Трилобиты: Свидетели эволюции

Историю научных открытий иногда представляют как череду блестящих побед, одержанных самыми натренированными умами: научная версия испытания боем. Или описывают хорошо известной фразой «путешествие в неведомое», как выразился Роберт Льюис Стивенсон в своем произведении «Прах и Тень» (Pulvis et umbra): «… наука заводит нас в области догадок, где еще нет городов, обжитых человеческим разумом». Безусловно, науке не чуждо соревнование, и самые мощные интеллекты, рискнувшие ступить «в область догадок», оказываются в фокусе нашего внимания — и совершенно заслуженно. Такая модель развития науки свойственна физике и математике; ее красиво выстроил Карл Поппер в книге «Предположения и опровержения» (Conjectures and Refutations). Тем не менее оба взгляда на научный труд — соревновательный и приключенческо-спекулятивный — неверны. Многие ученые принадлежат к тому интересному типу людей, для кого счастье открытия по меньшей мере так же важно, как и размер вознаграждения. Они легко сотрудничают, с радостью довольствуясь реализацией присущих им талантов, а если делают открытие — это всегда неожиданно, как свалившееся на голову наследство. Уникальность научного труда в том, что вклад в победу вносят множество простых пехотинцев. В отличие от графомана, чьи вирши обречены на забвение, тогда как поэмы Китса живут, даже рядовой ученый оставляет след, внося свою лепту в мировое открытие, — незаметный человек, чье имя не пропадет втуне.

Даже самые специальные области науки так или иначе связаны с масштабными научными вопросами. Мы увидим, как особая, почти герметичная область — изучение трилобитов — играет видную роль в глобальных спорах о возникновении видов, о природе и основных этапах эволюции, о расположении древних континентов. Можно из чистого любопытства начать изучать подробности жизни исчезнувших животных и неожиданно обнаружить, что детальная информация, которая скапливается по мере их изучения, выводит нас на совсем другой, новый уровень познания, причем более общий: на вопросы о строении древних океанов или столкновении Земли с астероидом.

В моем представлении более точная картина науки рисуется как последовательность пересекающихся дорог. На каждой дороге свои радости и находки; иногда мы знаем, куда ведет дорога, иногда она озадачивает неожиданными зигзагами и поворотами. И оттуда, где дороги пересекаются, новое направление может неожиданно вывести нас к совершенно непредвиденным решениям. Как и для Стивена и Эльфриды на тропе над Безымянным утесом, критическое стечение обстоятельств может изменить все, а нечто маленькое и древнее, вроде трилобита, окажется катализатором перемен.

Эта книга проведет вас по тем же дорогам, по которым прошел я, начиная с той детской находки. В погоне за трилобитами я попадал в необыкновенные места и познакомился с замечательными людьми. Знание доставалось в тяжелой борьбе, меня сопровождали герои, чьи имена известны только мне и нескольким моим друзьям, хотя они и заслуживают большей славы. Я расскажу вам о трагичных судьбах тех, кто участвовал в нашей истории о трилобитах. Открытия и находки — это не просто рассказ о «вперед и только вперед». История открытий тесно переплетена со всем великолепием и изнанкой человеческой жизни. Рассказ об этой небольшой области науки, столь важной для меня, лучше, чем любые увесистые труды, показывает основополагающее значение человеческой личности: так же как и значение первых наносекунд для образования Вселенной. Иногда миниатюра имеет большее сходство с оригиналом, чем полноценный портрет. Взгляните на мир, который когда-то видели хрустальные глаза трилобита. Послушайте, что трилобит рассказывает об эволюционной истории, о том, как прочитать ее на камнях. Мы обнаружим, что вера в трилобита способна двигать горы и целые континенты. Увидим, как можно слепок с раковины превратить в живое создание. И поймем истоки богатства животного мира. Трилобиты помогут нам завоевать геологическое прошлое.

Глава 2. Раковинка

В 1698 г. доктор Ллуйд написал Мартину Листеру об окаменелостях, какие можно найти в известняках вокруг города Лландейло в южном Уэльсе: «Из найденного нами 15-го числа августа месяца великое множество должно быть, несомненно, отнесено к скелетам каких-то плоских рыб». Эти «плоские рыбы» доктора Ллуйда были, конечно, трилобитами.

Когда мои дети были еще маленькими, они играли с ракушками. Брали ракушку, прикладывали ее к уху, и тогда будто слышалось море: далекий шелест волн, дуновение легкого бриза… Потом, повзрослев, они, естественно, узнали, что раковина срабатывала усилителем звука и просто едва заметные воздушные шорохи становились слышнее. Но все равно им никогда не забыть мгновенного восторга, связавшего в воображении маленькую ракушку с далеким-далеким океаном. В этом вся суть палеонтологии — нужно слушать, о чем рассказывают окаменевшие ракушки. На раковинки и панцири следует обратить особое внимание, ведь окаменевают прежде всего именно они — твердые скелеты из минералов. За редким исключением мягкие ткани нам не достаются. Они служат пищей падальщикам или микробам. Кто не хватал на пляже дохлого крабика, а потом, учуяв вонь, с воплем отвращения не отбрасывал его подальше? Это бактерии, вездесущие, жадные до органических молекул, в которых скоплена животворная энергия и которая в конечном итоге отдается в распоряжение крошечных едоков размером в несколько тысячных миллиметра. «…Этот плотный сгусток мяса…» [7] и вправду тает. А после остаются только раковинки и кости, этого бактериям не съесть. У трилобитов, как и у многих других морских животных, раковинки состоят из твердого минерала — кальцита. Из кальцита состоят и панцири крабов, и раковинки моллюсков. Если бы у трилобитов не было этих раковин, они стали бы невидимы для нас, ушли, не оставив никаких следов своего существования. И пусть трилобиты кишмя кишели в морях, мы бы все равно оставались в неведении об этом богатейшем изобилии. Но они достались нам — ископаемые раковинки, обноски прошлой жизни, негодные объедки. И эта часть животного, не представлявшая для некогда живших его современников ни малейшего интереса, нам, ученым и геологам, отыскавшим его окаменевший панцирь, по иронии судьбы, как раз и становится интересной. Поэтому, чтобы понять трилобита, нужно повнимательнее приглядеться к его раковинке.

7

Часть известной фразы из пьесы У. Шекспира «Гамлет»: «О, если б этот плотный сгусток мяса / Растаял, сгинул, изошел росой!» (пер. М. Лозинского).

После смерти теряется кое-что и от твердого панциря. Быстрее многих свойств исчезает цвет. В современных морях, как мы знаем, играют симфонии цвета: ярко вспыхивают предупреждающие сигналы, переливаются маскирующие оттенки — цвет отражает изобилие живого мира. Вполне вероятно, что сотни миллионов лет назад моря тоже были богаты цветом. Но в процессе фоссилизации (это означает превращение органических остатков в ископаемое, в камень) цвет бледнеет. Ископаемый мир — это блеклый мир, и только воображение может его раскрасить. Те трилобиты, которых я видел в западном Уэльсе, сохраняли цвета пород, в которых они окаменели, без всякого намека на окраску тех древних, некогда живых существ. Так что можно их разукрашивать, как кому по душе.

Будучи школьником, я выучил строение панциря трилобитов. Я заучивал специальные термины, и они вдохновляли меня. В конце концов я смог составить целостное представление о трилобитах.

Удивительно, едва я научился назвать голову трилобитов цефалоном, то сразу получил входной билет в особый мир поклонников трилобитов. Хотя на самом деле цефалон по-гречески означает голова, так что мы просто одну голову заменяем другой. Любой трилобит, как я узнал, подразделяется на три части, и не только вдоль — трилобит, — но и поперек.

Цефалон оказался передней частью трилобита, как я инстинктивно понял еще в Сент-Дэвидсе, когда мы с моим первым трилобитом смотрели друг на друга. С другой стороны находится хвост, я научился называть его пигидием — тоже греческим словом.

Использование классических языков не должно сильно удивлять, ведь на первых порах ученые-естественники разных национальностей общались на латыни. Классические языки были sine qua поп — обязательными для образованного слоя общества, необходимым языком-посредником, а вовсе не изящным способом удивить какого-нибудь простака вставленным иностранным словцом или цитаткой. Ботаники, например, до сих пор обязаны писать краткие описания новых видов по-латыни (хотя это требование сейчас, кажется, меняется); зоологи, к счастью, уже сотню лет избавлены от этого. Но вот анатомические части — будь то животного или растения — лучше сопротивляются переменам: они называются по-латыни и гречески. Студенты-медики проклинают их, даже затвердив навсегда в своей памяти, обыватели гадают над ними. Но термины служат неразрывной нитью между современностью и прошлым, когда Уильям Гарвей сумел расшифровать систему кровообращения; доктрины рушатся — а слова, их слагавшие, остаются. Подобный консерватизм помогает специалистам точно понимать суть обсуждений. Так что первая задача прозелита — научиться управляться со словами. Если новичок бегло и уверенно оперирует терминами — это знак, что теперь он вхож в закрытое общество экспертов. Но и это не все — правильно использованное слово гарантирует, что новичка верно поймут, причем поймут в точности то, что он хотел сказать. Чем пристальнее изучаешь объект, тем больше различаешь деталей и, следовательно, тем больше терминов приходится употреблять. Греческий или латынь — не имеет значения, какой из них — здесь важно, что специальные термины являются своего рода стенографией для обучения и исследования. Терминология — это прелюдия к знанию.

Итак, я увидел, что между цефалоном и пигидием имеется туловище. Это слово вроде бы знакомо, хотя по отношению к человеку оно имеет совсем иной смысл. Это самая длинная часть трилобитов, по крайней мере тех, которых я изучал на первых порах. Туловище, в свою очередь, подразделяется на ряд сегментов, или колец, — их называют туловищными. (Завидуя славе Стивена Спилберга, я одно время забавлялся идеей снять кино с трилобитами, где им отводилась бы главная роль, какой они, на мой взгляд, и заслуживают. Будто некий сумасшедший палеонтолог оживляет их каким-нибудь хитрым образом, и они толпой объявляются в Нью-Йорке, спасая полуголых красоток и сшибая дома на своем пути… И назвал бы фильм просто — «Властелин колец» [8] .)

8

В оригинальной версии этот гипотетический фильм назывался Thoracic park, так как thorax — это туловище, состоящее из кольцевых сегментов.

Каждый туловищный сегмент соединяется нежестким шарниром с двумя другими сегментами: с тем, который впереди, и с тем, что сзади. Из этих последовательных сегментов получается сцепка, наподобие вагонов поезда. Сегменты все похожи друг на дружку и хорошо друг к дружке подогнаны. Если бы случилось ломать живого трилобита, он наверняка разломался бы по границе сегментов. Точно по тому же принципу ломается и панцирь омара — если уж приходится его разделывать, то голова отделяется от туловища вдоль этого соединения. А вот у черепахи подобных сегментов нет, и поэтому черепаха неуязвима, но, с другой стороны, она и согнуться не может. Черепаха ползет вперед, с трудом преодолевая препятствия, а если переворачивается на спину, то может и погибнуть. Нет ничего более жалкого, чем черепаха, дрыгающая в воздухе ножками в попытках вернуться в правильную позицию. С сегментированным животным такого приключиться не может. Если встречается препятствие, животное изгибается, так как сегменты сдвигаются относительно друг друга. Сегменты соединены, шарнирно подвижны, скреплены связками. Их движение относительно друг друга подчиняется законам механики: потому-то инопланетные железные насекомые, каких показывают в фантастических фильмах, двигаются, хотя и механически, но вполне убедительно. Сегменты, и в самом деле, являются суставчатой броней. Даже если сегментированное животное упадет на спину, оно легко перевернется на брюшко. Для трилобита гибкость покупалась ценой определенной уязвимости, но оно того стоило. Трилобит, точно поезд, который едет по извилистому пути, мог обползти препятствие, согнуться и повернуть.

Хвост, или пигидий, тоже составлен из сегментов — их замечаешь, приглядевшись. Но в отличие от туловища он не имеет суставов: сегменты срастаются вместе, образуя щиток. У одних трилобитов пигидий длиннее головы, он состоит из множества сегментов; у других он совсем махонький. Позже я узнал, чем могут быть полезны эти разные хвосты.

И на туловище, и на пигидий имеется выпуклая центральная часть — средняя доля трилобита; она называется на редкость просто для научных терминов — ось. Ось отделяется бороздами от боковых, или плевральных, частей. И вот названы все три доли трилобита: осевая доля и боковые (плевральные) доли. Каждый туловищный сегмент имеет плевры и с одной, и с другой стороны.