ТЕОРИИ «МОНОДИНАМИЧЕСКИХ», ИЛИ «УДАРНЫХ», ФАКТОРОВ ВЫМИРАНИЯ

Лео Давиташвили

Смотрите также:

Вымирания в фанерозое

Вымирание рептилий

Палеонтология  

Великое вымирание

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ

Эволюция биосферы

Учебник по теории эволюции

Дрейф материков и климаты Земли 

Палео-климатология 

Гео-хронологическая таблица

Геологическая шкала

Происхождение и эволюция растений

Мейнен: ИЗ ИСТОРИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ДИНАСТИЙ

Палеоботаника

Палеофлористика

Палеогеография

Что произошло 600 миллионов лет назад. Кембрийский взрыв

ордовик и силур

ВЕНД - ЭДИАКАРИЙ

Девонский период

Девон, карбон, пермь 

Причины вымирания динозавров 

вымирания динозавровой фауны

 вымирания древних фаун 

Почему вымерли динозавры 

Водные динозавры

КОГДА ВОЛГА БЫЛА МОРЕМ

На поиски динозавров в Гоби

ПРИЧИНЫ ВЫМИРАНИЯ МАМОНТОВ

ВЫМИРАНИЕ МАМОНТОВОЙ ФАУНЫ. Голоцен

РАЗЛИЧНЫЕ СВЕТОВЫЕ ГИПОТЕЗЫ ВЫМИРАНИЯ

Своеобразную универсальную гипотезу вымирания предложил М. И. Голенкин (1927) в своей интересной книге «Победители в борьбе за существование». Книга эта посвящена анализу причин и условий завоевания Земли покрытосеменными растениями в середине мелового периода.

Подобно многим другим ученым, Голенкин не придает большого значения биоценотическим факторам вымирания и, в частности, идее вытеснения одних форм другими, более приспособленными и более совершенными. Г1о его словам (там же, стр. 60), «покрытосеменные появляются неожиданно, вдруг». «Приходится поэтому признать,— говорит он далее,— что вытеснения не было, что покрытосеменные заняли (в середине мелового периода) как бы пустое место, которое мезофитическая растительность принуждена была уступить не под натиском покрытосеменных, а по ка- ким-то другим причинам». Эту смену в растительном мире Голенкин объясняет тем, что мезофитическая наземная растительность была тенелюбивой и благоденствовала до тех пор, пока «климат был на всей Земле более влажный и, самое главное, не было на Земле яркого солнечного света» (там же, стр. 61), т. е. до середины мела, когда яркость света резко увеличилась, до поверхности Земли стали достигать неослабленные солнечные лучи, и создались условия, благоприятные для светолюбивых покрытосеменных растений.

Вот что пишет по этому поводу Голенкин (там же, стр. 62): «Ясно, что для такого всеобщего изменения растительности, а следовательно, и количества солнечного света на поверхности Земли должна была иметь место какая-то общая причина... ботанические факторы о сколько-нибудь значительном изменении, во всяком случае о понижении температуры ничего не говорят. Они говорят об увеличении яркости света, о возможности солнечным лучам беспрепятственно доходить до поверхности Земли и об увеличении вследствие этого контрастов в сухости воздуха... Не надо забывать, что изменения охватили всю Землю ив одинаковом направлении.

Поэтому скорее всего они лежали вне Земли, которая, так сказать, претерпела эту катастрофу. Эти изменения наступили при этом необычайно быстро (в геологическом смысле), что не дало возможности типам, наилучше приспособленным к бывшим условиям, пройти через известный путь эволюции, измениться, но заставило их просто уступить свое место менее приспособленным к бывшим условиям и, вероятно, уже потому более гибким формам», т. е. покрытосеменным. По мнению этого автора, в истории Земли была только одна действительно глубокая революция на границе между ранним и средним мелом, и эта революция, приведшая к вымиранию мезофитической флоры, главным образом саговниковых, и расцвету покрытосеменных, имела «всеземное значение». На этом основании Голенкин склонен думать, что причина, вызвавшая эту революцию, была «внеземной».

«Революционным» изменением флоры в середине мела Голенкин объясняет и «великое вымирание» мезозойской фауны в конце мела. «Для меня нет никакого сомнения,— говорит этот ученый (там же, стр. 72, 73),— что колоссальное изменение животного мира к концу мелового периода, возникновение новых типов и исчезновение старых являются отражением не ларамийской революции, имевшей следствием образование знаменитого кладбища мезозойских ящеров, но революции на границе нижнего и среднего мела, к удивлению, с геологической точки зрения, протекшей как бы в период покоя Земли». Здесь речь идет об одной из так называемых тектонических революций, о которых говорят многие геологи, причем тектоническая революция понимается, видимо, как катаклизм, внезапно уничтожающий множество животных. Эта неимоверно упрощенная концепция едва ли может иметь успех даже у тех геологов, которые тяготеют к неокатастрофизму.

Голенкин думает, что всю доступную нам историю Земли можно разделить на два периода; до появления покрытосеменных и после их появления. На границе этих периодов произошла, по его мнению, своеобразная катастрофа, не связанная ни с извержениями вулканов, ни с землетрясениями, но отразившаяся глубочайшим образом на дальнейшем существовании всех живых существ.

Выдвигались и другие «световые» гипотезы, пытающиеся объяснить вымирание «всеземными», универсальными причинами, действие которых охватывает якобы весь земной шар и все, или почти все, типы местообитаний.

Американский ученый Г. Маршалл (1928) выдвинул гипотезу, согласно которой вымирание животных в значительной мере зависит от недостатка ультрафиолетовой радиации. Автор думает, что великое мезозойское вымирание зависело от резкого усиления вулканической деятельности: вулканическая пыль задерживала ультрафиолетовые лучи, от чего страдали животные, среди которых должны были распространяться некоторые заболевания, прежде всего рахит. Растения же от недостатка коротковолновых лучей страдают сравнительно мало, и потому в конце мезозоя растения не гибли по той причине, которая вызывала всемирное истребление животных. Колебания в ультрафиолетовой радиации могут зависеть также от солнечных пятен.

Одну из таких «световых» теорий предложил Ю. Вильзер (1931) в своей палеофизиологической монографии «Световые реакции в мире ископаемых животных». «В геологической истории,— говорит Вильзер (там же, стр. 1),— приходится устанавливать многократные изменения климата и связь могочисленных биологических явлений со сменой температур». Биологические результаты колебаний температуры (а следовательно, и длинноволновой солнечной энергии) рассматривались многими авторами. Но до сих пор, по мнению Вильзера, оставалось без внимания влияние одновременно происходивших изменений остальных частей спектра, особенно же — невидимого коротковолнового отрезка этого последнего; а изменения этих частей могут вызывать глубокие физиологические изменения в организмах. С фотобиологической точки зрения, всех животных, по Вильзеру, можно разделить на фотофильных, т. е. светолюбивых, «не боящихся света», и фотофобных, т. е. «боящихся света». К фотофильным относятся губки, кораллы, гидрозои, а также многие из плеченогих, пластинчатожаберных, брюхоногих, из позвоночных же — хрящевые рыбы, птицы и млекопитающие. К фотофобным принадлежат иглокожие, головоногие, а из позвоночных — костистые рыбы, амфибии и пресмыкающиеся. Вильзер думает, что в эволюционной истории фотофобов бывают особые критические моменты, когда во всех экологических областях происходят значительные физиологические, экологические и филетические изменения. Фотофилы же развиваются и распространяются без кризисов. Во времена «световых кризисов» могут исчезать целые группы.

По мнению Вильзера, изменения в коротковолновой солнечной радиации представляют собой, правда, не единственный, но исключительно важный, первенствующий фактор эволюции и вымирания, фактор универсальный, действующий и на водных, и на наземных животных.

Тезис о внезапном исчезновении обширных групп животных на всей поверхности Земли — одно из замечательных заблуждений, которые удерживаются в науке и тормозят ее развитие. Косность — великая сила в научном мышлении, с которой необходимо считаться. Если ложное положение повторяется в сотнях и тысячах разнобразных источников, оно нередко воспринимается нами как непререкаемая истина. Сколько раз повторялось, например, что «всесветное и практически одновременное исчезновение большинства рептилий, включая гигантских наземных травоядных и плотоядных динозавров, летающих птеродактилей и крупных ихтиозавров, плезиозавров и мозазавров, предшествовало эволюции и развитию из ствола млекопитающих великого разнообразия типов, занявших прежние ниши всех наземных рептилий, как китообразные заняли место морских типов пресмыкающихся, а место летающих рептилий заняли некоторые птицы». Эту цитату мы приводим из работы А. Г. Кларка (1953, стр. 300), который пускается в рассуждения о причинах этого воображаемого события.

Так как, во-первых, объяснение исчезновения доминантных рептилий и их быстрого замещения млекопитающими должно быть применимо одинаково ко всем материкам и ко всем океанам и, во-вторых, практически все современные рептилии (особенно же те, которые обладают тяжелыми известковыми скелетами или кожными пластинами, как черепахи и крокодилы) зависят от обильного солнечного света, тогда как для крупных ночных млекопитающих характерна независимость от солнечного света, представляется вероятным, что изменение в количестве или характере солнечной радиации, достигающей земной поверхности, вполне могло бы быть главным фактором исчезновения рептилий, ведущего к господству млекопитающих.

Далее автор ссылается на великую трансгрессию в течение мела, приведшую якобы к значительной изоляции материков, и отмечает, что климат тогда был, вероятно, теплым и однообразным. В конце же мелового периода, по-видимому, произошли великие поднятия земной коры и в северном, и южном полушариях. С этим процессом связана вулканическая деятельность на протяжении эоцена в области Скалистых гор, в Индостане, Вест-Индии и Южной Европе. Расширение площади суши означало увеличение атмосферной неорганической пыли, а также пыльцы и органической пыли с областей, обильно покрытых растительностью. Вулканическая деятельность тоже давала много атмосферной пыли, на что указывает знаменитое извержение Кракатаа 26—28 мая 1883 г. Тогда выброшенные вулканом тонкие частицы рассеялись по большей части земного шара и были замечены в Северной и Южной Америке, Европе, Азии, Южной Африке и Австралии. С увеличением поверхности суши и усилением перемежающейся вулканической деятельности освещенность поверхности Земли существенно изменялась. Широкое наступление моря на материковые пространства в течение мела, по-видимому, вызывало очищение атмосферы, создавая условия, особенно благоприятные для пресмыкающихся; увеличение же участков суши, в связи с вулканизмом, должно было делать условия не благоприятными для рептилий, в то же время способствуя быстрому увеличению численности и диверсификации млекопитающих.

Таким образом, Кларк сделал набросок еще одного варианта объяснения вымирания рептилий на границе мела и третичного периода, объяснения, которое можно было бы назвать «световой» гипотезой вымирания. Нечего и говорить о том, что вся картина развития жизни тут чрезвычайно упрощена и схематизирована до крайности: рептилии, по Кларку, вымирают, «практически одновременно», все рептилии нуждаются в интенсивном солнечном свете и т. д. Взаимоотношения внутри биоса фактически полностью игнорируются.

В небольшой интересной статье В. И. Красовский и И. С. Шкловский (1957, стр. 197) ставят вопрос: «Могло ли Солнце, вместе с окружающими его планетами, двигаясь в Галактике, попадать в такие области межзвездного пространства, где плотность первичных космических лучей в десятки или даже в сотни раз больше, чем в настоящее время?» На этот вопрос они отвечают утвердительно. Не исключено, по словам авторов, что поток жесткого (например, рентгеновского) излучения от звезды и туманности на самых ранних фазах ее развития мог существенно превосходить поток жесткого излучения от Солнца. В такие эпохи на протяжении нескольких тысяч лет поток космического излучения на Земле будет превышать средний уровень в несколько десятков раз. Учитывая еще, что релятивистские частицы в расширяющейся туманности, остатки вспышки Сверхновой, при этом будут распределены весьма неравномерно, авторы заключают, что могут быть периоды, длящиеся сотни лет, когда поток первичных космических лучей на Земле будет в сотни раз больше современного.

Авторы думают, что это может повлечь за собой серьезные биологические и, прежде всего, генетические, последствия. «Известно,— говорят они (там же, стр. 198),— что эволюция живых существ на Земле определяется естественным отбором под влиянием разнообразных физических условий окружающей среды. Однако до настоящего времени никогда не учитывался такой важнейший фактор, как общий уровень жесткой радиации. Между тем в силу сказанного следует признать, что последний фактор на некоторых этапах эволюции мог иметь важное, если не решающее, значение». Дальнейшие рассуждения авторов касаются частоты мутирования: ее увеличение «против естественного уровня» даже в два раза может иметь серьезные генетические последствия. Чтобы у видов с коротким циклом размножения частота мутаций удвоилась, в ряде случаев, по словам авторов, «требуется увеличение интенсивности космической радиации в сотни и тысячи раз». Но «для долгоживущих форм удвоение частоты мутирования требует увеличение дозы облучения космической радиации всего лишь в 3—10 раз».

И непосредственно после этих слов следует заключение, которое, по мысли авторов (там же, стр. 198), должно иметь огромное значение для объяснения вымирания организмов: «Отсюда следует, что длительное, продолжающееся тысячи лет, воздействие в десятки раз увеличенного уровня интенсивности космических лучей может повлечь за собой катастрофические последствия для всех сравнительно долгоживущих специализированных видов животных с ограниченной численностью популяции. Можно, например, высказать гипотезу, что так называемое «великое вымирание» рептилий в конце мелового периода было обусловлено этой причиной» (подчеркнуто нами.— JI. Д.).

Подход авторов к решению проблемы вымирания по существу не отличается от воззрений Шиндевольфа, разбор которых мы дадим в следующей главе. Здесь отметим лишь одно весьма любопытное явление: к решению головоломно трудной проблемы вымирания исследователи, далекие от изучения событий геологической истории и от тех отраслей биологии, которые больше всего соприкасаются с соответствующим фактическим материалом, подходят с гораздо большей смелостью, чем специалисты, которые изучают данные о вымирании органических форм в своей повседневной деятельности. Объясняется это, по нашему мнению, тем, что когда имеешь дело с весьма ограниченным кругом сведений, а события кажутся совершенно простыми, то и объяснение их представляется очень легким делом. Отсюда целый поток гипотез вымирания, создаваемых исследователями, не располагающими познаниями ни в области эволюционной биологии, ни в области истории органического мира. В самом деле же события были бесконечно сложными. Не может быть речи о периоде «великого мезозойского вымирания» продолжительностью в тысячи или хотя бы десятки и сотни тысяч лет: даже по представлениям катастрофи- стов, или «анастрофистов», из числа геологов и палеонтологов это событие тянулось миллионы лет. Беспристрастный анализ фактов, который мы дадим в последующих частях этой книги, показывает, что в действительности это «великое вымирание» распадается на целую серию событий, происходивших в течение, по меньшей мере, десятков миллионов лет. Естественный отбор, о котором люди, незнакомые с современным эволюционным учением, могут думать, что он происходит под влиянием только физических условий среды, определяется в еще большей степени взаимоотношениями между организмами. Таким образом, воздействие интенсивной жесткой радиации, если оно и влияло на органический мир, должно было быть бесконечно более опосредствованным и совсем не катастрофическим ни для мелких, ни для крупных животных.

Э. Штехов (1954) — один из ученых, искавших объяснения вымирания животных в конце мелового периода. Он справедливо отклоняет гипотезы, которые усматривают причину этого события в «ухудшении климата». Причина, по его мысли, должна была поразить сразу и наземную фауну, и морскую. Он принимает во внимание, что переход от мезозоя к кайнозою не был временем резкого перелома в развитии мира растений. Следовательно, предполагаемая общая причина предполагаемого массового вымирания должна была почему-то пощадить флоры тогдашней суши. В случае похолодания, рассуждает Штехов, аммониты могли переселиться в тропики, так же как и птерозавры.

Штехов сочувственно ссылается на Вильзера, который утверждал, что рептилии, головоногие и иглокожие весьма чувствительны к химически действующим ультрафиолетовым лучам, растения же почти не чувствительны к ним. В увеличении освещения Вильзер усматривал единственную причину «великого» вымирания в конце мела и менее интенсивных событий вымирания на грани триаса и юры, а также на рубеже юры и мела. Эта интенсификация радиации была, по Вильзеру, особенно роковой для аммонитов и большинства рептилий. Однако Вильзер не дал объяснения такого внезапного усиления света. Он, по словам Штехова, остановился на полдороге. В поисках ответа на этот вопрос Штехов обратил внимание на нынешнее состояние Венеры, Марса и Луны. Венера, говорит он, окружена густым облачным покровом, а потому поверхность планеты не видна. На ее поверхности царит, от полюса до полюса, однообразный жаркий влажный климат; это своего рода теплица. Марс почти лишен облаков, газовая оболочка его гораздо тоньше земной атмосферы, температура ниже, чем на Земле, и жизнь возможна разве лишь вдоль так называемых каналов. Луна представляет собой дальнейшую стадию развития планеты: нет ни атмосферы, ни облаков, а на неосвещенной стороне — холод мирового пространства.

В истории Земли должен был наступить момент, когда первоначально совершенно замкнутый облачный покров разорвался и до поверхности планеты впервые начали проникать солнечные лучи, особенно химически наиболее активные ультрафиолетовые лучи. Внезапно возникли резкие температурные различия между днем и ночью, летом и зимой. Это обусловило возникновение климатических зон, сильно между собой различающихся, колебаний в давлении воздуха и движении ветров. Этот момент истории Земли должен был быть, по Штехову, совершенно катастрофическим для животного мира, особенно же для групп с высокой восприимчивостью к световым раздражениям. Такими были, по Штехову, прежде всего пойкилотермные наземные позвоночные — рептилии, а из морских беспозвоночных фотофобные аммониты. Из рептилий уберечься от внезапных скачков температуры и чрезвычайно сильной солнечной радиации могли лишь мелкие формы, ящерицы и другие, уползшие в углубления в земле. Но динозаврам деваться было некуда, они гибли от сильной полуденной радиации и холода, ночного и сезонного. Разрыв облачного покрова вызвал громадные колебания температуры и сильную радиацию, чему эти крупные рептилии, при их несовершенном кровообращении, противостоять не могли. К таким условиям были в состоянии при-

способиться лишь высшие позвоночные с двойным кругом кровообращения и постоянной температурой — гомеотермные млекопитающие с шерстью и птицы с перьевым покровом. Разрыв сплошного облака в момент перехода от мела к кайнозою был главной причиной вымирания пойкилотермных рептилий и особенно светочувствительных головоногих — аммонитов: таким образом, в гипотезе ПТтехова выдвинутый Вильзером постулат светового раздражения сочетается с идеей первых внезапных скачков температуры. Аналогичные явления, в более слабой степени, имели место на грани триаса и юры, а также юры и мела.

Итак, гипотеза Штехова, близкая к гипотезе Вильзера, фактором вымирания считает, наряду с усилением радиации, также вызываемые разрывом облаков резкие скачки температуры. Ште- хов счел нужным, в отличие от Вильзера, коснуться вопроса об историческом развитии газовой оболочки, которая окутывает планету, затем разрывается и, наконец, может совершенно исчезнуть. Этот исторический подход Штехов, к сожалению, не применяете должной последовательностью к изучению проблемы вымирания организмов. Его рассуждения о том, что мелкие пой- килотермные животные могли уползти, когда радиация катастрофически усилилась, в углубления и норы в почве или скалах, конечно, наивны. В хронологии событий истории органического мира, а тем более истории космоса, нельзя, разумеется, руководствоваться масштабами времени, применимыми к жизни особи. Но безнадежно неудачной гипотезу Штехова делает полное игнорирование основных фактов истории животного мира.

Почему повышение радиации истребило аммонитов, но оставило в покое других головоногих, по-видимому, более высоко организованных? Почему почти исчезли белемниты, но продолжали жить и развиваться многие другие внутреннераковинные головоногие? Почему исчезли птерозавры, плезиозавры, мозазавры, но продолжали существовать такие группы рептилий, как крокодилы, змеи, ящерицы и черепахи? Почему, наконец, вымирание или истребление разных групп пойкилотермных позвоночных и многих беспозвоночных имело столь определенно выборочный характер: вымирали цельнокостные рыбы, но быстро эволюировали и распространялись костистые, вымирали одни группы двустворок, но выживали другие, вымирали одни группы насекомых, но выживали благополучно другие? И почему каждый раз выжившая крупная группа животных оказывалась более высоко организованной, чем вымершая?

В дальнейшем, мы, однако, надеемся показать, что общего одновременного процесса вымирания всех «типично мезозойских» животных на границе мела и кайнозоя не было,— эта идея опровергается фактами геологической истории и истории органического мира. И уже поэтому гипотеза Штехова оказывается построенной на весьма зыбком фундаменте.

К содержанию книги: Л. Ш. Давиташвили. Причины вымирания организмов