Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Ход ледникового периода можно также проследить по окаменевшим останкам других групп плеченогих. Геологические данные показывают, что даже те из них, что жили в высоких широтах и поэтому уже были приспособлены к пониженным температурам, все равно не смогли справиться со скоростью и серьезностью похолодания ледникового периода и исчезли. Некоторым группам удалось выжить, мигрировав в более низкие теплые широты, однако после окончания ледникового периода они все равно вымерли при повышении температуры. Детальный послойный анализ осадочных пород показывает, что такое сдвоенное вымирание (с пиком исчезновения в начале и конце ледникового периода) характерно и для других групп животных. Однако, как и в случае всех крупных вымираний, те группы, что сумели пережить периоды быстрых изменений в окружающей среде, после кризиса демонстрировали всплеск эволюции. В течение ста миллионов лет брахиоподы стали еще более разнообразными, чем были до массового вымирания.

У каждого из массовых вымираний фанерозоя своя история, но в любом случае палеонтологическая летопись показывает, что вымирали даже географически широко расселившиеся и успешно приспособленные к среде виды. По определению успешно адаптированные виды способны противостоять обычным биологическим и физическим проблемам — хищникам, болезням и — в какой-то степени — изменениям климата; отсюда следует, что перемены в окружающей среде во время массовых вымираний оказались крайне необычными и, возможно, резкими, оставив организмам слишком мало времени на приспособление. Многие виды, пережившие такие кризисы, сумели это сделать, поскольку обладали характеристиками, позволявшими им противостоять быстрым переменам. Выживали действительно самые приспособленные, однако необходимая «приспособленность» зависела от характера перемен. Такой по существу случайный процесс определил дальнейший ход эволюции: выжившие группы быстро эволюционировали и распространились, захватив те места обитания, что ранее были заняты другими организмами. Классический пример, который будет обсуждаться далее в этой главе — мел-палеогеновая граница, после которой млекопитающие быстро вытеснили динозавров.

Хотя пятерка самых крупных вымираний оказала непропорционально большое влияние на эволюцию, многие из судьбоносных перемен в жизни на Земле проходили медленно и не в столь суровых условиях. Одним из наиболее важных событий был выход из моря на сушу, и назвать его даже «судьбоносным» — значит недооценить. Просто подумайте о последствиях: когда растения и животные, привыкшие к жидкой морской среде, выбрались на сушу, должна была измениться сама структура их организмов — иначе их попросту раздавило бы собственным весом. Перед растениями стоял вопрос получения воды: если они неподвижны, как же им получать воду на суше, и как ее удерживать? Животным пришлось выработать способность получать кислород непосредственно из воздуха, а не из воды. И животные, и растения столкнулись с колебаниями температуры, которые превосходили привычные им — как в течение дня, так и в течение года. Яйца животных нужно было защищать от высыхания, а споры растений — рассылать не по течению, а во всех направлениях. Зато и приз был огромен: помимо океана появился целый новый мир, который можно было заселять.

За последние несколько десятилетий мы значительно продвинулись в понимании того, как происходил этот переход из океана на сушу. Отчасти это произошло благодаря поиску и обнаружению новых окаменелостей, которые в средствах массовой информации часто именуют «недостающими звеньями», поскольку они заполняют пробелы в существующей палеонтологической летописи. Некоторые новые окаменелости нашли в поле, но немало находок обнаружилось на пыльных полках музеев, где они много лет пролежали неопознанными и неустановленными. Успехам способствовали и новые средства изучения окаменелостей: рентгеновские лучи, электронные микроскопы, компьютерная томография и построение трехмерных компьютерных изображений, которые помогают понять, как функционировали ныне вымершие животные.

Частью этой недавно пересмотренной истории были животные с позвоночником — наши далекие позвоночные предки. Из-за небольшого количества подходящих окаменелостей и множества пробелов в летописи общепринятое представление о том, как позвоночные приспособились к жизни на суше, базировалось на теории знаменитого палеонтолога из Гарвардского университета Альфреда Ромера. Уже было хорошо известно, что первые наземные позвоночные произошли от рыб, а их конечности — от плавников. Ромер предполагал, что ноги развились у существ, похожих на современных двоякодышащих рыб — пресноводных рыб, которые могут дышать воздухом и способны переживать периоды засухи, зарываясь в ил. Они стали полностью наземными, когда перемещались из одного водоема в другой в засушливое время.