Архив номеров НиТ

Великое Пермское вымирание. Катастрофизм или постепенная эволюция?

Рубрика журнала:

Номер журнала НиТ: 

Самый известный представитель сфенакодонтов — диметродон (Dimetrodon).
Это раннепермский род, включавший несколько видов



В первой трети XIX в. ученые предпочитали объяснять наличие в геологических породах останков нескольких ископаемых фаун с помощью так называемой теории катастроф, или катастрофизма (не путать с математической теорией того же названия). Согласно этой теории, животные и растения на Земле существовали в неизменном виде с момента Сотворения и до тех пор, пока на их головы не обрушивался некий глобальный катаклизм — и гигантские волны погребали под мощным слоем ила, песка и глины все живое. Или огнедышащие вулканы заливали земную поверхность лавой и засыпали горячим пеплом. После этого на нашей планете возникала совершенно новая жизнь, что предполагает повторный акт Творения. Впрочем, почитающийся отцом-основателем теории катастроф Жорж Кювье на многократном Творении не настаивал. Он считал, что новые виды переселялись в ставшие безжизненными области из отдаленных районов, не затронутых стихийным бедствием. Спустя какое-то время эти районы в свою очередь были поражены катаклизмом и исчезли в морской пучине без следа. Вот почему новые виды появились словно бы ниоткуда.
К середине XIX в. умами овладела идея плавной, постепенной и непрерывной эволюции. Более других такой перемене настроений научного сообщества способствовали труды двух Чарльзов  — Чарльза Лайеля и Чарльза Дарвина. Первый высказал и обосновал предположение, что мощные геологические пласты, под которыми погребены останки организмов, далеко не всегда следы стихийного бедствия. Чаще всего это — результат многовекового накопления осадков, выпадающих в нормальном, а не катастрофическом темпе. Второй, вдохновленный идеями первого, создал стройную теорию постепенной эволюции органического мира, которую мы все изучали в школе.
На какое-то время теория катастроф Кювье оказалась почти забыта, как выяснилось, не вполне заслуженно. Современные биологические воззрения, по сути, представляют собой некий синтез катастрофизма и теории плавной непрерывной эволюции. То есть, изменения в облике видов, разумеется, происходят постоянно, но большую часть истории Земли они накапливаются ну очень медленно. В нормальных устоявшихся условиях естественный отбор является скорее стабилизирующим механизмом, с большей долей вероятности отсекающим любые новшества. Но вот появляется некий фактор, непоправимо нарушивший достигнутое ранее равновесие. Стремительно пересыхают вековые болота, исчезают леса, изменяется температура и химический состав воздуха, кислотность воды. Миллиарды живых существ гибнут, не оставив потомства. Количество обитающих на Земле видов неуклонно сокращается.

И вот при таких печальных обстоятельствах всегда находятся виды, ранее занимавшие очень скромное положение в экосистеме, но обладающие какими-либо признаками, позволяющими пережить данную катастрофу. В условиях массовой гибели конкурентов они выходят на авансцену и стремительно развиваются. Естественный отбор начинает фиксировать ранее отсекавшиеся признаки, необходимые в новых условиях. Потомки бывших аутсайдеров заселяют опустевшую после катаклизма Землю, и вскоре (в геологическом смысле этого слова) ее облик в корне меняется.

Именно потому, что эволюция протекает не совсем плавно, а рывками от вымирания к вымиранию, мы и наблюдаем сравнительно четко разграниченные геологические периоды, временные отрезки, внутри которых не происходит резкой смены фауны и флоры. При этом и в середине периода некоторые виды постепенно сходят со сцены и замещаются другими. Это как бы фоновый уровень вымирания. Но на границах периодов количество исчезнувших видов на единицу времени гораздо выше. Если в среднем на существенное изменение фауны и флоры уходят десятки миллионов лет, то на определенных участках геохронологической шкалы полная смена декораций может уложиться «всего» в 2-3 миллиона лет. Но в пределах жизни одной отдельно взятой особи такую экологическую катастрофу, если повезет, можно и не заметить.

Величайшая экологическая катастрофа в истории Земли

Проанализировав динамику исчезновения видов, палеонтологи обнаружили пять особенно высоких пиков, значительно возвышающихся над фоновым уровнем. Очень крупные, выходящие из ряда вон вымирания наблюдаются в позднем кембрии, позднем девоне, поздней перми, позднем триасе и позднем меле. Последнее из перечисленных включает в себя интригующую столь многих гибель динозавров. Однако вымирание в конце мелового периода не является самой масштабной экологической катастрофой в истории Земли. Титул Великого вымирания по праву носит катаклизм, имевший место примерно 250 млн. лет назад на границе пермского и триасового периодов. Он же разделяет палеозойскую и мезозойскую геологические эры.

Насколько можно судить по палеонтологическим данным, в результате Великого пермского вымирания с лица Земли навсегда исчезло 70% видов населявших ее ранее наземных позвоночных и 90% всех обитателей моря. К этому же времени относится единственное известное в истории земной биосферы массовое вымирание насекомых (около 80% всех видов). Для сравнения  — в конце мелового периода, на границе мезозоя и кайнозоя вымерло менее 20% всех видов животных. Мир насекомых, самый многочисленный по количеству видов, эта катастрофа затронула мало.

Пограничные слои на стыке перми и триаса отличаются исключительно низким разнообразием видов. На восстановление биосферы Земли после Великого вымирания по разным оценкам ушло от 5 до 30 млн. лет. К концу этого срока жизнь на нашей планете снова бурлила, но приобрела совершенно иной облик. Каков же был этот исчезнувший мир и чем он отличался от того, что пришел ему на смену?

Так повелось, что из всей живности человека больше всего интересуют ближайшие родичи  — наземные позвоночные. Именно их (если таковые имеются) вспоминают прежде всего, отвечая на вопрос, какие животные водятся в той или иной местности. Так что начнем, пожалуй, с наземных позвоночных пермского периода, тем более, что они весьма примечательны. Но сначала — небольшой экскурс в еще более далекое прошлое.

Состязание на суше

Выход позвоночных животных на сушу состоялся в девонском геологическом периоде. Пионерами в освоении нового жизненного пространства стали земноводные (амфибии). Их дальнейшая эволюция вне водного пространства привела к усовершенствованию легочного дыхания и преобразованию икринок, которые могут развиваться лишь в водной среде, в яйца, обладающие твердой скорлупой либо плотной кожистой оболочкой. Это позволяет личинке развиваться как бы в крошечном водоемчике, находящемся внутри зародышевой оболочки — амниона. Высшие позвоночные — счастливые обладатели такой оболочки — называются амниотами. Далее среди амниот выделились две ветви животного мира  — завроморфы (от греческого «заурос» — ящер) и тероморфы (от греческого «терион» — зверь).

Перейти к полному тексту статьи