Новая история происхождения жизни на Земле - Дж. Киршвинк

Группы с примитивными легкими (земноводные и ранние рептилии) поплатились особенно сильно, и многие группы, которые процветали в раннем триасе, например, фитозавры, вымерли полностью. И земноводные, и архозавроморфы, вероятно, имели совсем простое устройство легкого, которое работало исключительно за счет движений реберной мускулатуры. Млекопитающие и более развитые терапсиды в те времена, по-видимому, уже имели диафрагму, а потому их существование подвергалось меньшей угрозе. Крокодилы, которые ползали на брюхе и предположительно имели «печеночный поршень», напротив, чувствовали себя неважно. Выживаемость ящерообразных в те времена можно объяснить несколькими причинами (особенности питания, стойкость к высоким температурам, способность избегать хищников, эффективная система размножения), однако мы думаем, что они обязаны выживанием своему уникальному устройству легких — в них имеется множество перегородок-лепестков, которые увеличивают площадь поверхности. Эти легкие были намного эффективнее, чем у многих других групп животных, и в условиях низкого уровня кислорода в воздухе (конец триаса — начало юры) такая система дыхания оказалась намного более конкурентоспособной. Вот так ящерообразные стали господствующей группой существ на планете в конце триасового периода и сохраняли свое доминирующее положение в юрском периоде за счет высокоактивного уровня жизнедеятельности.

Сегодня известно, что из всех морфологических типов рептилий среднего триаса ящерообразные динозавры демонстрировали остановку в развитии своего видового разнообразия либо число их структурных типов даже уменьшалось. Также известно, что за последние 500 млн лет содержание кислорода в окружающей среде достигло наименьшего уровня в конце триасового периода. У ящерообразных имелась некая особенность, позволившая им выжить при серьезном дефиците кислорода. Факты говорят, что долгое и медленное падение уровня кислорода достигло своего дна как раз в период триасово-юрского массового вымирания, но следует также учесть, что данное вымирание имело на самом деле два этапа, отделенных друг от друга 3–7 млн лет.

На планете существует несколько мест, где этот временной интервал можно увидеть по фоссилиям многочисленных позвоночных. Нам не известен точный характер вымирания позвоночных, а вот вымирание организмов в океане мы можем представить себе яснее. Нам не известно, как быстро исчезли наиболее заметные жертвы триасово-юрского вымирания: фитозавры, этозавры, примитивные архозавроморфы, тритилодонтовые терапсиды. Однако удалось установить, что ко времени, когда в океане раннего юрского периода появились разнообразные головоногие и оставили нам в юрских породах подтверждения праздничного изобилия жизни, динозавры уже господствовали в мире. Какие же у них были легкие? Определенности тут нет, но мы точно знаем: их легкие и система дыхания хорошо работали в условиях самого ужасного кислородного кризиса за всю историю Земли.

Новое понимание тех событий включает в себя следующее: ящерообразные динозавры подверглись вымиранию в меньшей степени, чем все прочие группы сухопутных позвоночных, благодаря своей более развитой системе дыхания, а именно наличию впервые появившейся в эволюции системы воздушных мешков. Самое потрясающее в динозаврах то, что во время триасово-юрского массового вымирания ящерообразные энергично увеличивали свою численность.

Слово «юрский» теперь прочно ассоциируется с динозаврами и знаменитым парком развлечений из известного фильма. В действительности юрский период не имеет ничего общего с тем, как его изобразили в кино. В тех парках растут деревья и кусты, которых еще не было в юрский период, — это всем известные сегодня цветковые растения. Вообще, единого представления о юрском периоде быть не может, поскольку мир невероятно переменился с момента первых проявлений тех черт, которые традиционно относят к данному периоду (около 201 млн лет назад), и до последних этапов (135 млн лет назад). В начале периода это был мир, сильно пострадавший от последнего массового вымирания, — коралловые рифы пропали, а немногочисленные динозавры были малы ростом и не разнообразны. Кислорода было так мало, что насекомые едва могли летать, но это не имело значения, поскольку не было летающих позвоночных, которые бы могли на них охотиться. Однако такому положению дел суждено было измениться в относительно скором будущем, по крайней мере в рамках геологических представлений о скорости.

К концу юрского периода обычными стали крупнейшие за всю историю планеты животные — динозавры, венец творения, а вот маленькие примитивные птички и еще более мелкие примитивные млекопитающие ютились на задворках экосистем. В начале периода моря настолько опустели, что на короткий период даже вернулись строматолиты, а крупных рыб и хищных животных было чрезвычайно мало.

Конец юрского периода — это также мир самых разнообразных и необычных морских обитателей, которые когда-либо населяли земные океаны: длинношеие рептилии-плезиозавры, дельфинообразные ихтиозавры, а также множество прекраснейших примитивных рыб, подобных современным сарганам и осетрам (и те и другие — со странными щитками на теле), которые плавали среди обширных коралловых рифов. Океаны были населены большим количеством всевозможных головоногих и их близких родственников, похожих на креветок, — белемнитов. Аммониты-головоногие были представлены огромной группой существ всевозможных форм: от плоскоспиральных тел до причудливых конусов, изгибавшихся изящной дугой (такие появились уже к концу юры). Крупнейшие из головоногих найдены именно в породах юрского периода, например, гигант из Британской Колумбии, обнаруженный возле города Ферни, был около 2,5 м в диаметре и наверняка весил не меньше полутонны. Однако все эти богатства природы подкинули ученым очередную диковинную загадку: большинство животных того периода бесследно исчезли, и их место в экосистемах так и осталось незанятым.

Честно признаться, геология как современная научная отрасль своим появлением обязана именно юрскому периоду. Данные о юрских отложениях наносил на свои карты «отец английской геологии» Уильям Смит в начале XIX века, по юрским отложениям было установлено, что слои осадочных пород из разных районов, непосредственно не связанных между собой, могут сопоставляться по содержащимся в них остаткам ископаемых организмов. Образцы ископаемых головоногих из слоев юрского периода дали Дарвину возможность выявить примеры эволюционных изменений (ссылки на работы по тому периоду мы давали еще в главе 1, и конечно, мы рекомендуем труды по истории естественных наук Мартина Рудвика).

Юрский период демонстрирует ту же модель эволюционного взрыва, который можно наблюдать после каждого массового вымирания. Это называется периодом восстановления. В каждом случае сразу после вымирания в природе остается небольшое число выживших видов, и заканчивается такое затишье лишь 5–10 млн лет спустя. Затем, после этого небольшого «похмелья» эволюция оживляется, и развитие видового разнообразия снова набирает обороты. При этом животные и растения всегда отличаются широким спектром совершенно новых видов. В большинстве случаев новые формы возникают в течение восстановительного периода, но иногда бывает, что типы организмов, которые до вымирания характеризовались немногочисленностью видов, но каким-то образом выжили, после биологической катастрофы демонстрируют бурный рост численности и экологической успешности в обновленном мире.