Глубокие подводные ущелья в склонах материков, где в океанских пучинах захороняются продукты разрушения и остатки наземной жизни, огромные дельты, накопляющие тысячеметровые толщи выносимых реками осадков, тектонические провалы, окаймленные барьерными рифами или вулканическими островами, широкие подводные разливы лав — вот те исполинские лаборатории природы, в которых создается сейчас геологическая летопись современной эпохи. Проникнув в тайны этих лабораторий, мы обратимся к прошлому.
Десятки тысяч химических анализов, наблюдений над залеганием слоев, расшифровка множества знаков геологических процессов прошлого в осадочных породах — все это восстановит для нас течения исчезнувших морей; глубины бухт и заливов (на месте которых сейчас высятся горные кряжи); полет ураганов, случавшихся десятки и сотни миллионов лет назад; движение ледников на заре геологической истории и многое, многое другое.
Задача исследования прошлого очень трудна. Но так же как с тяжелым подъемом на горные кручи перед нами развертывается все шире окружающий мир, так с изучением великой книги природы все глубже становится необъятная перспектива прошедшего времени. И величественная, захватывающая картина истории нашей планеты окрыляет нашу мысль.
История Земли и жизни — окно в космос
На пороге космической эры, в эпоху бурного развития всех отраслей наук, история Земли и жизни приобретает особо важное значение. От изучения поверхности земного шара исследователи переходят к происхождению, эволюции и дальнейшей судьбе нашей планеты как типичной носительницы жизни, на которой материя достигла наивысшей формы своего существования.
С первого взгляда трудно уловить связь между дисциплиной, изучающей отпечатки прошлой жизни, и устремляющимися в космические пространства науками о небе и превращениях материи во Вселенной.
Однако едва лишь перед человеком встали вопросы о жизни на других мирах, о братьях по разуму, нам стало очевидным, что ключ к научному решению этой проблемы могут дать исторические науки о Земле и жизни.
Каковы жизненные формы не только на планетах отдаленных звезд, но и на соседях Земли по солнечной системе? Не окажутся ли эти виды жизни настолько непохожими на наши, земные, что, даже если они будут разумны, мы никогда не поймем друг друга?
Тысячелетия господства антропоцентризма еще слишком глубоко пронизывали подсознательную сторону научного мышления, чтобы человек мог осознать сущность бесконечности пространства и времени и понять, что, признавая невообразимую глубину материального космоса, нельзя не допустить существования бесчисленных центров жизни.
Небывалый подъем научных исследований в 50-х и 60-х годах нашего века существенно изменил прежние представления. Однолинейная логика рассуждений сторонников уникальности жизни и человека как ее высшей мыслящей формы рассыпалась под лавиной множества новых открытий.
Успехи астрофизики опровергли уникальность солнечной системы и показали, что планеты у звезд не так уж редки, а в бесконечности Вселенной их число может быть чрезвычайно велико. Выявились закономерности в составе планетных атмосфер и их изменение во времени.
По-видимому, атмосфера первичных планет состояла из толстой оболочки легких газов и походила на атмосферу, наблюдаемую на больших планетах солнечной системы — Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. Утечка водорода, метана и аммиака в космическое пространство под действием лучевого давления и солнечного нагрева в конце концов, как это было на Земле, позволила солнечной радиации проникнуть в воды океана и на поверхность планеты, создавая условия для фотосинтеза и затем для накопления свободного кислорода. В то же время первая метано-аммиачная атмосфера, насыщенная электричеством, при разрядах молнии могла продуцировать аминокислоты — эти первичные молекулы жизни. По другим взглядам, на заре существования земной атмосферы она имела значительное содержание цианистого водорода, также способствовавшего возникновению протоорганических соединений. Дальнейшая эволюция атмосферы шла под влиянием растительной жизни. Произошло накопление свободного кислорода.
Таким образом, данные геофизики и астрофизики позволили говорить о некоем едином первоначальном типе планетных атмосфер, ничем не мешающем возникновению жизни.
Уточненные данные о возрасте нашей планеты значительно увеличили прежние цифры. Есть основания считать, что возраст пород, слагающих древнейшие материковые щиты, порядка 5 — 6 миллиардов лет. После этого неудивительным было открытие в древних осадочных породах этих щитов, в частности южно-африканского, явственных остатков жизни, имеющих возраст около 2,5 миллиарда лет. Нет сомнения, что первичное появление начальных форм жизни совершилось еще раньше.
Чудовищная продолжительность первичных этапов развития жизни на Земле позволяет понять, как могло возникнуть то поразительное усложнение органических структур, которое необходимо для существования даже простейших организмов. Вместе с тем древность жизни свидетельствует о несокрушимой устойчивости процесса во времени и столь же неуклонной его направленности на усложнение и усовершенствование биологических механизмов.
Еще одно из важнейших открытий второй половины века — кибернетика вместе с теорией информации — сокрушило последние крепости антропоцентрического мышления.
Даже первые попытки создания саморегулирующихся и усовершенствующихся систем позволили представить историческое развитие наиболее сложных животных форм. Вычислительные машины приблизили нас к пониманию действия мозга и накопления в нем индивидуальной информации, а также впервые дали материалистическое объяснение инстинктам и рефлексам как информации, накопленной в течение исторического развития и закрепленной в наследственных механизмах.
Новейшие открытия точных наук и их применение в биологии подводят нас к представлению о жизни как неизбежной стадии развития материи везде, где для этого существуют подходящие условия и прежде всего достаточная длительность постоянства этих условий. Великое множество планет во Вселенной подразумевает возможность обилия населенных миров, а то, что мы узнали о механизмах регулировки и управления, заставляет думать, что появление мысли, разумных существ есть также неизбежное следствие длительного развития материи.
Теперь посмотрим, что скажет нам палеонтология с исторической геологией, т. е. фактическая документация пути исторического развития земной жизни на отрезке полумиллиарда лет от древнейших достоверных остатков до. наших дней.
Подобно истории человеческого общества, основывающейся на письменных документах, первые окаменелые остатки, могущие послужить для расшифровки строения древних организмов, принадлежат уже весьма сложным животным или растениям, вполне приспособленным к окружающей среде. Без всякого сомнения, это лишь вершина айсберга, выступающего над водой. «Вода» в этом случае — еще не менее 2 миллиардов лет предыстории, в течение которых образовались все главные группы животных, и растения, вероятно, уже начинали осваивать сушу.
Гигантские пробелы в геологической документации очень ограничивают наши возможности узнать первые этапы завоевания суши как растениями, так и животными. Тем не менее сумма палеонтологических данных дает нам общую картину постепенного усложнения и усовершенствования растительных и животных форм по мере хода геологического времени. Лестница этого восхождения непрерывна и последовательна, несмотря на вымирание одних групп, расцвет других или угнетенное, скрытое существование третьих.
Вместе с тем характер палеонтологической документации таков, что еще в недавнее время порождал представление о прерывистом, скачкообразном развитии жизни, о периодах расцвета, сменявшегося повсеместными катастрофами и массовыми вымираниями. Подобная картина возникала из-за непонимания особенностей хода эволюционного процесса. Приспособление к условиям существования путем естественного отбора мелких мутаций позволяло отдельным видам животных или растений (последних в несколько другом плане) процветать н обильно размножаться. В результате область или, точнее, та совокупность внешних условий обитания, которую биологи называют экологической нишей, заселялась все плотнее и плотнее, пока эта плотность не достигала критической точки. «Ниша» — меткое название, подразумевающее ограниченность места, вовсе не обязательно географическую, но гораздо чаще чисто биологическую. За пределами ниши не было ни пищи, ни других жизненно важных условий для вида, приспособленного именно к этой области. Неограниченное размножение в результате успешного приспособления вызывало голод или эпизоотию и массовую гибель процветающего вида. Подобную же массовую гибель вызывало и небольшое изменение режима внешней среды, к которому узкоприспособленные виды с большой численностью особей очень чувствительны.
