форм, и среди них «небезнадежных уродов», - явление не случайное, а закономерное. И кризисы не случайны. Они - порождение сложных взаимодействий в биосфере как геобиологической системе. Без них эволюция давно бы застопорилась, а может быть, не началась бы вовсе.

Что касается нескончаемого спора вокруг эволюции, это разнообразие мнений похоже на полупрозрачное зеркало. С одной стороны, отражает сложность и противоречивость самого эволюционного процесса, с другой - пропускает взгляд исследователей разного психологического склада. Люди с развитой интуицией «чувствуют» : за словами «переживание наиболее приспособленных» кроется еще что-то К сожалению, они нередко придают этому «что-то» облик если не традиционного бородатого творца, то родственной ему внеопытной силы, программирующей ход событий. Я думаю, ощущение подспудных движущих сил по сути верно, но это системные взаимодействия, а отнюдь не творец.

Зато ученные с четким математическим складом ума проявляют особенную склонность к наивному катастрофизму. Именно им обязан популярностью теория периодических падений на Землю крупных небесных тел, вызывающих катастрофические вымирания.

Ученому, воспитанному в духе отсечения лишних сущностей, бывает нелегко увидеть систему, распознать системные связи. Но когда это удается мистический туман рассеивается. Нет ничего мистического в том, что орбитальные ритмы Земли оказывают не сразу заметное, но глубокое влияние на сообщества организмов, предопределяют периодичность эволюционных процессов, в том, что усложнение структуры биосферы диктует прогрессирующее усложнение господствующих видов. рост их индивидуального разнообразия, что все более ценным становится каждое индивидуальное существование, сохранению которого предназначены основные шаги эволюционного прогресса. Эти представления легли в основу экосистемной теории эволюции.

Основное достоинство экосистемной теории эволюции я вижу в ее «многослойности» и способности к развитию. Те взаимодействия, которые мы улавливаем сейчас, - вероятно, лишь небольшая часть существующих, верхний слой, по которым скрыты менее очевидные, но, может быть, более действенные силы эволюционных преобразований.

зимние шины.

Hosted by uCoz