Питер Уорд - Новая история происхождения жизни на Земле

• Название: Новая история происхождения жизни на Земле
• Автор: Питер Уорд
• Издательство: Питер
• Жанр: Биология
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-02014-5

Общепринятая история происхождения жизни на Земле устарела. Двое ученых, Питер Уорд и Джозеф Киршвинк, предлагают книгу, в которой собраны все выводы последних исследований. Авторы показывают, что многие наши прежние представления об истории происхождения жизни неверны. Во-первых, развитие жизни не было неторопливым, постепенным процессом: катаклизмы способствовали формированию жизни больше, чем все остальные силы вместе взятые. Во-вторых, основа жизни — углерод, но какие еще элементы определили ее эволюцию? В-третьих, со времен Дарвина мы мыслили в категориях эволюции видов. На самом деле имела место эволюция экосистем — от подводных вулканов до тропических лесов, — которые сформировали мир, каким мы его знаем. Опираясь на свой многолетний опыт в палеонтологии, биологии, химии, астробиологии, Уорд и Киршвинк рассказывают историю жизни на Земле, такую фантастическую, что ее трудно представить, и в то же время такую знакомую, что нельзя пройти мимо.

---

Формирование нового вида рода «человек» происходило, когда небольшая группа гоминид оказывалась по каким-то причинам отделенной на несколько поколений от общей популяции. В 1960–1970-х годах существовало мнение, что современный человек появился в результате одновременной эволюции параллельно существующих на разных континентах популяций — разные группы «человека прямоходящего» развились в «человека разумного» независимо друг от друга в различных частях планеты. Сегодня эта теория выглядит просто забавной.

Геологическая летопись говорит, что самый древний представитель нашего вида — его часто называют «современный», чтобы отличить от более древних форм «человека разумного», — жил 195 тысяч лет назад на территории современной Эфиопии. Неизвестно, да и неважно, являются ли останки этого первого современного человека «местными» по происхождению или он случайно забрел туда из реального места своего возникновения. Очень скоро компания наших предков распространилась из Эфиопии до самых дальних южных районов африканского континента, а потом и на север, проложив себе в дальнейшем путь из Африки в Евразию. Так современные люди расселились по всему земному шару[252], отделившись от других видов своего рода, и приспособились к самым разнообразным условиям существования. Жители северных широт, где мало солнца и много снега, обладают качествами, как физиологическими, так и психологическими, которые значительно отличаются от качеств людей африканских равнин. Количество людей увеличивается и эволюционирует, приобретая новые качества и разновидности, и все это — в рамках одного вида.

Последний ледниковый период

Климатические изменения, происходившие на планете последние 2,5 млн лет, выглядят как последовательная смена долгих периодов холодного климата, сопровождаемых оледенением больших территорий и понижением уровня моря, и относительно коротких периодов потепления. Предполагалось, что подобные чередования — результат изменения орбиты Земли, о котором уже шла речь в одной из предыдущих глав, а первое упоминание зафиксировано в трудах Милутина Миланковича. Кроме того, было принято считать, что климатические изменения — долгий процесс, однако когда стал доступен анализ ледяных кернов и, следовательно, исследования климата стали более достоверными, начал формироваться новый взгляд на климатические процессы.

Ледяные керны и другие источники информации об истории климата, например, изотопный анализ образцов морского дна, показывают, что за последние 800 тысяч лет межледниковые интервалы — периоды потепления между значительно более холодными отрезками времени — длились в среднем примерно 11 тысяч лет. Текущий межледниковый период потепления длится уже более 11 тысяч лет, по некоторым оценкам — 14 тысяч лет. Означает ли это, что в данный момент наступают ледники? Ответ — категоричное «нет», и причин тому несколько.

Прежде всего, на климат влияет не только состояние орбиты. Геологические исследования подсказывают, что в период 450–350 тысяч лет назад происходило потепление между ледниковыми периодами, которое длилось намного дольше 11 тысяч лет. Тот период потепления совпал с минимальным эксцентриситетом орбиты. Такой же показатель эксцентриситета наблюдается и сегодня, а значит, нынешний период потепления может продолжаться еще тысячи или даже десятки тысяч лет. Или может закончиться в любой момент.

Плейстоценовая эпоха испытала серьезное изменение климата, начавшееся 2,5 млн лет назад. Обширные холодные пространства, покрытые травой, и тундры, возникшие в последний период потепления, покрылись льдом. Год за годом накопление льда привело к образованию ледников, которые медленно распространялись на юг. Вскоре континентальные ледники начали срастаться с горными ледниками, заключая сушу в объятия ледяной — и ледниковой — зимы.

Планета не полностью оказалась подо льдом, как это представляют популярные постапокалиптические фильмы. По-прежнему существовали тропики и коралловые рифы, теплый климат, приятный в любое время года. Впрочем, не было такого места на Земле, где бы так или иначе не проявилось воздействие оледенения. Произошло глобальное изменение климата, поэтому изменились режимы ветров и выпадения осадков. Даже те регионы, которые находились далеко от ледников, претерпели ощутимые климатические изменения: где-то похолодало, где-то, наоборот, потеплело, местами стало значительно суше. Непосредственно перед ледниками расположились громадные ледяные пустыни и полупустыни, тогда как регионы, которые обычно были сухими, например, Сахара в Северной Африке, оказались залиты дождями. Напротив, регионы, где до начала данного ледникового периода климат был относительно стабильным на протяжении десятков миллионов лет (большие тропические леса бассейна Амазонки и экваториальной Африки), испытали продолжительное похолодание и засуху, которые были настолько интенсивными, что обширные джунгли превратились в отдельные небольшие леса, окруженные широкими сухими саваннами.

Расселение человека по земному шару

Многие из описанных выше климатических изменений происходили в период освоения человечеством земных территорий. Примерно 35 тысяч лет назад произошел последний эволюционный скачок, и современный человек окончательно сформировался. Шаг за шагом современные люди обживали планету. Медленно, но настойчиво они осваивали все новые регионы. Не за один век. Это продвижение человека на новые участки было не похоже на колонизацию европейцами Северной Америки, когда за пару-тройку веков девственные леса и прерии уступили место окультуренным полям и городам из стекла и бетона. Данное завоевание было медленным. Даже отдаленная островная Австралия оказалась освоенной человеком разумным 35 тысяч лет назад. Однако в тот период все еще оставались места, куда не ступала нога человека: Северная Азия и обе Америки.

Первыми — в палеолите около 30 тысяч лет назад — на обширную территорию, которую сегодня мы называем Сибирью, пришли охотники на крупную дичь. Они принесли уже освоенные методы выживания в суровом климате: каменные орудия. Эти предметы восточных сибиряков отличаются от тех, что были в ходу у европейских поселенцев того времени, и точно испытали влияние культур Юго-Восточной Азии. Основным их ремеслом являлась охота на крупных животных, о чем можно судить по способу обработки больших каменных наконечников копий.

Прибытие первых людей в Сибирь совпало с периодом небольшого потепления, следовавшего за холодным интервалом, что и могло послужить причиной для освоения в общем недружелюбной местности. Однако вскоре после их прибытия снова похолодало, и 25 тысяч лет назад на Земле все еще продолжался очередной затяжной ледниковый период.

В Западной Европе и Северной Америке огромные ледниковые покровы неумолимо продвигались к югу, закрывая целые регионы льдом толщиной 1,6 км. В Сибири тем не менее было так сухо, что лед не формировался. Люди продолжали постепенно продвигаться на восток по этой безлесной замерзшей территории. Поскольку деревьев было совсем мало, для постройки убежищ использовались шкуры и рога, шли в дело даже кости мастодонтов и мамонтов — самой крупной добычи. Эти люди по необходимости стали замечательными охотниками на крупного зверя.

Человечество добралось и до Берингии (палеогеографическая область, где в прошлом находился перешеек, соединявший Азию и Северную Америку), произошло это, вероятно, 30–12 тысяч лет назад. Континентальные льды, покрывавшие большие территории Северной Америки, достигли в тот период своего максимума. Увеличение ледников привело к снижению уровня моря, и обнажились обширные сухопутные пространства, обеспечившие возможность межконтинентальной миграции как для животных, так и для человека. Когда же лед наконец начал таять, уровень моря снова поднялся. 14 тысяч лет назад континентальные ледники, покрывавшие большую часть Канады и значительную часть нынешних США, находились в процессе медленного, но неуклонного таяния под воздействием постепенно повышающейся температуры.

Вскоре, однако, таяние ускорилось за счет еще одного важного события. Многочисленные айсберги, которые накапливались в океанах у восточного и западного побережий Северной Америки в период около 18–14 тысяч лет назад, провоцировали образование холодных ветров и охлаждение воды, что также приводило к поддержанию холодного климата на суше. Но в определенный момент постепенное таяние привело к тому, что лед, нараставший на суше, перестал поступать в моря в виде отколовшихся айсбергов. Ветра вдоль побережий потеплели, и лед на суше стал таять еще быстрее.

Тающий фронт ледников, должно быть, представлял собой весьма суровую местность, поскольку отступление льда характеризовалось непрекращающимися ветрами. Ветер был так силен, что образовывал высокие наносы песка и разного мусора, которые превращались в отложения, называемые лёссовым грунтом. Кроме того, ветер приносил семена, и вскоре неустойчивые почвы у границ ледников, несмотря ни на что, покрылись первыми растениями. Сначала это были папоротники, а затем и более развитые формы. Ивы, можжевельники, тополя и разнообразные кустарники были теми растениями, которые начали трансформировать последствия долговременного ледникового режима. После распространились и другие растительные сообщества. Например, в более мягких условиях запада преобладали еловые леса, в более холодных срединных землях господствовали тундровые растения и вечная мерзлота. Так или иначе, ледник везде отступал, и везде его преследовала по пятам тундра, а за ней приходил еловый лес.