Встречи с доисторическими мирами

Встречи с доисторическими мирами
Сергей Владимирович Наугольных

АкадемКласс
Книга посвящена далеким страницам истории органического мира Земли. Автор, ученый-палеонтолог, рассказывает о различных эпизодах эволюции жизни на Земле. Изложение основано на точных научных фактах и совмещено с краткими историческими очерками, написанными в увлекательной и доступной форме. В книге приведены реконструкции наиболее типичных представителей фауны и флоры минувших геологических эпох, а также подводных и наземных ландшафтов, существовавших на нашей планете в различные периоды истории Земли.

Для широкого круга читателей, интересующихся историей жизни на Земле, прежде всего, для школьников средних и старших классов. Книга также может быть использована для занятий по палеонтологии и исторической геологии в геологических кружках.

В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Сергей Наугольных

Встречи с доисторическими мирами

Иллюстрации автора

© Наугольных С.В., 2017

© ФГУП Издательство «Наука», серия «Академкласс», 2017

© Редакционно-издательское. ФГУП Издательство «Наука», 2017

Предисловие

В основу книги, которую держит в руках читатель, главным образом, положены личные впечатления автора. Однако нельзя было обойтись и без обращения к палеонтологической литературе. Наиболее важные библиографические источники приведены в конце книги. Жанр книги – научно-популярный, но, как принято в научной литературе, в тексте приведены точные сведения о местонахождениях ископаемых животных и растений, а также латинские названия организмов, о которых рассказывает автор.

Многие из очерков, вошедших в это издание, были опубликованы ранее в научно-популярной книге «Встречи с прошлым», вышедшей в свет почти двадцать лет назад очень небольшим тиражом, который давно разошелся по библиотекам и среди любителей палеонтологии и геологии. В новой книге учтены и устранены все недочеты, имевшие место в первом издании, добавлены несколько новых очерков и практически полностью изменен иллюстративный ряд. Таким образом, «Встречи с доисторическими мирами» – это, по существу, новая книга. Автор будет искренне признателен всем, кто поделится своими замечаниями о содержании и оформлении книги, которые помогут в дальнейшей работе.

Ландшафты далеких планет, канувшие в вечность исчезнувшие цивилизации, манящие своими загадками подводные глубины, – к ним устремляется наше воображение в поисках невиданных и удивительных миров.

Но иные миры совсем рядом с нами. Стоит внимательно всмотреться в кусок известняка, найденный рядом с домом, – и вот мы уже на берегу доисторического моря, населенного диковинными и фантастическими существами. Тянущийся по поверхности плиты песчаника отпечаток ажурного листа папоротника, плетущего фрактальные[1 - Объяснение терминов, отмеченных звездочкой, вы найдете в словаре в конце книги.] узоры перьев и перышек, повторяющих друг друга своими очертаниями, приоткрывает нам потаенный вход под покров каменноугольного леса, утопающего в туманных болотных испарениях. В стебельчатых глазах окаменелого трилобита, свернувшегося в бронированный шар, как будто бы застыл испуг, вызванный приближением гигантского допотопного головоногого моллюска…

В этой книге много рисунков. Однако рисунки эти – не плод фантазии, а, скорее, зарисовки историй, историй, которые рассказала палеонтологам сама наша мать-Земля, записав их на страницах своей каменной летописи. Они помогают нашему воображению совершить путешествие в давние геологические эпохи, опуститься на дно древних морей, пройтись под нависающими над землей перистыми листьями палеозойских папоротников, взглянуть своими глазами на доисторические миры.

Добавим несколько слов о структуре нашей книги. Сначала мы в хронологическом порядке рассказываем о том или ином геологическом периоде или эпохе. Затем также в хронологическом порядке представляем иллюстрации. Конечно, с одной стороны, далеко не все организмы, обсуждаемые в тексте, можно показать в иллюстрациях. В то же время не обо всех существах, изображенных на рисунках и фотографиях, мы рассказываем в очерках. Мы сделали это совершенно осознанно, чтобы читатель, заинтересовавшийся палеонтологией, мог самостоятельно отыскать нужные дополнительные сведения в интернете или литературе.

Кстати, еще раз о литературных источниках. От всей души призываем начинающих любителей палеонтологии и геологии, да и вообще всех, кто интересуется любыми естественно-историческими дисциплинами, не полагаться только на современные цифровые технологии. Книги, особенно те, которые проверены десятилетиями и несколькими поколениями и специалистов-ученых, и краеведов, станут вашими верными друзьями. Начните собирать свою собственную библиотеку палеонтологической и геологической литературы. В чем-то вам поможет список рекомендованной литературы в конце нашей книги, что-то вы найдете сами, какие-то книги посоветуют преподаватели и друзья. Кроме книг, настоятельно советуем вам внимательно просматривать научно-популярные периодические издания, в которых нередко палеонтологические новости появляются гораздо раньше, чем на страницах научных журналов. Копии журнальных публикаций вы можете хранить в специальных папках – файл-холдерах, удобных для того, чтобы при необходимости быстро найти нужную статью. А пока надеемся, что «Встречи с доисторическими мирами» найдут свое место на вашей книжной полке.

Наука о древней жизни

Наука о древней жизни – звучит довольно странно. Как можно изучать животные и растения, которые исчезли с лица Земли многие десятки и сотни миллионов лет назад? Тем не менее такая наука существует. Это – палеонтология.

Многим из вас наверняка приходилось сталкиваться с окаменелостями – ископаемыми остатками давно вымерших организмов. Окаменелые раковины или отпечатки листьев папоротников можно отыскать в заброшенном карьере, у крутого обрыва реки или в шахтных отвалах. С этими следами древней жизни и имеет дело палеонтолог. По ним он способен определить, какое животное или растение перед ним и в каких условиях оно существовало.

Геологическое строение Подмосковья

Профессия палеонтолога трудна и опасна, часто полна приключений. Но все неудачи и передряги, поджидающие ученого в дальних экспедициях, вознаграждаются удивительными открытиями. Сейчас всем известны динозавры и мамонты, а ведь представление о них и о массе других доисторических созданий люди смогли получить лишь после работы многих поколений палеонтологов.

Вместе с тем палеонтология – это не только подсчет скелетных элементов в известковой трубочке ископаемого коралла, прорисовка швов на черепе стегоцефала или построение замысловатых филогенетических древ. Конечно, сухая документация, научные выводы, связь с практическими запросами – ядро не только палеонтологии, но и большинства других естественных наук. Но сейчас все яснее становится другая сторона работы палеонтологов, другое значение исследований ископаемых организмов. Это мировоззренческая сторона дела, философская.

Романтика научного поиска, работа с объектами природы, позволяющими заглянуть в головокружительную бездну колодца времени, возвращает людям утерянное чувство единения со всем жившим и живущим на Земле. Может быть, именно эта скрытая потребность найти свои корни, доказать себе неслучайность появления Человечества на нашей планете, толкает многих людей совершенно разного возраста и профессий к занятиям естествознанием.

Очень хочется надеяться, что эта книга окажется для кого-то маленьким открытием нового мира, расширит кругозор, поможет увидеть то, на что раньше не обращалось внимание, а может быть заставит изменить ближайшие планы и отправиться на поиски встреч с прошлым.

Геохронологическая шкала

При изучении истории Земли палеонтологам удалось выявить ряд закономерностей в развитии древних фаун и флор. На их основе была создана геохронологическая шкала, или шкала геологического времени, разбившая всю историю планеты на эры и периоды.

Мы начнем с самой глубокой древности Земли – докембрия (архейская и протерозойская эры) и далее будем двигаться в направлении современности.

Архей и протерозой

Жизнь в докембрии

…Суровый седой Урал. Затерявшаяся в поросших таежными чащами горах геологическая партия.

В русле ручья, который мы пересекли электроразведочным профилем, я нашел среди бесчисленного множества кусков кварца и сланцев несколько образцов конгломерата. Конгломерат – горная порода, образованная гальками, сцементированными песчаником или кварцитом.

С удивлением смотрел я на свидетеля Древнейшей истории Земли. Такой на первый взгляд унылый и заурядный камень, казалось, жил своей собственной жизнью, утопая в далеких докембрийских временах, настолько удаленных от нас, что человеческий разум просто не в силах оценить громаду потока времени, ушедшего с той поры. Вглядываясь в окатанные рифейским морем гальки, я постарался представить себе Землю того времени, с горечью осознавая, что это почти невозможно.

Кругом простиралась дремучая тайга. Сквозь большие прогалины за лохматыми елями голубела покатая спина Уральского хребта.

Один миллион лет назад здесь все было сковано стужей ледникового периода. Десять миллионов лет назад – неогеновый период, еще теплый и даже жаркий. Сто миллионов лет назад – разгар мезозоя. Урал, окруженный трансгрессирующими морями, возвышается островом среди просторов бореального океана.

Двести пятьдесят миллионов лет назад. Острые пики Уральских гор, не уступающие современным Альпам и Кавказу, еще дышат вулканическим жаром.

И так все дальше и дальше, сквозь десятки и сотни миллионов лет…

Нет ни конца, ни края бесконечной лавине времени, повернувшего вспять, снимающего слой за слоем пласты горных пород, переворачивающего страницу за страницей летопись нашей планеты.

И вот, наконец, протерозойский океан – колыбель всего сущего, арена будущих тектонических потрясений и катаклизмов. В теплых водах под космами фиолетово-красных облаков уже снуют носители жизни. Струятся у дна джунгли водорослей и колышутся в темной воде абажуры цикломедуз. У далекого берега разбиваются о прибрежные скалы волны, выполняющие свою вековую разрушительную работу.

Безжизненная равнина, ограненная океаном, пустынна. Нагромождения скал, гравийные пляжи – кладбища бесскелетных организмов, выносимых на берег мягким прибоем. Конуса вулканов, коронованные флуоресцирующими жерлами. То угрожающе низкое, то бесконечно далекое небо, мечущее молнии в мертвой атмосфере. Суша еще только просыпается из небытия, готовясь принять на себя первые семена Жизни.

Где-то здесь, на границе моря и суши рифейского времени, и образовался слой конгломерата, маленький, обмытый временем кусочек которого лежал в моей руке.

Чего только не нарисует наше воображение, столкнувшееся с необычным. Так ли все было? Может быть, так, а может совершенно иначе. Хранят в себе тайну своего времени докембрийские сланцы, песчаники, гравелиты и конгломераты, попадавшиеся нам то в крутом обрыве, то на перекатах таежного ручейка. Манит и притягивает к себе прошлое…

К концу докембрия, «времени скрытой жизни» или, иначе, криптозоя, Жизнь осуществила свой первый значительный скачок. В нижних толщах докембрия органические остатки крайне редки. В большинстве своем это цианобактерии, образовывавшие строматолиты и онколиты, слоистые постройки причудливых форм, появившиеся в результате жизнедеятельности этих синезеленых «водорослей»

, как их когда-то называли. Синезеленые в действительности относятся в настоящее время к особому царству органического мира – цианобионтам. Клетки синезеленых еще не имели ядра, поэтому они являются очень примитивными, безъядерными организмами – прокариотами.

В венде – самом последнем геохронологическом подразделении докембрия (см. геохронологическую шкалу) появилась первая, по-настоящему богатая фауна бесскелетных организмов. Она настолько характерна для этого отрезка времени, что ее так и называют – вендской (или, иногда, эдиакарской, по названию местечка Эдиакара в Австралии, где были найдены первые остатки мягкотелых многоклеточных организмов этого возраста).

Самое широкое распространение в венде получили кишечнополостные – различные медузы, одиночные и колониальные полипы. Некоторые из них, например, медуза эдиакария (Esiacaria), были довольно крупными. Эдиакария представляла собой куполообразно выгнутый диск около полуметра диаметром с радиально расположенными сегментами – секторами и как бы усеченной верхушкой. Другими характерными формами вендской фауны являются немиана (Nemiana) и сходная с ней белтанелла (Beltanella). Колониальные кишечнополостные полипы, очень напоминающие и, по всей видимости, родственные современным «морским перьям», заселяли дно вендского моря. Они прикреплялись к дну, заякориваясь в грунт расширенным окончанием ножки.

В венде следует искать предков многих, если не всех, современных беспозвоночных организмов. К членистоногим или их предкам, возможно, относилась сприггина (Spriggina), возможный родственник предков трилобитов, широко заселивших моря палеозойской Земли. К далеким предкам иглокожих мог принадлежать трибрахидиум. Систематическое положение и роль в эволюции органического мира других вендских организмов пока остается загадочной.

Значение перехода от вендской биоты к кембрийской трудно переоценить. Появление огромного количества разнообразных организмов с твердыми раковинами, панцирями, всем тем, что в палеонтологии принято называть «скелетом», возможно, было связано с резким изменением химизма среды, или же с появлением активных хищников, отсутствовавших в докембрийские времена. Впрочем, нельзя исключать, что эти процессы были взаимодополняющими. Избыток карбоната кальция в морской воде способствовал появлению у древних беспозвоночных твердых частей тела (зубов, шипов и т. п.), которые можно было использовать как орудия нападения. Появление же хищничества как образа жизни усугубило важность приобретения потенциальными жертвами прочных панцирей.