КЕМБРИЙСКИЕ ИСКОПАЕМЫЕ ОСТАТКИ

Самые первые организмы, имевшие минерализованные части тела и поэтому оставившие после себя традиционные окаменелости, появились в кембрийский период. Самая ранняя их группа, называемая Томмотианской фауной – по названию местности в России, знаменует собой начало кембрийского взрыва; кажется, что она появилась на страницах каменной летописи в совершенно развитом виде, во всем своем значительном разнообразии и без каких‑либо явных предшественников. Но даже эти ископаемые остатки таят в себе нечто загадочное. В силу отсутствия лучшего понимания их истинной природы палеонтологи называют их «мелкими раковистыми ископаемыми». Неясно, являются ли эти объекты – крошечные конусы, круглые уплощенные шляпки, маленькие свернутые кольцом или спиралью раковинки и многие другие – мелкими частями более крупных организмов или большими частями мелких организмов. Они появляются совершенно внезапно в начале кембрия, быстро достигают пика своей численности и разнообразия, затем быстро исчезают, чтобы уступить ведущее место другим животным. Но они все же достигли почти повсеместного распространения – их находят в самых ранних кембрийских породах по всему миру.

Даже геологам приходится иногда сделать паузу и поразмышлять над тем, что означают такие слова, как «быстрый» и «быстро», встретившиеся нам в предыдущем параграфе. Если для начала кембрийского периода нарисовать диаграмму (или график), на которую для различных значений времени нанести количество различных форм мелких раковистых ископаемых, как это делают палеонтологи, то она покажет, что в действительности означают такие выражения, как «внезапное появление» и рост и столь же быстрое исчезновение. Возвышение и падение образуют на графике маленький резкий скачок, или пик. Но этот маленький пик занимает в ширину по крайней мере 10 миллионов лет. Как «быстрый рост» численности, так и быстрое распространение этих организмов по всему земному шару продолжались, вероятно, свыше миллиона лет. Миллион лет – это долгое время. Несколько миллионов лет назад в северном полушарии только начинался современный ледниковый период (который все еще продолжается, но подробнее об этом будет рассказано дальше), а собственный наш вид, Homo sapiens, еще не существовал. Десять тысяч лет назад, что составляет всего 1/100 миллиона лет, огромные клыкастые мамонты заполняли Северную Америку. Требуется постоянное усилие, чтобы удерживать геологическое время в правильной перспективе.

Поэтому быстрое распространение по всему земному шару животных, которые оставили нам маленькие раковистые окаменелости, не так уж и впечатляет, если принять во внимание подлинную огромность того отрезка времени, который для этого понадобился. Очертания суши в начале кембрия также очень отличались от современных. Хотя реконструкция мировой географии для такого отдаленного прошлого – дело нелегкое, есть достаточно данных для разумной уверенности в общих очертаниях суши. Многие из ныне отдельных континентов – Африка, Индия, Австралия, Южная Америка – были объединены в один массив суши, что, возможно, облегчало распространение мелких морских животных вдоль мелководий континентальных окраин. Но Северная Америка и нынешняя Сибирь были, очевидно, совершенно отдельными материками. На рис. 7.1 показана картина мира в начале кембрийского периода, что позволяет определить перспективу дальнейшего развития суши.

^{Рис. 7.1. Карта мира, показывающая приблизительное расположение континентов в начале кембрийского периода. Многие из современных континентов были в то время объединены в гигантский массив суши, называемый Гондваной, за исключением Северной Америки. Приводится с изменениями по рисунку 1 из статьи В. С. Мак‑Керроу и др. в журнале Journal of the Geological Society of London, том 149,1992, стр. 600.}

Появление и распространение мелких раковистых окаменелостей Томмотианской фауны было всего лишь первым ударом пульса кембрийского взрыва. Вскоре после него появляется большинство главных групп беспозвоночных животных. Сюда входят такие животные, как губки и характерные для кембрия ископаемые животные трилобиты. Хотя они давно вымерли, в кембрийских морях они обитали во множестве. Они представляли собой большей частью очень небольшие плоские существа; почти все их разновидности ползали по морскому дну, обычно оставляя за собой характерные следы в мягком иле. Эти следы нередко встречаются в виде отпечатков. У трилобитов был твердый известковый внешний скелет, который, без сомнения, защищал мягкие части их тел от хищников; они хорошо сохранились во многих осадочных породах кембрия. Встречаются они настолько часто, что мелкие образцы можно дешево купить в магазинах, специализирующихся на продаже образцов минералов, горных пород и других природных диковинок. На рис. 7.2 изображены два типичных кембрийских трилобита. Многие годы мы использовали мелких трилобитов с приклеенными к ним магнитиками для пришпиливания к дверце холодильника газетных карикатур, детских рисунков и других артефактов. Какой позорный конец для обитателя кембрийских морей!

^{Рис. 7.2. Два обычных трилобита из кембрийского периода. Показанные здесь трилобиты, срисованные с подлинных окаменелостей, имели длину около 20 (левый) и 5 (правый) сантиметров. По рисункам 137‑1а и 164‑2 из книги «Курс палеонтологии беспозвоночных», часть О, под ред. Р. С. Мура, издательство Геологического общества Америки и Университета штата Канзас, 1959. Используется с разрешения.}

Почему у животных вдруг развился минерализованный скелет и твердые щитки именно в кембрии? И почему они появились в таком ошеломляющем разнообразии? Даже у тех, кто специализируется на исследовании этих вопросов, нет однозначного ответа. Конечно, животные с твердым панцирем имели больше шансов выжить среди хищников. А скелет; наряду с твердым внешним покрытием, облегчал передвижение. Минералы, осаждаемые из раствора для образования твердых частей тела, представляли собой карбонат кальция и фосфат кальция. Было высказано предположение, что на границе между протерозоем и кембрием произошло изменение химического состава морской воды, которое облегчило образование именно этих минералов. Тем не менее трудно представить себе обстоятельства, которые могли бы привести к таким изменениям, но не появлялись на Земле множество раз на протяжении предшествующих нескольких миллиардов лет земной истории. Кажется вероятным, что у кембрийского взрыва была не одна причина; свою роль здесь сыграло совпадение многих