Большая история. С чего все начиналось и что будет дальше

Удивительный темп эволюции в кембрийском периоде можно объяснить нестабильным климатом. Уровень кислорода снова стал расти и дал часть энергии, необходимой, чтобы образовались многоклеточные организмы. Но содержание углекислого газа росло гораздо быстрее и достигало значительно больших значений, чем сегодня. Это был теплый, влажный парниковый мир. Какие бы конкретно изменения ни происходили, резкие климатические и геологические перепады должны были ускорить эволюцию, привести к вымиранию многих видов и стимулировать развитие множества новых типов крупных организмов.

Взлеты и падения в эволюции. Массовые вымирания и эволюционные американские горки

Подобно первопроходцам, которые переваливают через горный хребет, чтобы достичь новых земель, многоклеточность открыла для жизни новые возможности. Многоклеточные неоднократно исследовали их в ходе адаптивных радиаций. Новые формы жизни изменили земную кору, когда скелеты и раковины из карбоната кальция стали накапливаться и образовали толстые слои мела (вспомните белые Дуврские скалы). Крупные растения и животные двинулись на сушу, ускоряя выветривание и эрозию и перемалывая горные породы, в результате чего получились первые настоящие земные почвы. Наконец, хлорофилл в растительных клетках окрасил бóльшую часть суши в зеленый цвет.

Эти изменения проходили без той плавности и вальяжности, которых ожидали от эволюции Дарвин и его поколение. История крупных форм жизни скорее похожа на непредсказуемые и опасные американские горки. Падающие астероиды, внезапные сдвиги в недрах Земли, изменения в атмосфере планеты и мощные извержения вулканов толкали эволюцию по новым, неожиданным дорожкам. Нильс Элдридж и Стивен Джей Гулд в знаменитой статье 1972 года охарактеризовали ее как «прерывистую»[103]. Эволюция в фанерозое была похожа на солдатскую жизнь в стереотипном представлении: долгие периоды скуки прерывались мгновениями ужаса, жестокими и опасными для жизни. Их мощь больше всего проявлялась в периоды массовых вымираний.

Мы снова видим действие случайности и необходимости. В любой момент времени теоретически было возможно много разных сочетаний видов. Случайные события определили, какие из них действительно будут существовать. Во время массовых вымираний целые группы видов внезапно и, по-видимому, случайным образом исчезали. Массовое вымирание, как человеческие войны, наносило страшный урон. Особенно жестоко оно проходило для видов, приспособленных к определенным условиям, потому что у самых привередливых из них, таких как современные коалы, во времена быстрых перемен было мало пространства для маневра. Массовое вымирание также было беспощадно к самым крупным организмам, которым нужно больше пищи и которые слишком медленно размножаются, чтобы поспевать за резкими изменениями. В периоды массового вымирания тасовалась генетическая колода, освобождались новые эволюционные пространства для выживших и возникали условия для новых опытов. За этим следовали периоды адаптивной радиации, активных экспериментов, когда на массовый рынок меняющейся биосферы выпускались новые биологические продукты. Многие из более экзотических экспериментальных моделей быстро исчезали, закреплялись лишь самые успешные.

Первые массовые вымирания произошли еще в архейском эоне. Определенно, большая кислородная катастрофа 2,5 млрд лет назад убила множество бактерий, для которых кислород был ядовит. На самом деле, возможно, это было самым масштабным вымиранием из всех. Многие группы видов также исчезли в те периоды в конце протерозоя, когда возникала Земля-снежок, и, как мы знаем, в конце эдиакарского периода. С тех пор нам известно по меньшей мере пять периодов массового вымирания, когда уничтожалось больше половины существующих видов.

Кембрийский взрыв завершился серией вымираний, которые начались около 485 млн лет назад. Жертвой пали многие виды трилобитов. Эта же участь постигла множество более необычных кембрийских видов, останки которых были найдены в сланцах Бёрджес в Канаде и в регионе Чэнцзян в Китае[104]. Ордовикский период 450 млн лет назад тоже окончился массовым вымиранием, в котором, возможно, исчезло 60 % всех родов.