Причина такой упорядоченности состоит в том, что в истории Земли осадочные породы откладывались постепенно, во временно́й последовательности, образуя что-то вроде колоссального слоеного пирога, состоящего из песчаника, известняка, мергеля и других горных пород. Хотя мощные тектонические силы неоднократно деформировали верхние горизонты земной коры, нарушая правильную последовательность чередования слоев, многовековые усилия геологов не прошли даром. Им удалось создать единую для всей планеты схему последовательности геологических эпох и периодов — геохронологическую шкалу, определить даты начала и конца каждого ее подразделения, а также описать специфические для них флору и фауну.
Хотя на Земле ничего подобного нет и не будет, но представим себе ненадолго, что где-то существует очень глубокий каньон, стенки которого образованы осадочными породами, сформировавшимися на протяжении последнего миллиарда лет. Примем, что последовательность осадконакопления здесь ни разу надолго не прерывалась. В этом случае наш воображаемый сверхканьон будет хранить в себе всю палеонтологическую летопись за указанное время.
Начнем мысленный спуск на дно исполинского ущелья. Самые близкие к поверхности земли слои должны были сформироваться в течение текущего геологического периода (голоцена). Представленные в них остатки животных и растений будут принадлежать исключительно ныне существующим видам. Фактически это наши современники, хотя и жившие несколько тысячелетий тому назад. Чуть ниже пойдут слои, сформировавшиеся в четвертичном периоде. Сделаем еще одно допущение. Пусть наш каньон располагается где-нибудь на юге Сибири. В этом случае четвертичные слои подарят нам фоссилии, относящиеся к несомненно вымершим видам ледниковой эры — мамонтам, шерстистым носорогам, пещерным гиенам и другим.
Соответственно, чем глубже мы будем спускаться, тем более древние и непохожие на нынешних существа будут встречаться на нашем пути. Естественно, речь идет об их окаменелых костях, зубах, чешуйках и раковинах. Примерно на трети нашего спуска остатки крупных млекопитающих исчезнут, уступив место остаткам гигантских мезозойских рептилий — монголы их называли лууны яс, что означает «кости дракона». В этих слоях вместе с костями ихтиозавров и плезиозавров нам непременно встретятся окаменевшие раковины аммонитов и «чертовы пальцы» — остатки внутренних скелетов их родственников белемнитов, напоминавших нынешних кальмаров (и первые и вторые принадлежат классу головоногих моллюсков). Еще ниже остатки рептилий заменятся костями амфибий, а потом исчезнут и они, так что единственными позвоночными в этих слоях останутся рыбы (во многих отношениях непохожие на современных). Наконец, когда мы пройдем около двух третей пути вниз, что соответствует примерно 515 млн лет накопления осадков, нашими спутниками будут в основном сравнительно примитивные и не очень крупные беспозвоночные — трилобиты, моллюски, археоциаты. Позвоночных и вовсе не будет.
Когда мы спустимся еще на несколько сотен метров, все вокруг нас разительно изменится. Как по мановению палочки злого колдуна окаменевшие скелеты — раковины, панцири, домики — исчезнут, и все, что мы сможем найти, — это остатки престранного вида созданий, напоминающих окаменелые листья. Конечно, осадочные породы обязательно будут содержать в себе и микроскопические фоссилии, но для их обнаружения потребуется хороший микроскоп, желательно электронный.
Вот эта-то резкая граница, отмеченная внезапным исчезновением остатков животных современного типа, и заставила когда-то специалистов разделить всю геохронологическую шкалу на две неравные по продолжительности части. Верхняя, в которой изобильно представлены крупные ископаемые, стала называться фанерозоем (буквально — «эра явной жизни»). Ее начальным периодом является кембрийский, стартовавший примерно 540 млн лет тому назад и длившийся около 55 млн лет.
Все слои, сформировавшиеся раньше кембрия, получили название криптозоя («эра скрытой жизни»), известного также как докембрий. Все эволюционные события, о которых шла речь в предыдущих главах, от появления LUCA до первых метазоев, произошли именно в докембрии, продолжавшемся около 4 млрд лет.
Резкий переход от криптозоя к фанерозою всегда интриговал палеонтологов. Чарльз Дарвин, который вполне профессионально занимался геологическими исследованиями, признавался, что не может дать удовлетворительного объяснения данному феномену
[111]. Его это беспокоило, потому что такие «внезапные», словно из небытия, появления целых серий новых и вполне сформировавшихся типов и классов животных часто использовались как аргумент против его теории эволюции. Во времена Дарвина никаких остатков животных в докембрийских отложениях вообще не было известно, и только в 1947 г. было объявлено о нахождении древнейших метазойных организмов в местности Эдиакара, расположенной на юге Австралии. Это стало одним из важнейших палеонтологических открытий ушедшего века.
Сейчас мы точно знаем, что жизнь на Земле существовала и процветала задолго до начала кембрия, однако «кембрийский взрыв», как его любят называть палеонтологи и популяризаторы науки, до сих пор остается одной из самых горячо обсуждаемых эволюционных загадок. В самом деле, как получилось, что в течение примерно 25–30 млн лет (что очень быстро по меркам геохронологической шкалы) в Мировом океане возникли представители почти всех современных типов животных, обладающие скелетными структурами и благодаря этому попавшие на страницы каменной летописи? Это и моллюски, и членистоногие, и хордовые, и иглокожие, а также многочисленные переходные формы, которых непонятно даже, к какому типу относить. Единственное явное исключение — тип мшанок, возникший в начале следующего за кембрием геологического периода — ордовика. Весь этот богатейший зоопарк (описаны сотни видов и родов!), состоящий из плавающих, ползающих и роющихся в грунте созданий, появился на страницах летописи в промежутке между 550 и 515 млн лет назад.
Одно из возможных объяснений этому заключается в том, что представители основных типов беспозвоночных возникли задолго до «взрыва», во времена докембрийские, но до поры до времени оставались мелкими, невзрачными и лишенными наружного или внутреннего скелета. Поэтому они и не могли сделаться добычей палеонтологов. Но в таком случае что заставило их «в один прекрасный момент» (растянувшийся, правда, на несколько миллионов лет) обзавестись раковинами, домиками, хитиновыми панцирями и тому подобными твердыми структурами? Эта великая скелетная революция стала одним из самых ярких проявлений «кембрийского взрыва».
Решать все эти научные загадки можно, используя два подхода. Первый, традиционный, состоит в детальном изучении ископаемых остатков, а также особенностей анатомического строения и эмбрионального развития современных нам животных. Второй, как несложно догадаться, заключается в попытках использовать весь арсенал новейших молекулярно-генетических инструментов.
Оба подхода неплохо себя зарекомендовали и позволили выдвинуть немало интереснейших гипотез, хотя, как нередко случается, результаты, полученные этими независимыми способами, порой оказываются взаимно противоречивыми.
