Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

В традиционной геологии считается, что реки переносят питательные минеральные вещества из разрушенных горных пород в моря, где их потребляют обитатели океана. Когда некоторые из этих существ умирают и погружаются в осадочные породы морского дна, на них оказывают влияние тектонические процессы. Породы плавятся и перерабатываются, в конечном итоге возвращая содержащиеся в них питательные вещества на поверхность планеты.

«У нас создается впечатление, что круговорот веществ между смежными территориями происходит только лишь через атмосферу или гидросферу, и что животные играют лишь пассивную роль потребителей питательных веществ», – пишет Крис Доути, эколог из Университета Северной Аризоны, и его коллеги в одном из исследований. Он и другие ученые выяснили, что это сильное упрощение. Животные играют необыкновенно важную, даже уникальную роль в круговороте питательных веществ на планете. Хотя с точки зрения биомассы животные не столь многочисленны, как растения, но они гораздо более подвижны и динамичны[28].

Доути и другие экологи создают новое представление о жизни планеты, в рамках которого животные помогают питательным веществам поступать из океанских глубин на сушу. Киты, медузы и другие морские обитатели переносят питательные вещества к поверхности моря, питая планктон, который, в свою очередь, служит пищей для рыб и морских птиц. Передвижения морских птиц и рыбы, поднимающейся в реки для нереста, возвращают питательные вещества на континенты. Медведи, выдры и орлы поедают нерестящуюся рыбу и уносят ее останки вглубь материка – там они разлагаются и питают леса. Роющие животные в лесах и других наземных экосистемах улучшают состояние почвы, принося пользу растениям. Растения разрушают земную кору на минеральные компоненты, ускоряя возвращение питательных веществ в море. Без подобных экологических круговоротов питательные вещества с гораздо большей вероятностью оседали бы на одном месте, ограничивая жизнь небольшими и изолированными друг от друга участками планеты.

Отчасти благодаря расширению и ускорению круговорота питательных веществ, развитие крупных высокомобильных животных сделало Землю более пригодной для жизни. «Теперь ясно, что увеличение способности Земли поддерживать жизнь и особенно ее растущая способность поддерживать сложную, многоклеточную жизнь в значительной степени являются следствием биологических процессов, – пишут ученый-почвовед из Стэнфордского университета Джонатан Пейн и его коллеги. – Эти процессы включают в себя естественный отбор организмов с большей способностью выживать в условиях изменений окружающей среды, но, что более важно, отбор сложных и стабильных экосистем, а также организмов, которые сохраняют баланс всевозможных связей на Земле».

Животные меняют структуру и химический состав земной коры с момента своего появления. 600 миллионов лет назад большая часть океанического дна, вероятно, была покрыта цианобактериальными матами[29], пронизанными сидячими, похожими на листья папоротников организмами, которые мирно покачивались в воде. На этих первобытных лугах скользили и паслись и другие существа, напоминающие бронированных слизней или рифленые блины – настолько причудливые, что никто не знает, относить ли их к животным или к чему-то другому. Под матами находился твердый, лишенный кислорода субстрат, в котором не было никакой жизни, кроме бактерий. Около 540 миллионов лет назад, во время бурных эволюционных процессов, известных как кембрийский взрыв, появились другие существа: роющие норки черви, жукоподобные трилобиты, гигантские креветки-динокариды с зазубренными ротовыми придатками и умопомрачительное создание, метко названное галлюцигенией (Hallucigenia), которое современный наблюдатель мог бы описать как результат неудачной встречи хот-дога с дикобразом.

В один геологический миг большинство странных организмов, эволюционировавших до кембрийского взрыва, вымерли. Некоторые палеонтологи утверждают, что новые, более ловкие кембрийские животные превзошли своих эдиакарских предшественников[30], которые рассматривались как «неудачные эволюционные эксперименты». Последние данные, однако, свидетельствуют о другом. Это кембрийские существа вызвали массовое вымирание эдиакарской фауны, поскольку кардинально изменили параметры среды обитания. Увеличение количества хищников в кембрийский период подстегнуло эволюцию защитных приспособлений – у животных появились щетинки, шипы и раковины. Эта новая минерализованная защита позволила животным гораздо эффективнее, чем когда-либо прежде, нарушать спокойствие дна океана, закапываясь в него, чтобы спрятаться, или копаясь в нем в поисках пищи. Все эти древние черви и членистоногие разрывали бактериальные маты, вздымали огромное количество осадка, который забивал фильтрационные системы прикрепленных существ, и пронизывали морское дно вертикальными и горизонтальными ходами, которые ученые сравнили с «системой вен и артерий».