Тайны биологии - Наталия Леонидовна Лескова

«Кембрийским эволюционным взрывом», и здесь много всяких предположений. Прежде всего, это то, что их предки подошли к какому-то рубежу в своем морфологическом и генетическом развитии, который позволяет дать большой взрыв морфологического разнообразия.

Ведь еще Дарвин сказал: это большая загадка, что было в докембрии. Там ничего не было известно. Но во второй половине XX века в докембрийских отложениях нашли очень много различных существ и их остатков. Проблема в том, что они совершенно не похожи на остальные известные нам организмы. Как их связать с современными формами жизни – это тоже большая проблема. Тут есть разные предположения, но к единому мнению ученые так и не пришли.

Получается, это вообще другой мир и другие существа?

Да. Некоторые пытаются доказать, что, предположим, моллюск – один из них. Другой похож на кораллы. Третий – вообще непонятно что. А некоторые считают их даже иглокожими. В действительности же очень трудно связать этих живых существ с любыми известными группами.

В чем же коренное отличие, которое делает их другими?

Прежде всего, у большинства из них нет скелета, в то время как в кембрии появляется много скелетообразующих животных.

Но ведь и сейчас есть существа, у которых нет скелета. Они являются потомками тех, докембрийских животных?

Нет. В том-то все и дело, что современные существа без скелета совсем другие. Вот, например, чендзянская кембрийская фауна в Китае – там находят отпечатки бесскелетных организмов, их очень много и разнообразие тоже очень большое, но с докембрием они несравнимы, резко отличаются. И наоборот: те, которые встречаются в докембрии без скелета, уже не встречаются в кембрии. Правда, сейчас находят некоторое количество образцов, тоже имевших скелет, но не совсем понятно, что это, куда их отнести, потому что их скелеты резко отличаются от тех скелетов, которые появились в кембрии.

Почему современные животные не являются потомками древних? Во всем виноват Большой кембрийский взрыв?

Мы не знаем точно, являются они потомками или нет. Вероятно, являются, но мы пока не придумали, как их связать. Дело в том, что взрослые организмы появляются из очень маленьких личинок. А эти личинки не находятся в ископаемом состоянии, и из-за маленьких размеров их практически не обнаруживают. Поэтому нам трудно сравнивать стадии их развития, от которых могли произойти другие организмы.

Что же тогда является причиной таких больших отличий современной флоры и фауны от докембрийской?

Во-первых, появилось значительно больше кислорода. Во-вторых, изменилась химическая природа морей в заметной степени. Между количеством кислорода в атмосфере и в море установилось некоторое равновесие. Кислород попал в атмосферу из моря, ведь первые многоклеточные растения на суше появились в конце ордовика и в силуре, то есть значительно позже. Кислород вышел из воды благодаря водорослям и цианобактериям, которые в зависимости от условий могли жить как на дне, так и в толще воды. Они могли то плавать в воде, то опускаться на дно, покрывая дно биопленками и более толстыми биоматами. Эти цианобактериальные маты и цианобактериальные пленки выделяли много кислорода. Этот кислород насыщал воду и уходил в атмосферу. Поэтому в атмосфере могло быть мало кислорода, а в таких кислородных оазисах – достаточно для существования активных животных. И, видимо, сначала они появлялись в этих оазисах, а потом более широко расселялись, когда кислорода в атмосфере становилось больше. Именно в кембрии жизнь стала бурно развиваться благодаря появлению обратных положительных связей между животными, растениями и сообществами различных организмов. Что же случилось в кембрии, на мой взгляд, самое главное? Те бактерии и мелкие одноклеточные животные, которые жили в верхней толще воды, не могли опускаться на дно из-за своих маленьких размеров.

Были слишком легкими?

Да, это так. Но дело не только в этом. В морях существует термоклин – это состояние, при котором верхняя часть воды нагревается, а температура с увеличением глубины меняется довольно быстро. И вот эта органика, которая близ поверхности развивалась, в результате не могла глубоко опускаться вниз, не могла преодолеть этот термоклин. И вдруг в кембрии появились фильтраторы, более крупные животные – первые членистоногие. Они стали фильтровать эту мелочь. Продукты их жизнедеятельности опускались на дно океана. Дно обогатилось этой органикой, и на ней стали развиваться уже донные, бентосные организмы.

То есть в докембрии таких животных не было?

В докембрии мы находим бентосных животных, но они все были приурочены к цианобактериальным матам и к мелководью, на которых они и жили. Следующий после кембрия период, немножко моложе – ордовикский период. С ним связана великая, как ее называют, ордовикская эволюционная радиация.

А эти ордовикские существа являются потомками кембрийских?

Да, тут уже вопросов нет. Они тоже отличаются по своему плану строения, но встраиваются в более общую классификацию тех кембрийских типов, которые мы знаем.

На этом загадки заканчиваются?

Как раз наоборот, их становится только больше. Мы знаем, что ордовикские существа являются потомками кембрийских животных. Хотя если мы возьмем какой-нибудь род или вид животных, то и внутри них может быть очень много переходных форм. Иногда даже трудно отличить один вид от другого. Между высшими таксонами (семейством, отрядом, классом) очень трудно найти переходные формы. Практически мы их и не находим, только предполагаем. Если вы посмотрите на те филогенетические древа, которые строят палеонтологи, то увидите линии, которые соединяются пунктиром внизу. Мы предполагаем по каким-то признакам, что одни ближе к другим, другие – к третьим, но переходных форм между ними в реальности палеонтологи не обнаруживают. Так что загадок хватает.

А человек? Понятно, от кого он произошел, или там тоже сплошные пунктирные линии?

С человеком пунктирных линий много, но здесь уже и генетический анализ, и эволюционная биология развития. Должен сказать, что у нас в Палеонтологическом институте детально человеком не занимаются. Поэтому ничего нового я вам тут не скажу.

Он вам неинтересен как вид?

По большому счету – да, он нам неинтересен, этим занимаются другие люди и другие учреждения. Хотя и палеонтологи находят иногда отдельные фрагменты – зубы древнейших людей и что-то еще, их тоже иногда описывают, но, в общем, человек – это не совсем наша специализация.

А что такое ордовикская эволюционная радиация?