Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус
В карбоне было уже много насекомых, и они были разные. Подобно современному генетику, предпочитающему изучать вызванные им мутации на быстро сменяющихся поколениях мух, а не на слонах, природа за короткое сравнительно время заложила основные направления дальнейшего развития насекомых.
Был изобретен полет - насекомые быстро научились летать. В воздухе у них не было врагов, и стрекозы достигли огромных размеров, почти метра в размахе крыльев (правда, в современной атмосфере, по мнению многих ученых, трахейный способ дыхания насекомых не позволил бы поддерживать жизнь в таком большом теле). Атмосфера наверняка была другой. В ней было относительно больше и кислорода и углекислого газа (и, соответственно, меньше азота).
В эволюции многое кажется нам необходимым. Чтобы появился человек, нужно было за треть миллиарда лет до того из крокодилообразного влажнокожего земноводного лабиринтодонта «сделать» котилозавра, позвоночное более высокого порядка, независимое в своем размножении от воды. (Какое-то представление о том, каким был котилозавр, дают черепахи, дожившие до сего дня его ближайшие родственники (надо только мысленно вычесть черепаший панцирь). Но в том, какой именно лабиринтодонт станет котилозавровым (и нашим) предком, уже большую роль играла случайность. Конечно, эволюции нужен был лабиринтодонт-неудачник, гонимый и плохо приспособленный к борьбе за свое место в каменноугольной трясине, иначе чего ради он полез бы на сушу пробавляться насекомыми? Но то, что таким удачливым неудачником оказался один из родов лабиринтодонтов-эмболомеров (антракозавров), в большой мере случайно.
Этот род, род дипловертебронов, обладал одной мелкой, незначительной, случайной, можно сказать, особенностью: передние конечности дипловертебронов были... пятипалые. А лапы всех остальных его родичей - многочисленных и могущественных - были устроены иначе. Передние лапы - четырехпалы, зйдние - пятипалы. Были и такие, что и на задних ногах имели по четыре пальца.
А теперь взгляните на свою руку и подумайте о случайном разделении мира позвоночных на пятипалых и четырехпалых, о том, сколько таких случайностей было на нашем с вами пути от кистеперой рыбы. А впрочем, случайность ли это? Ведь они вымерли, четырехпалые-то...
Ледник на экваторе
Котилозавр шел по жизни, переступая пятипалыми конечностями, но обозревая мир тремя глазами. Зачем ему нужен был теменной глаз, унаследованный от первых еще позвоночных моря и первых земноводных стегоцефалов, не со всем ясно: ведь с воздуха ему ничто не угрожало! Впрочем, возможно, он им ничего конкретно не видел - скорее всего это был свето- и теплочувствительный прибор для отслеживания условий освещенности, что было важно для поддержания нужной температуры тела. Карбоновый период шел к концу, и многое вокруг переменилось...
В общем влажный (при всех местных и временных различиях) климат становился суше и прохладнее. В умеренном климате появились настоящие времена года; красавцы кордаиты, предки хвойных, дремучей щеткой вставшие на территории нынешней Северной Евразии, уже оставляли в своей древесине годовые кольца. Но климат все еще был теплый, углеобразование шло споро.
И вот в этом от полюса до полюса зеленом море вдруг появляется странное пятно. На континенте Гондвана, огромном, объединяющем в себе нынешние Африку, Антарктиду, Австралию, Южную Америку и Индию, начинается и растет грандиозное оледенение. Ледяной щит, подобный нынешнему Антарктическому, но в несколько раз превосходящий его по площади! Особенно поражало ученых то, что «бараньи лбы», шрамы на скалах, ледниковые долины и морены встречались в жарких странах, у экватора - в Индии и Африке.
Представители самых разных научных дисциплин - астрономы, физики, геологи и географы - разрабатывали различные модели, объясняющие климатический парадокс пермокарбона. Сейчас ни одну из этих моделей, конечно, нельзя рассматривать в отрыве от теории дрейфа континентов. Альфред Вегенер, ее основоположник, был метеорологом. И если поразившее его сходство в очертаниях противоположных берегов Атлантики послужило ему толчком к началу создания теории, то сами знаменитые реконструкции Гондваны и Пангеи, принесшие ему славу, были основаны на палеонтологических и палеоклиматических данных.
Пермокарбоновое оледенение было одним из главных козырей Вегенера. Он разрубил гордиев узел просто: Южный полюс поместил в самый центр оледенения (Капская провинция Южной Африки). А вокруг собрал, сгруппировал остальные осколки Гондваны. Геологические и геофизические исследования все больше подтверждают правоту основ мобилистской тектонической теории. Но может ли простое передвижение континентов объяснить все причуды земных климатов?
Пока все еще нет. Ничего не может сказать теория дрейфа о причинах недавнего четвертичного оледенения и его отступления - за это время материки не могли сдвинуться больше чем на километры.
Так и с пермокарбоном. Оледенение пришло на теплую, почти не знающую климатических различий и времен года Землю и покинуло ее так же неожиданно. Все это совершилось, конечно, не в один миллион лет, но уже через сорок пять миллионов лет, в пермотриасе, в речках Антарктиды и других частей Гондваны плескались гигантские земноводные лабиринтодонты - очень теплолюбивые твари. Вряд ли перемещение территории Гондваны за все это время превысило пару сотен километров, а климат изменился неузнаваемо!
Это значит, что одного только расположения континентов мало для объяснения великих оледенений и великих же потеплений, когда леса умеренного пояса, рептилии без собственной теплорегуляции тела прекрасно чувствовали себя у полюсов, приспосабливаясь и к мраку многомесячной полярной ночи.
Полярные сияния греют полюса?
Существование обильной жизни у полюсов в полярную ночь в не ледниковые, правда, эпохи, подтверждено последними исследованиями австралийских ученых. Это факт, требующий какого-то объяснения в любом случае.
Нужен небесный механизм, который мог поддерживать приемлемую температуру у полюсов в долгую полярную ночь.
По одной из гипотез, это могли бы быть... полярные сияния. Они и сейчас немного разогревают атмосферу полярных областей. Заряженные частицы, мечущиеся по магнитным силовым линиям Земли, взаимодействуют в приполярных областях с атомами ионосферы и гибнут, излучая слабый свет и... тепло - преображенную энергию солнечных корпускулярных потоков, достигающих Земли при вспышках солнечной активности.
Повышенный приток этой энергии снижает в Арктике и Антарктике высоту тропопаузы - теплого слоя с плюсовой температурой, отделяющего тропосферу от стратосферы. И намного. Если на экваторе тропопауза - на высоте восемнадцати километров, то у полюса - на высоте семи с половиной километров. Этот уровень колеблется в зависимости от состояния солнечной погоды. И возможно, были за долгую историю взаимоотношений Солнца и Земли эпохи, когда Солнце активизировалось особенно сильно, когда тропопауза могла спускаться к самой поверхности. И когда не могло быть в полярных странах жестоких морозов и вечных льдов.
