Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли
Шрифт:
Если на соискание роли птичьих предков претенденты выстраиваются в длинную очередь, то у летучих мышей таковых что-то не видно. Проблема, конечно, в том, что мелкие редкие животные с тонкими костями в палеонтологической летописи оставить свой след шансов практически не имеют. На ее страницы пробивается в основном тот, кто покрупнее и пообильнее. Статистические расчеты показывают, что почти 90 процентов летучих мышей, когда-либо существовавших в природе, следов своего пребывания на Земле, увы, не оставили…
Быстрый же рост разнообразия летучих мышей в эоценовую эпоху отмечается не только находками скелетиков этих млекопитающих, но и, например, резкой сменой среди златоглазок: именно тогда современные представители этой группы ночных сетчатокрылых, способные улавливать мышиные ультразвуки, быстро начали замещать своих предшественниц, «не выучивших иностранный язык». Позднее, в олигоценовую эпоху,
Если же верить молекулярным биологам (а верить им можно), то предков этой группы нужно искать среди общих предков хищников и копытных. И действительно, поместив череп ископаемого копытного хищника гиопсода (Hyopsodus) из группы кондиляртр, жившего прежде первых несомненных летучих мышей, в компьютерный микротомограф, палеонтологи Антони Равель и Мева Орлиак из Университета Монпелье обнаружили нечто похожее на улитку. Конечно, эта улитка была далека от совершенства, но сканировать с ее помощью окружающее пространство на частоте 77–208 герц было можно. Если из кондиляртр, условно говоря, получились и лев, и лошадь, и кит (тоже, кстати, более всего полагающийся на эхолокацию), то почему не летучая мышь? Тем более что древнейшие представители этой группы, такие, как раннеэоценовый онихониктер (Onychonycteris), тоже не были искусными специалистами по ультразвуковым колебаниям.
Приматам, чтобы подняться в воздух, пришлось изобретать аппараты, мало похожие на те, что появились в ходе эволюции — без машущих крыльев, перьев и перепонок. Все это человек последние 250 лет (срок по меркам существования жизни ничтожный) тоже пытался воссоздать, но оказалось, что повторить механизмы, оттачивавшиеся природой сотни миллионов лет, практически невозможно. Лишь безмоторные дельтапланы несколько напоминают некоторые летающие семена и животных, но это лишь исключение, подтверждающее правило. И летать, опираясь не на крылья, а лишь на силу разума, оказывается непросто…
3. Кто делает погоду?
Толстый слой февральского снега превратил сопки Центральной Чукотки в совершенно правильные конусы. Между ними вольно разгуливает ветер, понижая уже привычные -30 °C до каких-то немыслимых отрицательных значений. Но тундра жива: по ложбинке вальяжно катится целая лавина зайцев-беляков, движение стаи не столько видно, сколько ощущается по перемещению многочисленных черных точек — кончиков ушей; в ту же сторону пробегает лисица, почти круглая в своей зимней шубке, причем не рыжей, а ярко-красной; из-за курума — россыпи камней — показывается чья-то любопытная голова почти без ушей. То ли небольшой медведь, то ли крупная собака. Когда зверь вылезает целиком и поворачивается немного боком, по горбатой спине и огромному пушистому хвосту узнаю росомаху — самого большого представителя семейства куньих на планете. Вижу ее живьем впервые и, удивляясь, что это красивое создание почему-то у многих вызывает чувство омерзения, пытаюсь подойти поближе. Зверь не уходит, а так же осторожно косолапит мне навстречу. Длинные когти не видно, но слышно, как они постукивают друг о друга в ритме шагов. Справа возникает еще одна такая же голова, слева — тоже, их число приближается к десяти. И тут мне вспоминается берцовая кость шерстистого носорога, виденная в Музее «Ледниковый период», — перегрызенная пополам и вся покрытая бороздками от твердых острых зубов… Вряд ли рогатый гигант был повержен росомахами, и ели те, наверное, только туши погибших носорогов… Но лучше все-таки ретироваться к буровым установкам, укутанным от зимней стужи до такой степени, что они стали похожи на боевые орудия повстанцев из киносаги «Звездные войны».
Геологи Валентин Бухов и Питер Фишл с рудника Купол канадской компании «Кинросс Голд», добывающей золото на Чукотке, уже грузят ящики с керном в пикап. Присоединяюсь к ним, и ранним полярным вечером под изумрудные сполохи северного сияния мы прибываем в лабораторный корпус. Геологи высматривают и находят сероватые кварцевые жилки с золотистыми блестками (впрочем, видными только в сильную лупу), а я высматриваю что-нибудь живое. Точнее, когда-то бывшее живым. Нахожу, правда, не я, а Бухов. Он протягивает мне розоватый кусочек керна с темным, словно обугленным, листиком на сколе, немного похожим на мимозу. Но это не мимоза, а метасеквойя — ныне реликтовое хвойное дерево, встречающееся только в Центральном Китае. Это древнее растение было описано сначала в 1941 году как ископаемое из третичных отложений Японии, а спустя несколько лет его обнаружили живьем, но только на небольшом участке леса на западе провинции Хубэй, что стало одним из крупнейших ботанических открытий XX века. Благодаря удачному стечению обстоятельств — в Китае я был накануне осенью — и удается распознать лист. В конце мелового периода раскаленный пепел (ныне розоватый алеврит в виде керна), выброшенный из жерла вулкана (ныне сопка), накрыл рощу метасеквой, окружавшую озеро, и сбил в воду их листья-иголки (ныне обугленный отпечаток). Вряд ли в то время — 70 миллионов лет назад — здесь лежали снега, даже зимой, подсказывает этот листик. Климат Центральной Чукотки был намного теплее…
В двух тысячах километрах на юго-восток от этого места — в Центральной Якутии — из-за сурово-континентальных условий зима длится семь месяцев, и уже в ноябре температура падает до -40 °C, а то и невообразимо ниже. Мы сидим в скособоченном УАЗике, который скачет по наклонному бечевнику реки Лены в сторону какого-то атомного по цвету заката. На противоположном, правом, берегу скоро покажутся Ленские столбы, куда еще предстоит дойти, три часа петляя среди наледей и торосов. А сейчас над нами нависают желтоватые утесы и преграждают
дорогу когда-то сорвавшиеся с них глыбы. Одна из них привлекает внимание ровным узором на поверхности. Покидаю жаркое нутро неистребимого советского внедорожника и подбираюсь к глыбе поближе. Это, конечно, не писаница трехтысячелетней давности, одна из которых красной охрой нанесена на скале недалеко отсюда: семья из трех полосатых лосей, олицетворяющих круговорот природы (семиполосный лось — семимесячная якутская зима, пятиполосная лосиха — лето и пронзенный копьем лосенок — постоянно нарождающийся и умирающий мир). Узор создан природой: слои из небольших тонких известковых плиток, сложенных домиком и вновь затвердевших, — это следы мощных торнадо, бушевавших около полумиллиарда лет назад, когда здесь раскинулось обширное тропическое море. Сейчас подобные осадочные породы — темпеститы [24] — образуются, например, у Багамских островов, где шторма, вызванные торнадо, взламывают известковое дно и выкладывают свою мозаику.24
От англ. tempest — буря.
Температурные контрасты между нынешними Чукоткой и Якутией и их геологическим прошлым определяются разными причинами. Полмиллиарда лет назад Якутия действительно находилась почти у экватора, а 70 миллионов лет назад было теплее на всей планете. Но как отличить одну причину от другой и какие силы предопределяют климатические колебания?
Как вообще измерить температуру на Земле в былые эпохи? С помощью змеи. Берем змею и меряем. И это не шутка: чем теплее, тем длиннее может вытянуться такое пресмыкающееся. Поэтому, зная, что палеоценовая змея из Колумбии была 13 метров длиной (нынешний рекордсмен — сетчатый питон — уступает ей три метра) и весила более тонны, можем рассчитать, как это сделал палеоклиматолог Джейсон Хед из Торонтского университета и его коллеги, что 60 миллионов лет назад среднегодовые температуры умеренных широт достигали 32–33 °C. Заметно теплее, чем сейчас. Оказалось, что в змеях или крокодилах температуру можно измерить гораздо точнее, чем с помощью главного индикатора палеоклимата — формы листьев, занижающих этот показатель на 6–8°.
Крокодилы очень теплолюбивы: разные виды развивают активность при температурах от 30 до 40 °C, а если столбик термометра опускается ниже 5 °C (для некоторых видов — всего 25 °C), обычно гибнут. Бывают, правда, случаи, как в американской Пенсильвании, когда сбежавший крокодил протянул на воле семь лет при зимних температурах до -6 °C, но размножаться он все равно не мог, даже если бы ударился в бега с партнером противоположного пола. Поэтому ископаемые крокодильи кости, обнаруженные в приполярных широтах, доказывают: прежде климат здесь бывал и жарче, например в эоценовую эпоху (50 миллионов лет назад), когда эти пресмыкающиеся поселились на острове Элсмир в Арктической Канаде. А морские крокодилы процветали лишь в самые жаркие времена. В отличие от ихтиозавров и плезиозавров, как считает биогеохимик Кристоф Лекюе из Лионского университета, крокодилы никогда не обладали способностью регулировать температуру тела, о чем свидетельствует изотопный состав их костей — такой же, как у холоднокровных рыб. В течение 200 миллионов лет своего существования бороздившие моря и океаны крокодилы неоднократно вымирали, а затем «нарождались» — происходили заново от пресноводных видов. Ныне подобных рептилий всего две: гребнистый крокодил и острорылый, но в открытом море они не встречаются (один населяет побережье Юго-Восточной Азии и Северной Австралии, другой — Центральной Америки).
Итак, змеи и крокодилы показывают, что в палеоценовую и эоценовую эпохи на Земле действительно было жарче, причем не только в умеренных и полярных широтах, как принято считать, исходя из модели термостата. Эта модель предполагает, что если где-то прибавилось (в Заполярье), то где-то должно убавиться (в тропиках), и получается, что перепад температур от полюса к экватору был не таким резким, как в наши дни. Однако в теплые времена, подобные юрскому — палеогеновому периодам, и разница температур была заметной, и их среднегодовые значения повсеместно выше — на 10 °C.
Если говорить серьезно, то, конечно, палеоклиматологи для подобных реконструкций одной змеей не довольствуются. Палеотемпературы измеряются с помощью океанического растительного планктона; обитавших на дне морей одноклеточных — фораминифер и многоклеточных — брахиопод и двустворок; плававших в толще вод головоногих моллюсков, зубастых акул и ящеров. Главное, чтобы у этих организмов была раковина или зубы, в которых за время жизни их хозяев накапливаются сведения обо всех изменениях среды, в том числе температуры. Самый простой и достаточно надежный способ измерить температуру у организма, которому и градусник вставить некуда, и в живых давно (несколько десятков — сотен миллионов лет) нет, придумал Гарольд Юри, нобелевский лауреат, который советовал геологам собирать тектиты, а астронавтам — лунный грунт. Это соотношение стабильных изотопов кислорода: 18О к 16О. Оба изотопа входят в состав молекул воды. Но облегченные молекулы испаряются быстрее, и потому большая их часть в виде пара находится в атмосфере и выпадающих оттуда осадках (в этом случае в метеорологическом смысле, а не в геологическом), а также в ручьях и реках, льдами и снегами питаемых. В холодные времена, когда значительные массы атмосферных осадков ледяными шапками застывают в полярных областях и ледниками расползаются оттуда до умеренных широт, океан обогащается тяжелым изотопом. А значит, в избытке получат его и все живущие в равновесии со средой организмы. Есть, правда, и такие, которые сами влияют на кислородный баланс в своем скелете, но методом проб (из этого самого скелета) и ошибок (в расчетах) палеоклиматологи смогли выбрать лучших из лучших. Ими и оказались выше перечисленные организмы. Правда, работая с палеозойскими слоями, приходится резко ограничивать круг избранных, поскольку скелеты, построенные из нестойких карбонатных минералов, закономерно преобразуясь в стойкие, увы, теряют первичный изотопный сигнал. Так что самые точные палеозойские термометры — это раковины брахиопод (низкомагнезиальный кальцит и фосфат) и зубы позвоночных (фосфат).