Космос и палеонтология - Ефремов Иван Антонович - Страница 3

Общеизвестны ихтиозавры - морские пресмыкающиеся, чрезвычайно похожие на дельфинов, появившихся на полтораста миллионов лет позже. Но мало кто знает, что аналогичные змеям формы земноводных существовали уже в каменноугольных лесах около 300 миллионов лет назад, а крокодилообразные земноводные имеют еще более почтенный возраст. С тех пор внешний облик крокодилов принимали неоднократно в разные геологические эпохи различные группы пресмыкающихся. Современные крокодилы - это довольно высокоорганизованные животные с почти четырехкамерным сердцем, сложной системой терморегуляции и глазами, которые адаптируются как к дневному, так и к ночному освещению.

Чем выше по лестнице исторического развития жизни поднимаемся мы, приближаясь к нашему времени, тем чаще и глубже конвергенция. Можно упомянуть об ископаемых млекопитающих Южной Америки, разобщенной со странами Евразии и Африки, и тем не менее похожих на главные формы млекопитающих стран так называемого Старого Света. Южноамериканские копытные, принадлежащие к совершенно особенным древним группам, дали похожие на животных Старого Света верблюдообразные, кабанообразные, лошадеобразные, даже хоботные формы. Лошадеподобные литоптерны по строению ног ("однопалости") ушли дальше лошадей, но отстали в отношении совершенства зубной системы.

Самым поразительным животным Южной Америки, жившим в очень позднее геологическое время, является тилакосмилус, повторивший во всех чертах строения саблезуба смилодона, но принадлежащий к совершенно иному, низшему подклассу млекопитающих - сумчатым. Сумчатые Австралии тоже повторяют главные группы высших млекопитающих - плацентарных Старого Света - грызунов, волков, тигров, медведей.

Приспособления, отличающие целые классы и подклассы у более поздних животных, возникали как отдельные признаки очень давно и у самых отдаленных и несходных групп. Так, например, скорпионы имеют в основании своих конечностей особые камеры, где зародыши прикреплены к плацентоподобному образованию, отличающему самых высших млекопитающих - плацентарных. Это высокая степень охраны эмбрионов.

Я упомянул уже, что двуглазое (бинокулярное) зрение, отличающее человека, появляется даже у моллюсков (осьминогов), а затем и у целого ряда пресмыкающихся, птиц, не говоря уже о многих млекопитающих.

Постоянство температуры тела, по всем данным, появилось у пресмыкающихся около полутораста миллионов лет назад. Но в том или ином виде высокая энергетика теплокровного организма есть у некоторых рыб, типа меч-рыбы или парусника, то есть возникает как частный случай у еще очень примитивных животных. Молоко как средство выкармливания детенышей известно у некоторых птиц и даже рыб, не говоря уже о самых древних яйцекладущих млекопитающих типа утконоса.

Наконец, недавние исследования показали, что объем и сложные извилины мозга, превосходящие таковые у человека, есть у китообразных и появились примерно на 15 миллионов лет раньше.

Я привожу лишь несколько наглядных примеров, общее число которых громадно. Остается сказать хотя бы об одной наиболее типичной конвергенции наземных растений: облик дерева с ветвями и органами фотосинтеза появляется уже с первых этапов развития крупных наземных форм. Каменноугольные сигиллярии внешне уже очень похожи на современные деревья, хотя, по существу, они гораздо ближе к плауновым, например современному мохообразному ликоподию. Даже пневматофоры или дыхательные выросты корней сигиллярий, по существу, ничем не отличаются от современных болотных кипарисов или других деревьев, растущих в заливаемых морем прибрежных мангровых лесах, то есть в такой же обстановке, в какой обитали 300 и более миллионов лет назад сигиллярии.

На протяжении сотен миллионов лет истории жизни и растения и животные становятся наделенными не только похожими чертами внешнего облика, механики скелета, или мышечнодвигательной системы. Еще ближе сходство органов чувств, нервной и гормональной регулировки. В похожих условиях обитания вырабатываются и одинаковые черты поведения. Эти аналогичные конструктивные решения показывают, что эволюция, так сказать, ставит перед организмами одни и те же задачи, а следовательно, имеет направленность. По существу, в этом нет ничего удивительного, ибо главные условия внешней среды, к которым приспособляются организмы, условия поверхности нашей планеты и общие закономерности жизни просуществовали, как мы говорили, более миллиарда лет.

Энергетические уровни биологических машин-организмов жестко лимитированы. Для каждой ступени повышения энергетики живых существ требуется немало миллионов лет. Энергозапасы, скажем, в печени пресмыкающегося примерно в 50 раз меньше, чем у высшего млекопитающего. Поэтому длительность бега по суше у крокодила просто несоизмерима с многочасовым бегом волка, льва, копытного. Высокая энергетика, естественно, имеет оборотную сторону - резко повышается потребность в пище, укорачивается продолжительность жизни, обостряется напряжение пищевых цепей (баланс пары: хищник - жертва), требуются расширение и интенсификация кормовой базы. Все это как бы огораживает жизнь неодолимыми стенами необходимости, направляющим коридором естественного отбора. Из него только один выход - дальнейшее усовершенствование организма, в одну только сторону - большей независимости от внешней среды. Частная адаптация в истории жизни на Земле - это лишь только временный успех, за которым идет расплата массовая гибель, позднее - вымирание, при перенаселении экологической ниши, исчерпании узкой кормовой базы или изменении условий обитания. В полном соответствии с описанным ходом исторического развития мы наблюдаем в палеонтологических захоронениях двоякого рода группы животных. Одни, составляющие главную массу остатков в том или другом слое, принадлежат к подчас причудливо приспособленным, но немногим видам, однозначным по уровню эволюционного развития. Другие, гораздо более редкие, отличаются внешне весьма мало, с как бы стандартным обликом, скрывающим высоту организации, большую, чем у одновременных с ними видов, богатых численностью особей.

Этот давно известный характер палеонтологической документации заставил исследователей предположить, что существуют два пути исторического развития жизни (эволюционного прогресса): адаптация, приспособление к местным и временным, частным условиям жизни и общее усовершенствование организма - его усложнение, универсализация действия, повышение энергетики и защищенности от влияния внешней среды. Из этих двух дорог эволюции одна - адаптивная радиация - постоянно заводит группы животных в тупики, а другая, названная путем ароморфоза, или ортогенеза, есть непрерывное восхождение к совершенству организма.

Нетрудно видеть, что на самом деле оба "пути" - лишь две стороны одного и того же диалектического процесса, в котором великая необходимость совершенствования организма проявляется через сумму случайных адаптации. Слепая сила естественного отбора становится "зрячей" в том смысле, что получает направленность, непрерывно действующую в течение всей огромной длительности органической эволюции на Земле.

Необходимость исторического развития заключается в приобретении наибольшей независимости от внешней среды - того самого гомеостазиса, без которого не может быть накопления и хранения информации, абсолютно необходимой для выживания. Чем "прочнее" и длительнее гомеостазис в индивидуальном существовании, тем больше информации накапливается в индивиде, тем более он универсален, пригоден для жизни в разных условиях, тем менее он зависит от узких экологических ниш. Совершенно очевидно, что, кроме общей защищенности организма от потери влаги, изменений температуры и давления, солнечной радиации и т. п., помимо способности преодолевать чисто механические препятствия, универсальная форма животного должна еще обладать умением разыскивать и распознавать пищу в ее разных видах и условиях среды, а для этого - запоминать множество данных. Универсальность (эврибионтность) неминуемо требует развития куда более многосторонних качеств, чем для частного приспособления к узкой нише и прежде всего - достаточной мускульной силы, запасов энергии внутри организма, мощных органов чувств и механизмов управления, то есть нервно-гормональной системы. Следовательно, требуется возникновение большого мозга, который в неизбежном противоречии требует повышенной энергетики, поскольку его деятельность немыслима без усиленного питания. С этим его свойством знакомы теперь не только специалисты, но и широкие круги населения - речь идет о тех четырех минутах, которые составляют интервал от клинической до необратимой смерти человека.