Трилобиты: Свидетели эволюции

В живом мире все составлено из множества кусочков, и все слаженно двигается в великом танце жизни. Мельчайший организм выполняет свою роль в экономике природы, занимает свое место. Природа может напридумывать сколько угодно видов, но каждый вид должен сразу встроиться в общую систему взаимосвязей. Трилобиты должны увязать свою трилобитовую правду со всем остальным миром. Вспомним, что Эдвард Уилсон обосновал необходимость объединения и взаимодополнения знаний, научных и культурных: он назвал это взаимосоответствием. Что же, хоть трилобитовая история и не так масштабна, как весь мир, но все же принцип взаимосоответствия исполняется: списки видов и родов сводятся с движением тектонических плит и геомагнетизмом, и все вместе рисуют портрет исчезнувшей Земли. Красоту науки мы узнаем не только в абстрактной чистоте математических теорем, которую снова и снова воспевают в историях о великих практиках, таких как Эйнштейн, Нэш, Гейзенберг, или о прославленных теоретиках алгебры и геометрии. Слов нет — взыскательные упрощения формул привели к блестящему триумфу научного знания. Но синтез может быть не менее важен, чем анализ. Нас привлекают фундаментальные уравнения, потому что позволяют надеяться, что есть какая-то базовая истина, из которой выводится все остальное — даже наш суматошный и непоправимо сложный мир. Следуя строка за строкой по трилобитовой саге, мы, напротив, видим плодотворное слияние разных научных направлений, что-то вроде Пангеи, но только не континентов, а областей знания. Или можно вместо этого представлять себе сходящиеся дорожки, приводящие персонажей разных мастей в одну судьбоносную точку — так на корнуоллской вершине сошлись герои романа Гарди; так эхо трилобитов встречается с эхом исчезнувших океанов, их звучание передано нам искореженными пластами сланца. И к ним присоединяется отзвук моих собственных исканий, описанных в этой главе. Мы изучаем прошлое, в котором трилобиты были не только свидетелями, но и ответчиками. По их свидетельствам мы пытаемся реконструировать далекие события и возможные миры. Но потом воссозданный щедрым воображением мир помогает узнать больше о них самих — о трилобитах. Могу предложить поэтический образ для воссоздания того мира — я в этом не вижу ничего плохого. Все в рамках взаимосоответствия, всякое размышление добавит свою толику в достоверное описание мира. И вспоминаются две строки из Тома Ганна (Волшебный корень, 1971):

Птица, моль, акула, крокодил, блоха, свинья — Как много разного во мне зверья [45] .

Глава 9. Время

Все мы сражаемся со временем. Мы тешим себя иллюзиями, что мы хозяева своего времени, хотя на деле время, отмеренное смертью, властвует над нами. Мы говорим «преждевременная смерть», «дать время», как будто наше существование должно волшебно приладиться к какому-то определенному отрезку времени, подобно серфингисту, поймавшему волну и удерживающему равновесие на стремительно несущемся гребне. Мои дети начинают вопросы словами: «А в твое время…?» — подразумевая, что мое время в каком-то смысле уже прошло. И если это случилось вчера, то как же так, почему я этого не заметил? У палеонтолога больше причин задумываться о времени: о его размерах, протяженности, последствиях. Время научились измерять атомными вибрациями, точность измерений высочайшая, для современных технологий именно такая сейчас необходима. Доля наносекунды не имеет смысла в масштабе нашей жизни или относительно ритма биологической жизни вообще, зато становится решающей, когда дело идет о химических изменениях, влияющих на реакции нейрона в мозгу. Наши мысли — это вспышки вдохновения, а вспышка есть синоним быстротечности. Тем не менее самая естественная для нас единица измерения биологического времени — это сутки. Скарлет О'Хара говорит в конце «Унесенных ветром»: «Я подумаю об этом завтра!» — и мы не воспринимаем это как клише, потому что в нас заложен оптимизм уверенности, что завтрашнее утро наступит. От свидетелей в суде ожидают рассказа об определенном дне; даже генеральный прокурор не может потребовать, чтобы свидетель вспоминал что-то по секундам. У великого аргентинского писателя X. Л. Борхеса есть короткий рассказ «Фунес, чудо памяти» [46] , про несчастного человека, который помнил абсолютно все — вместе со всеми сложнейшими взаимосвязями причин и следствий, и власть над временем в результате его парализовала. Мы способны функционировать благодаря выборочной амнезии. Это не освобождает нас (особенно ученых) от обязанности говорить правду, от обещания, которое, как мы скоро увидим, столько раз было нарушено даже трилобитчиками. Добравшись до этой страницы, читатель воспримет слова «сто миллионов лет» либо с беспечным равнодушием, либо обескураженно. Росчерком пера я уничтожал континенты, скидывал со счетов десятки миллионов лет. Кембрий — 540 млн. лет назад, девон продолжался 50 млн. лет. Можно подумать, что такая гигантская шкала относится только ко времени трилобитов; чем дальше вглубь веков, тем меньше точность — плюс-минус миллион не имеет значения. С точки зрения трилобитов существование человечества на Земле продолжается меньше, чем длина жизни любого их вида. Все это верно, но тем не менее верно и то, что мы можем разглядеть один отдельно взятый день из жизни трилобита, перехитрить великий телескоп времени, который растворяет незначительные события в дымке древности. Поверхность осадков может сохранить будничный день трилобитов как страницу ежедневника из истории палеозойской эры. Если этот день был захоронен достаточно быстро, мы вполне способны его восстановить.

45

Пер. М. Маркова.

46

Борхес Х.Л. Рассказы. — Ростов: Феникс, 1999.

Я уже описывал, как трилобиты сворачиваются в шарик — моментальная ответная реакция на угрозу, остановленный момент, окаменевшая паника — капсула со временем. Затем я описал, как трилобиты растут и взрослеют — они линяют. Их пустые раковинки указывают момент, когда трилобит сбрасывает старые доспехи и начинает наращивать новые. Иногда эти старые доспехи отбрасываются с небрежностью подростка, чья одежда валяется по всей спальне. В каких-то случаях, наоборот, видно, что трилобит, когда линяет, аккуратно следует определенной стратегии: совершенно понятно, что в этот момент животное особо уязвимо и должно соблюдать предельную осторожность. Линял-то не только панцирь: даже тончайшие волоски на ножках меняли покрытие. На безопасных участках морского дна надолго оставались лежать сброшенные покровы, они рассказывают нам, сегодняшним, о тревогах и волнениях линьки. Представьте себе, что вы выбираете какие-то короткие отрывки из рассказа о целой жизни, которая сама по себе есть часть еще большего повествования о долговечном виде, а это повествование есть всего лишь крошечный эпизод в эпопее о геологическом времени. Каким драгоценным оказывается тот живой момент, выхваченный из далекой древности!

Линьке предшествовала фаза, когда специальный гормон размягчал брюшной покров, кутикулу (см. приложение рис. 30), затем ослаблялись швы на голове. В определенный момент, часто закрепившись в грунте щечными шипами и используя их как рычаги, трилобиты отделяли подвижные щеки от головы, одновременно сбрасывая и гипостому. Так как у большинства трилобитов поверхность глаза прикреплялась к подвижной щеке, то эта особо нежная часть освобождалась от отслуживших покровов роговицы на ранней стадии линьки. У примитивных трилобитов роговица линяла отдельно благодаря шву вокруг всего глаза. Но вот подвижные щеки сброшены, впереди открылось отверстие, и трилобит мог вылезти через него из своего наружного скелета, оставив позади туловище и часть головного щита, кранидий, как памятку о приключении под названием «линька».

Похоже, процесс линьки протекал зачастую не так гладко, как я описал: бывает, что туловище мы находим отделенным от пигидия, а бывает, трилобит вылезал с кранидием, не пожелавшим расставаться с хозяином, как мокрый старомодный купальный костюм, облегавший тело так капитально, что из него не выпутаться. Бывало и так, что трилобит начинал линять, изворачивая голову и пытаясь соскоблить кранидий обо что-нибудь; при таком извращенном способе щеки оставались по бокам, а между ними вывернутый кранидий, а позади туловище с пигидием, в правильной позиции. У трилобитов, подобных Phacops, у которых исчезли головные швы, порой головной панцирь целиком остается лежать вывернутым наизнанку, или даже трилобит линял «вверх тормашками», с хвоста. Наблюдателю покажется, будто ему демонстрируют акробатические этюды. Некоторые трилобиты, подобно многим другим членистоногим, спаривались на стадии «мягкого панциря, что, понятно, придавало моменту особую пикантность. Сколько же гормонов в этот момент должно было окружать трилобита в воде палеозойского моря: и гормоны линьки, и феромоны, и сперматогены. У нас есть несколько примеров «мягко-панцирных» трилобитов, которые погибли до того, как оболочка успела затвердеть. В их облике есть что-то от привидений: истонченные, зыбкие контуры прежних, реальных Phacops. Наверное, многие из них пытались на это время спрятаться в укромном месте; мой коллега Брайан Чаттертон рассказывал о норе в девонском осадке (прорытой, скорее всего, каким-то другим животным), где уйма трилобитов пережидали, пока не затвердеет новая оболочка. Нора оказалась в результате могилой, а не убежищем: короткая трагедия смерти обеспечила им длинную жизнь в виде ископаемых.

В главе 7, когда я рассказывал об эволюционных механизмах, я коротко описал ход индивидуального роста трилобитов. Отрезок жизни от рождения до смерти определяет наименьшее деление на шкале времени. Удивительно, сколько мы знаем о «личной жизни» трилобитов! Вот трилобит полинял — сбросил старый тесный наружный скелет и вырастил новый, попросторнее, — и мы можем проследить ретроспективный путь взросления трилобита, отбирая сброшенные панцири все меньшего и меньшего размера. Для этого нам нужно отыскать такое место, где все трилобиты разом превратились бы в камень, старые и молодые вперемежку. И такое место нашел величайший исследователь трилобитов Иоахим Барранд (1799-1883) — это знаменитое местонахождение в Богемии носит забавное название «под грушей» [47] . На территории Чехии находятся чрезвычайно богатые обнажения палеозойских пород, и Барранд стал их первым биографом. В отделе редких книг в лондонском Музее естественной истории счастливчику, допущенному в святая святых, откроются целые полки, заставленные томами, каждый размером с телефонный справочник: плоды трудов целой жизни Барранда — это трактат «Силурийская система Богемии» (Systeme Silurien de la Boheme) [48] . Студенты-трилобитчики только что не молятся на эту работу. Какое удовольствие разглядывать страница за страницей великолепные иллюстрации этой книги! (Барранд нанимал самых лучших рисовальщиков.) И можно представить изумление современников Барранда при виде чудесных картинок (одна из иллюстраций приведена в приложении на рис. 32). Я сомневаюсь, что современная фотография смогла бы достичь того же эффекта. Барранд не ограничивался трилобитами; он описывал моллюсков, кораллы и многих других ископаемых. Тем не менее трилобитам он уделил особое внимание, начав изучать и зарисовывать их в 1852 г., когда обнаружил исключительно богатые местонахождения и собирал там коллекции. К концу XIX столетия каждому специалисту были знакомы местонахождения Шарка и Кралув Двар. Один из фешенебельных пражских районов называется Баррандов, там вы можете пропустить кружечку в Трилобитовом баре. На самом деле весь этот чудесный город «глубоко трилобитовый». Сам Барранд начал свою трилобитовую карьеру случайно. Во время воскресной прогулки около одного из костелов (Zlichov Church) он нашел два хвоста трилобита Odontochile rugosa. Принес находки домой, но его домоправительница Бабинка [49] их выбросила (мы-то знаем, что женщины поступали так во все времена). Иоахим заставил ее найти и принести назад выброшенные пигидии, так и произошло его «пострижение» в палеонтологию. Эти два исторических экземпляра прописаны вместе с остальной коллекцией в залах Национального музея — огромного здания с колоннами, величаво взирающего на Вацлавскую площадь в Праге. К ним относятся с трепетом, будто это святые мощи. Ученому посетителю поднесут их, каждый по отдельности, безукоризненно надписанные рукой великого человека. На девонской скале в Праге в честь Барранда установили гигантскую памятную доску — это произошло всего через год после его смерти.

47

Там действительно во времена Барранда росло роскошное грушевое дерево, оно служило прекрасным ориентиром, теперь груша засохла, а название осталось.

48

Нужно помнить, что во времена Барранда силур включал и кембрий, и ордовик, и собственно силур.

49

Позже Барранд назвал в ее честь ископаемого моллюска Babinka, хотя непонятно: если вашим именем называют улитку — это честь или завуалированный намек. — Прим. авт.

^{Сброшенная во время линьки оболочка Paradoxides, гигантского кембрийского трилобита, найдена в среднекембрийских породах восточного Ньюфаундленда. Часто встречаются Paradoxides размером с омара. Отметьте широкую глабель и тонкое длинное туловище с шипами, выступающими далеко за пределы маленького хвоста. Линяя, трилобит сбросил свободные (подвижные) щеки, они развернулись и оказались под остальной оболочкой, а трилобит тем временем высвободился из «старой кожи» наружного скелета и выполз вперед. Образец длиной около 15 см. (Фотография предоставлена Генри Б. Уиттингтоном.)}

^{Иоахим Барранд [50] , великий палеонтолог из Богемии, давший названия множеству трилобитов}

В одной из книг Барранда описаны трилобиты Paradoxides davidis, которых мы сегодня поместили бы в средний кембрий и которых я в начале своей палеонтологической жизни находил в Уэльских холмах Сент-Дэвидса. В Богемии Барранд нашел полные возрастные серии этих трилобитов — от личинки до взрослой особи, окаменевший детский сад со всеми группами. Так как взрослый трилобит часто дорастает до размеров здорового омара, эта находка была просто чудом: ведь его личинка в начальной стадии не больше булавочной головки. Возрастные вариации другого вида, Sao hirsuta, выложены с еще большей тщательностью. Несколько лет назад я посетил знаменитую «грушу» у деревни Скрый — дерево почти засохло, на нем распустилось только несколько грустных листочков; сейчас Барранд, наверное, и не узнал бы ее. Но все равно в сланцевых карьерах неподалеку все еще находят ископаемых личинок трилобитов.

50

Сейчас в мире живет не менее 200 потомков Иоахима Барранда, и все правнуки (пра-, прапра- и прапрапра-) внешне очень похожи на своего красивого знаменитого предка; у всех их ясно просматриваются черты фамильного сходства.

Пока трилобит взрослел, облик его менялся, но самые значительные изменения происходили на ранних стадиях. Трилобит рос от одной линьки к другой, начиная свою жизнь крошечным существом размером с хлебную крошку. Барранд увидел, что трилобиты растут за счет добавления сегментов к туловищу, одного за другим, пока их число не достигнет нужного, характерного для данного вида числа: если у взрослого трилобита восемь сегментов, как у Ogygiocarella доктора Ллуйда, то личинка с каждой линькой будет наращивать по одному, пока не наберутся все восемь, а потом с каждой линькой трилобит будет просто подрастать без добавления сегментов. В этом смысле трилобиты совершенно не похожи на маленьких хорошеньких черепашек из многочисленных телепрограмм про природу; черепашки вылупляются готовыми крошечными копиями своих родителей, тогда как трилобиты немножко меняются с каждой линькой.

Часто трилобит наращивает полное число оформленных туловищных сегментов (а такая стадия с полным числом сегментов называется холаспидной, ее носитель — холасписом), еще не достигнув максимальной длины, когда он очень и очень далек от своих размерных рекордов. Холаспидной стадии предшествует серия линек, во время каждой из них в туловище добавляется сегмент: как правило, чем меньше размер личинки, тем меньше у нее сегментов. А начинался весь процесс с миллиметровой личинки, у которой вообще не было свободных туловищных сегментов: протоцефалон и протопигидий сочленялись напрямую, без всяких признаков вставленных между ними сегментов. А еще раньше, самая первая личиночная стадия представляла собой просто цельный щиток — миниатюрный диск еще не разделившихся головы и хвоста; эта личинка называется протасписом. У некоторых видов стадия протасписа меньше миллиметра. Протаспис, очевидно, вылуплялся из яйца, но то, что исследователи объявляли ископаемыми находками трилобитовых яиц, вызывает немалое сомнение. Если бы мы с абсолютной достоверностью не проследили плавный переход от протасписа к промежуточным возрастным стадиям, а от них и к взрослым формам, было бы чрезвычайно затруднительно в этих крошечных существах распознать личинок трилобитов. У большинства протасписов из коллекции Барранда видны следы пресловутых «трех долей», особенно хорошо заметны контуры глабели, их видно даже у таких мелких личинок. Но преображение приплюснутого миниатюрного диска в великолепного хищника Paradoxides — это настоящий метаморфоз, история жизни, вычитанная из древнейшей каменной книги. По тонкости и изощренности она напоминает знакомое нам превращение гусеницы в бабочку.

^{Развитие трилобита из кембрийских отложений Богемии. Крошечная личинка — протаспис — вверху слева. На каждой последующей стадии роста приобретается дополнительный туловищный сегмент, пока не наберется конечное — взрослое — число сегментов. На двух самых ранних стадиях личинка имеет размер 2 мм или меньше. Иллюстрации приводят примеры развития личинок с одним туловищным сегментом, затем последовательно с тремя, четырьмя, шестью и тринадцатью сегментами. Стадия с шестью сегментами — чуть больше 2 мм в длину; буква е отмечает положение глаз у протасписа.}