Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир

Сходные процессы происходили и в других кембрийских сообществах со всеми группами организмов. В итоге за первые 20–25 млн лет кембрийского периода выросло среднее разнообразие видов внутри сообществ, но в гораздо большей степени увеличилось многообразие самих сообществ. Причем общий рост числа кембрийских видов происходил в большей степени за счет второго из этих факторов — в течение раннекембрийской эпохи морские животные осваивали все новые и новые местообитания и, распределяя между собой функции все более дробным образом, создали гигантскую мозаику сообществ, каждое из которых состояло из относительно небольшого числа видов — в пределах 50. Позднее добавился третий фактор — изоляция отдельных мелководных бассейнов по мере удаления друг от друга континентов: в морях каждого из них — Сибири, Лаврентии, Восточной и Западной Гондваны — начали формироваться сообщества только из местных видов. Космополитных — повсеместно распространенных — видов в раннекембрийскую эпоху практически не существовало, чем это время разительно отличается от всех последующих эпох.

Побочным продуктом «гонки вооружений» и одновременно показателем ее ускорения служат ракушняки — известняки и фосфориты, сложенные в основном из раковин и их обломков, спаянных карбонатом или фосфатом, который выщелачивается из скелетов при перемыве и переотложении первичного материала. В эдиакарских отложениях ракушняки были большой редкостью, а их формирование, как в случае суворовеллового пласта, было обусловлено геохимическими особенностями среды. Кембрийские ракушняки накапливались именно благодаря существованию и отмиранию огромного числа скелетных животных (рис. 18.1). Конечно, мощность и протяженность таких слоев зависели от количества скелетных животных, их размеров и устойчивости раковин к растворению. Поэтому нижнекембрийские ракушняки имеют вид ограниченных по площади линз толщиной не более 0,15 м (обычно менее 0,1 м), но с появлением крупных трилобитов и брахиопод с кальцитовыми скелетами они быстро увеличиваются по мощности до полуметра и становятся одной из самых распространенных карбонатных пород. Растет и содержание в них скелетного материала: с 5 % и менее — в кембрийских отложениях, до 15 % — в ордовикских. Это также означает, что существенные потоки ионов кальция и бикарбоната в океане с этого времени стали регулироваться обменом веществ у животных, а изъятие Са²⁺, растворенного в океане, ускорилось. То же касается фосфат-иона: мелкие лингулидные брахиоподы с гидроксилапатитовой раковиной благодаря своей биомассе к концу кембрийского периода становятся своего рода накопителем фосфата. Значительные месторождения фосфоритов на территории современной Прибалтики целиком образовались из раковинок этих двустворчатых щупальцевых.

Какие же факторы «сдетонировали кембрийский взрыв» — молекулярно-генетические, экологические или абиотические? Все. Повышение уровня кислорода создало условия для появления крупных многоклеточных животных, в том числе хищников. Хищники вызвали «гонку вооружений». «Гонка вооружений» предопределила ускорение молекулярно-генетических перестроек организмов, выразившееся в появлении разнообразных скелетных и других структур, формировании и развитии нервной системы и совершенствовании поведенческих актов (рис. 13.2е, ж). Но ведь и аэрация — насыщение кислородом — водной толщи происходила благодаря животным — осмотрофам, которые положили начало этому процессу в эдиакарское время. В кембрийском периоде аэрации начали активно способствовать животные, представлявшие новые трофические гильдии, — фильтраторы, суспензиефаги и биотурбаторы.

Глава 21. Изучение морских осадков с полным погружением

Роль фильтраторов и биотурбаторов в последующих преобразованиях океана нужно отметить особо. Фильтраторы значительно усилили потребление взвешенной органики. Ведь в отличие от осмотрофов у них есть особые органы, которые ускоряют потребление взвеси: жгутиковые камеры — у губок, мерцательные щупальца — у брахиопод, мшанок и их древних родственников (томмотиид, хиолитов), сифоны — у двустворчатых и некоторых других моллюсков, ветвистые конечности — у ряда членистоногих и аномалокаридид, разветвленные щупики — у сидячих кольчатых червей, амбулакральные щупальца — у прикрепленных иглокожих, жаберный аппарат — у гемихордовых и примитивных хордовых. Правильнее, конечно, разделять собственно тонких фильтраторов и суспензиефагов (от лат. suspensus — парящий, висящий и греч. φάγος — обжора): первые питаются растворенным органическим веществом и взвесью размером с бактерию (0,2–20 мкм) — пико- и нанопланктоном (губки, некоторые брахиоподы), вторые — более крупной добычей — одноклеточными эукариотами, личинками и мелкими беспозвоночными.