Синтезируя большое количество сведений из самых разных областей науки, автор книги, ученый-палеонтолог, создает целостную картину эволюции биосферы Земли.
Книга предназначается для всех, кому интересно побывать на "научной кухне", научиться понимать механизмы развития жизни и узнать, как менялась наша планета на протяжении миллиардов лет.
Содержание:
Авторское предуведомление 1
ГЛАВА 1 - Возраст Земли и Солнечной системы. Абсолютный и относительный возраст. Геохронологическая шкала 2
ДОПОЛНЕНИЕ К ГЛАВЕ 1 - Несколько слов о методологии науки. Принцип актуализма, "бритва Оккама" и презумпции. Проверка теории: верификации и фальсификации 4
ГЛАВА 2 - Образование нашей планеты: "холодная" и "горячая" гипотезы. Гравитационная дифференциация недр. Происхождение атмосферы и гидросферы 6
ГЛАВА 3 - Эволюция земной коры. Дрейф континентов и спрединг океанического дна. Мантийная конвекция 9
ГЛАВА 4 - Происхождение жизни: абиогенез и панспермия. Гиперцикл. Геохимический подход к проблеме 12
ДОПОЛНЕНИЕ К ГЛАВЕ 4 - Термодинамические подходы к сущности жизни. Второе начало термодинамики, энтропия и диссипативные структуры 16
ГЛАВА 5 - Ранний докембрий: древнейшие следы жизни на Земле. Маты и строматолиты. Прокариотный мир и возникновение эукариотности 19
ГЛАВА 6 - Поздний докембрий: возникновение многоклеточности. Гипотеза кислородного контроля. Эдиакарский эксперимент 23
ДОПОЛНЕНИЕ К ГЛАВЕ 6 - Взаимоотношения хищника и жертвы в экологическом и эволюционном масштабах времени 27
ГЛАВА 7 - Кембрий: "скелетная революция" и пеллетный транспорт. Эволюция морской экосистемы: кембрий, палеозой и современность 28
ГЛАВА 8 - Ранний палеозой: "выход жизни на сушу". Появление почв и почвообразователей. Высшие растения и их средообразующая роль. Тетраподизация кистеперых рыб 33
ГЛАВА 9 - Поздний палеозой - ранний мезозой: криоэры и термоэры. Палеозойские леса и континентальные водоемы: растения и насекомые 36
ГЛАВА 10 - Поздний палеозой - ранний мезозой: эволюция наземных позвоночных (1). Анамнии и амниоты. Две линии амниот - тероморфная и завроморфная 40
ГЛАВА 11 - Поздний мезозой: эволюция наземных позвоночных (2). Завроморфный мир. Маммализация териодонтов. Динозавры и их вымирание 44
ГЛАВА 12 - Мезозойские биоценотические кризисы. Ангиоспермизация мира (средний мел) и Великое вымирание (конец мела). Импактные и биотические гипотезы 48
ГЛАВА 13 - Кайнозой: наступление криоэры. Новые типы сообществ - тропические леса и травяные биомы. Эволюция млекопитающих и появление человека 51
ГЛАВА 14 - Четвертичный период (антропоген): Великое оледенение. Ледниковая теория. Перигляциальные сообщества и мамонтовая фауна 55
ДОПОЛНЕНИЕ К ГЛАВЕ 14 - Историческая биогеография. Викариантная модель и концепция "оттесненных реликтов". Фитоспрединг. 59
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 61
БИОГРАФИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ 61
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 64
СЛОВАРЬ НАЗВАНИЙ ЖИВЫХ И ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЗМОВ 68
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА 74
Примечания 74
К. Ю. Еськов
УДИВИТЕЛЬНАЯ ПАЛЕОНТОЛОГИЯ
История Земли и жизни на ней
Светлой памяти Сергея Викторовича Мейена - ученого и Учителя
Авторское предуведомление
Цель настоящего учебного курса мне видится в том, чтобы у ученика возникла максимально целостная картина функционирования биосферы Земли в процессе ее исторического развития. Между тем одно из положений теории систем гласит: систему невозможно оптимизировать по двум независимым параметрам одновременно; в частности, добиваясь целостности рисуемой картины, неизбежно приходится жертвовать ее детальностью, или наоборот. Попытка запихнуть в голову ученика побольше конкретных фактов в отсутствие некоей обобщающей концепции неизбежно приведет нас к созданию ухудшенной копии старого университетского курса палеонтологии - унылого мартиролога вымерших организмов, который по сдаче экзамена следует забыть, как страшный сон. Именно поэтому во многих случаях я вполне сознательно жертвовал палеонтологической и геологической конкретикой в пользу теоретических (иногда к тому же - в достаточной степени умозрительных) обобщений.
Поскольку этот учебный курс предназначен не для "среднестатистического школьника", а для людей, собирающихся связать свою судьбу с наукой, есть смысл по мере возможности демонстрировать здесь всю "научную кухню": ход рассуждений, приведших исследователя к обсуждаемым выводам, историю борьбы различных теорий и т.д. При этом я старался честно указывать на слабые стороны не только прошлых, но и ныне господствующих научных концепций; кое-кому это, возможно, покажется "подрывом авторитета науки в глазах школьника", но я думаю иначе. Выбирая форму изложения, я постарался приблизить ее (насколько это возможно) к реальному научному тексту - пусть приучаются. Кстати, выделение светлым курсивом терминов и названий организмов означает, что об этом есть статья в соответствующем словаре в конце книги. (Так же выделены латинские названия видов и родов.)
Эйнштейн как-то заметил (вполне справедливо), что если ученый не в состоянии объяснить ребенку суть своей работы на доступном для того уровне, это свидетельствует о его профессиональной непригодности. Все так, однако по ходу обсуждения у нас будет возникать необходимость обращаться к знаниям, накопленным в иных, чем палеонтология , областях (они излагаются в дополнительных, "вставных" главах, предназначенных лишь для желающих). Честно говоря, я никак не могу поручиться, что мое изложение, к примеру, принципов неравновесной термодинамики, которая, разумеется, не входит в сферу моих профессиональных занятий, будет достаточно квалифицированным и, тем более, - доходчивым.
Хочу также предупредить, что иногда я буду излагать факты и обобщения последних лет, которые в принципе могут быть названы "недостаточно проверенными" или, во всяком случае, "необщепринятыми". По этому поводу придется заметить, что в палеонтологии с "общепринятостью" концепций дела вообще обстоят неважно; вероятно, это общая черта всех наук, занимающихся событиями прошлого, - ведь в них прямо подтвердить или опровергнуть некую теорию можно, лишь имея в своем распоряжении пресловутую машину времени. В этой связи мне кажется уместным изложить одну назидательную историю, коей я сам был свидетелем.
Несколько лет назад в Палеонтологическом институте Академии наук, где я имею честь работать, проходила научная конференция, посвященная климатам прошлого. Присутствовал весь цвет отечественной палеонтологии (а поскольку в этой области Россия, как ни странно, продолжает оставаться одним из признанных лидеров, - то и мировой, соответственно, тоже). При разработке представленных на ней палеоклиматических реконструкций были мобилизованы все возможности современной науки - от тончайшего геохимического и радиоизотопного анализа до новейших методов компьютерного моделирования. Когда дело дошло до обсуждения докладов, на трибуну вышел профессор N, известный едкостью своих оценок, и начал так: "Глубокоуважаемые коллеги! Я категорически настаиваю на том, что Земля круглая. ( Легкий шум в зале . ) Я настаиваю также на том, что Земля вертится, а ось ее вращения наклонена относительно плоскости эклиптики . Из этих трех обстоятельств следует, как вам должно быть известно из курса географии для шестого класса средней школы, существование экваториально-полярного температурного градиента, западного переноса в атмосфере и смены времен года. ( Шум в зале сменяется полной тишиной. ) Так вот, обращаю ваше внимание на то, что в подавляющем большинстве представленных здесь палеоклиматических реконструкций нарушается по меньшей мере одно из этих исходных условий…".
Вряд ли в палеонтологии найдется реконструкция, по поводу которой между специалистами наблюдалось бы полное единодушие.
И можно сколь угодно глубоко сопоставлять различные точки зрения, основываясь и на литературе, и на личных оценках специалистов в данной области, однако конечный выбор - и сопряженная с ним моральная ответственность - все равно ложится на плечи составителя курса. Главное же при таком выборе, как я полагаю, - это не забывать хотя бы о том, что "Земля круглая" - и так далее…