Знание-сила, 2008 № 04 (970) - [28]
Какой же можно сделать вывод? На протяжении сотен тысяч лет шерстистые носороги приспособились к весьма необычным, но вполне привлекательным для них условиям обитания. Однако затем - всего за несколько тысячелетий - мамонтовая степь исчезла. Ее сменили послеледниковые ландшафты, по преимуществу лесные. Сайгаки перекочевали в степные области Центральной Азии, северные олени и овцебыки выжили в тундре, а вот шерстистые носороги, справлявшиеся прежде с любыми ударами судьбы, на этот раз не нашли для себя подходящего убежища. Ни современные степи, ни арктическая тундра не могли их прокормить. Оба типа ландшафта были для них гораздо менее продуктивны, чем мамонтовая степь ледниковой эпохи. В конце концов, носороги стали жертвами собственной специализации, сформировавшейся в плейстоцене.
Статья была опубликована в Вестнике «Музея Сенкенберг», г. Франкфурт-на-Майне.
(Перевод А.Зайцева.)
Сергей Ильин
Две остановки на пути жизни
За полтора столетия после Дарвина теория эволюции претерпела поистине драматические изменения: из описания конкуренции и отбора организмов она превратилась в описание конкуренции и отбора «эгоистических генов», из дарвинизма стала неодарвинизмом. Не менее драматичные изменения произошли во взглядах на темпы эволюции: Дарвину они представлялись медленными, плавными и постепенными, а сегодня все чаще говорят о прерывистой, «пунктирной» эволюции, когда длительные периоды накопления незаметных, микроскопических изменений внезапно сменяются взрывоподобными периодами стремительных изменений и быстрого становления сразу большого числа новых видов. (Впрочем, причиной таких разрывов в истории эволюции могут быть не только взрывоподобные появления новых видов, но и столь же массовые истребления прежних, так называемые «биологические катастрофы».)
Ярким примером такого «пунктира» являются две остановки на пути эволюции живых существ. По самым осторожным оценкам, первые, простейшие одноклеточные организмы (прокариоты) появились на Земле уже 3 миллиарда лет назад (по мнению некоторых ученых - даже раньше), но за весь последующий миллиард лет эти организмы никаких существенных изменений не претерпели. Затем, примерно 2 миллиарда лет назад, произошел внезапный скачок - появились клетки революционно нового, много более совершенного вида - эукариоты, то есть клетки с внутренним ядром, содержавшим весь генетический материал и отделенным от остальной протоплазмы клетки своей особой ядерной мембраной. Эти клетки были уже настолько сложны и совершенны, что им хватило всего нескольких десятков миллионов лет, чтобы перейти к многоклеточному существованию - на Земле появились первые многоклеточные организмы.
Затем опять последовал период загадочного затишья, и лишь по прошествии почти полумиллиарда лет состоялся очередной биологический взрыв, получивший название Кембрийского, в ходе которого не только появилось великое множество совершенно новых видов, давших начало всем нынешним животным, но и были заложены структурные особенности их строения - своего рода «план эволюции» на следующие полмиллиарда лет, вплоть до наших дней.
Чем объяснить эти странные остановки на пути жизни? Что тормозило развитие организмов в промежутках между взрывами? Что было причиной самих взрывов?
Долгие годы на эти вопросы, особенно в отношении Кембрийского взрыва, давались самые разные ответы, но, кажется, сейчас найден самый правдоподобный. Он состоит в одном-единственном слове - кислород.
Известно, что в атмосфере первичной Земли свободного кислорода не было. Тот, что был после образования планеты, вошел в соединение с различными другими элементами, а новый не возникал, пока не появились растения, которые, как мы знаем, поглощают углекислый газ, а выдыхают - к нашему счастью - кислород.
Кстати, поскольку они используют преимущественно один из трех изотопов углерода, то соотношение этих изотопов в отложениях тогдашних времен с этого момента изменяется. Когда геологи обнаруживают в слоях какого-то периода такое изменение изотопов углерода, они понимают, что содержание кислорода в воздухе начало расти.
Другим показателем появления кислорода является изменение в соотношении изотопов серы. И вот недавно по изменениям концентрации изотопов серы в древнейших слоях было обнаружено, что примерно 2,4 миллиарда лет назад на Земле начали появляться первые следы кислорода. Это время было так близко к моменту перехода от прокариотов к эукариотам, что возник соблазн связать эти два события причинной связью. Мол, как только кислорода в воздухе накопилось достаточно, это позволило эволюции совершить свой очередной скачок.
Понятно, по одной точке не проводят прямую, на одном факте не возводят теорию. Но тут ученым повезло. Годом позже сразу две исследовательские группы сообщили о новом открытии. В Канаде геохимик Дональд Ганфилд, изучая различные осадки железа в морских скалах, обнаружил, что вплоть до окончания так называемого Гаскерского оледенения (580 миллионов лет назад) кислород в глубины океана не проникал, но сразу после таяния льдов его появилось такое количество, которое соответствовало 15%-ному содержанию свободного кислорода в земной атмосфере.
