Общепринятая история происхождения жизни на Земле устарела. Двое ученых, Питер Уорд и Джозеф Киршвинк, предлагают книгу, в которой собраны все выводы последних исследований. Авторы показывают, что многие наши прежние представления об истории происхождения жизни неверны. Во-первых, развитие жизни не было неторопливым, постепенным процессом: катаклизмы способствовали формированию жизни больше, чем все остальные силы вместе взятые. Во-вторых, основа жизни - углерод, но какие еще элементы определили ее эволюцию? В-третьих, со времен Дарвина мы мыслили в категориях эволюции видов. На самом деле имела место эволюция экосистем - от подводных вулканов до тропических лесов, - которые сформировали мир, каким мы его знаем. Опираясь на свой многолетний опыт в палеонтологии, биологии, химии, астробиологии, Уорд и Киршвинк рассказывают историю жизни на Земле, такую фантастическую, что ее трудно представить, и в то же время такую знакомую, что нельзя пройти мимо.
Содержание:
Предисловие 1
Глава 1 - О времени 3
Глава 2 - Как Земля стала Землей: - 4,6–4,5 миллиарда лет назад 5
Глава 3 - Жизнь, смерть и состояние, недавно между ними обнаруженное 9
Глава 4 - Появление первой жизни на Земле: - 4,2(?)-3,5 миллиарда лет назад 12
Глава 5 - От происхождения до кислородного насыщения: - 3,5–2 миллиарда лет назад 18
Глава 6 - Долгий путь к появлению животных: - 2–1 миллиард лет назад 21
Глава 7 - Криогений и эволюция животных: - 850–635 миллионов лет назад 23
Глава 8 - Кембрийский взрыв: - 600–500 миллионов лет назад 28
Глава 9 - Ордовикский и девонский периоды: - 500–360 миллионов лет назад 35
Глава 10 - Род ископаемых рыб тиктаалик и покорение суши: - 475–300 миллионов лет назад 40
Глава 11 - Эпоха членистоногих: - 350–300 миллионов лет назад 46
Глава 12 - Массовое вымирание - дефицит кислорода и стагнация: - 252–250 миллионов лет назад 51
Глава 13 - Триасовый взрыв: - 252–200 миллионов лет назад 54
Глава 14 - Эра динозавров: - 230–180 миллионов лет назад 60
Глава 15 - Жизнь в океане: - 200–65 миллионов лет назад 68
Глава 16 - Гибель динозавров: - 65 миллионов лет назад 72
Глава 17 - Третья эра млекопитающих: - 65–50 миллионов лет назад 75
Глава 18 - Эра птиц: 50–2,5 миллиона лет назад 79
Глава 19 - Появление человека и десятое массовое вымирание: - 2,5 миллиона лет назад - современность 82
Глава 20 85
Примечания 88
Питер Уорд
Джозеф Киршвинк
Новая история жизни на Земле
Предисловие
История почти в любом виде - возможно, самый нелюбимый школьный предмет. Одно из наиболее глубоких исследований на эту тему - в книге Джеймса Лёвена Lies My Teacher Told Me: Everything Your American History Textbook Got Wrong ("Мой учитель мне соврал: все неправильности учебника по американской истории" ), и ее основной вывод можно сформулировать всего в двух словах: бесполезная вещь! Лёвен пишет: "История, рассказанная в учебниках, предсказуема, любая проблема в них либо уже решена, либо вот-вот будет решена… Авторы не используют примеры настоящего, чтобы объяснить прошлое, ибо настоящее не является источником информации для авторов учебников по истории".
Мысль Лёвена вполне ясна. В той форме, в какой американскую историю преподают в старшей школе, прошлое и настоящее не связаны друг с другом, и получается, что история не имеет никакого отношения к современности, никоим образом не влияет на нее. И все же вывод Лёвена не совсем верен, особенно если говорить об истории развития жизни на Земле, древность которой записана на камнях, в молекулах и цепочках ДНК, присутствующих в любой нашей клетке. Польза изучения этой истории бесспорна, как и то, что знание истории Жизни может уберечь нас от почти полного вымирания.
В начале 1960-х годов великий американский писатель Джеймс Болдуин заметил: "Людям никуда не деться от истории, как и истории никуда не деться от людей" . Он имел в виду человечество, однако эти слова будут столь же верны, если заменить слово "люди" на "вся жизнь на Земле, в прошлом и настоящем", поскольку каждая цепочка ДНК в каждой клетке человеческого организма есть древняя запись биологической истории, сделанная простым кодом и передаваемая из поколения в поколение. Можно сказать, что ДНК и есть не что иное, как история, воплощенная в физической форме. Форма эта медленно создается и развивается в течение многих эпох с помощью самого беспощадного из всех создателей - естественного отбора. ДНК - история, живущая в нас, при этом она диктует нам свои условия. Это модель нашего тела, которая решает, что мы передадим нашим детям - дары во благо или мину замедленного действия. Нам и в самом деле никуда не деться от этого своеобразного носителя истории, которому никуда не деться от нас.
История развития жизни дает ответы на многие непростые, но такие актуальные вопросы, которыми задается каждый из нас: как нам, людям, удалось стать маленькой, только-только распустившейся веточкой на огромном дереве жизни? Какая борьба ожидает наш вид в будущем, какие невзгоды оставляют свои следы на нашей, человеческой, ветви этого старого дерева, которому четыре миллиарда лет? Прошлое помогает понять, какое место мы занимаем среди более двадцати миллионов ныне живущих видов, а также несметного числа других, которые уже исчезли. Исчезновение любого вида означает исчезновение и будущей вероятной эволюционной истории еще неназванных видов.
На страницах этой книги мы пройдем долгий путь к нашему будущему, переживем давние испытания, с которыми пришлось столкнуться нашим предкам: огонь, лед, удары молнии, ядовитый газ, клыки хищников, беспощадную конкуренцию, смертельные дозы радиации, голод, многочисленные изменения условий среды обитания, а также войны и завоевания в борьбе за освоение каждого пригодного к жизни уголка этой планеты. И каждый эпизод стал слагаемым всей суммы информации в существующей сегодня ДНК. Каждый кризис или война изменяли геномы, добавляя или расщепляя различные гены. Каждый из нас - потомок выживших в катастрофах и закаленных временем людей.
Есть еще одна, и даже более весомая, причина заниматься изучением истории возникновения жизни, ее назвал Норман Казинс: "История - это огромная система раннего оповещения" . Эта мудрая мысль была высказана в разгар холодной войны. Более поздние поколения слабо представляют себе, что значило расти в 1950–1960-е годы, когда еженедельно сирена оповещения гражданского населения напоминала нам, детям, что любой слабый звук реактивного самолета может быть началом конца.
Войны без конца взимают зловещую дань с человечества - физическую, экономическую, эмоциональную. История развития жизни имеет много общих черт с историей человеческих конфликтов. Эволюция средств нападения у хищников (более сильные когти и клыки, резкие запахи, даже ядовитые шипы и жала, чтобы ловить и убивать другие виды) инициирует развитие элементов противоборства у потенциальных жертв (более надежная защита тела - панцирь, более высокая скорость передвижения, развитие способности прятаться), а иногда - и возникновение защитного оружия. Все это можно назвать "биологической гонкой вооружений". Многие знаменательные события эволюции не могут повторяться, поскольку у эволюции слишком большие сроки периодов развития, рассчитанные на то, чтобы наполнить биосферу конкурентоспособными и хорошо приспособленными организмами. Например, вряд ли возможно повторение Кембрийского взрыва, в результате которого возникло множество основных форм животного мира. Но что действительно может повторяться, так это явления, противопоставленные жизни и разнообразию, например, вымирание, или даже массовое вымирание, как это происходило в прошлом из-за катастрофических событий.
Каждой молекулой углекислого газа, попадающей в атмосферу, мы игнорируем сигналы системы раннего оповещения, которые напоминают нам, что в прошлом увеличение углекислоты в воздухе уже привело к десяти случаям массового вымирания видов и что сейчас ситуация похожая. Причинами тех случаев вымирания стали не астероиды, а быстрое насыщение атмосферы углекислым газом в результате вулканической активности и парниковый эффект, который сопутствовал ей.