Великая лестница жизни» Жоржа Кювье

В 1794 году известный французский ученый Жоффруа Сент‑Илер обратил внимание на реферат никому не известного Ж. Кювье из Нормандии, посвященный анатомии одного из морских моллюсков. Работа была хорошо написана, и Сент‑Илер пригласил молодого человека в Париж. С той поры на всю жизнь судьба сына момпельгардского пастора Жоржа Леопольда Кретьена Фредерика Дагобера Кювье оказалась связанной с французской столицей. Его заслуги перед наукой чрезвычайно велики. Немецкие авторы даже в эпохи напряженных отношений с соседней Францией не называли Кювье иначе, как «великий анатом». Он установил понятие о типах в зоологии. Первым объединил в один тип позвоночных четыре класса: млекопитающих, птиц, амфибий и рыб. Прочих же животных отнес к остальным трем типам: членистых, мягкотелых и лучистых. В основу своей классификации Кювье положил строение нервной системы, которую считал важнейшей системой любого организма, системой, управляющей всеми функциями.

Кювье сформулировал принципы, по которым изменение одной части организма должно вести к соответствующим изменениям другой его части. И это позволило естествоиспытателям по отдельным частям судить о целом.

Представляете, как важен был такой принцип для палеонтологов. Они смогли начать реконструировать ископаемых животных по немногим разрозненным останкам, найденным при раскопках.

Вместе со своим сотрудником Александром Броньяром Кювье внимательно исследовал окаменелости, встречающиеся в отложениях парижского бассейна.

Помните, примерно такую же работу проделал десятью годами раньше инженер‑самоучка Вильям Смит в Англии. Но если для Смита глав ным были слои горных пород, а ископаемые лишь помогали их распознавать, то для Кювье и Броньяра все обстояло как раз наоборот. Французских ученых интересовали прежде всего животные и растения, жившие в одно и то же время и потому погребенные в одинаковых слоях Земли. И определяли они их, изучая слои пород, в которых находили одинаковые окаменелости.

Взрыв горы при встрече огня и воды. С гравюры XVIII века.

Кювье и Броньяр сделали вывод, что благодаря таким исследованиям можно научиться не только отождествлять слои в разных местах, но и устанавливать, какие существа населяли Землю раньше, а какие – позже. При этом в самых древних Слоях ископаемые формы вообще отсутствовали, а при переходе к более молодым в геологическом отношении слоям окаменелости попадались все чаще и становились все сложнее. При этом Кювье выделил наиболее характерные – «руководящие» для каждого данного слоя окаменелости, которые не встречались или были редки в других слоях. Это открывало перед исследователями совершенно новую и чрезвычайно увлекательную сферу деятельности. Ученые стали строить картины прошедшей жизни, располагая их друг за другом по великой лестнице жизни и геологической истории планеты. Стала бурно развиваться стратиграфия, начало которой было положено работами Смита.

Метод руководящих окаменелостей оказался очень прост в применении, и потому он долгое время был самым главным в определении возраста горных пород и при сопоставлении геологами различных разрезов. Но постепенно стали проявляться и его недостатки. Ведь в основе лежало убеждение, что животные и растения одного периода должны быть распространены в свое время по всему свету. Между тем зоологи доказали, что любые организмы нуждаются в определенных условиях и потому не могут одновременно в равной мере заселять весь земной шар.

Да и появление, и вымирание определенных типов не могло происходить одновременно и повсеместно. Один и тот же вид организмов не мог возникнуть сразу во многих районах земной поверхности. Намечались и другие трудности в применении метода Кювье. Но главный фундамент науки он все‑таки заложил.

Катастрофа с «теорией катастроф»

В общественной жизни своего времени Жорж Кювье представлял собой не слишком привлекательную фигуру. В эпоху бурных революционных страстей он откровенно проповедовал примирение с любым правительством. А протестантская закваска детских лет толкала его к согласованию науки с религией. В результате Кювье был настроен революционно только в годы революции. Стал чрезвычайным комиссаром и членом Государственного совета во времена империи Наполеона Первого и пэром Франции после Реставрации. В науке же, обнаружив изменения в растительном и животном мире и желая согласовать это с религией, он выдвинул свою теорию катастроф. Он предположил, что вся история Земли – цепь мировых катастроф. То есть жила себе планета, жила не тужила, однако наступало время, когда вспучивалось вдруг дно морское и начинали проваливаться горы. Раскаленная лава выплескивалась из недр и густыми потоками сползала в океаны. Со страшным свистом и шипеньем встречались вода и огонь. Густые облака пара взметались столбами вверх и застилали огромные пространства. С неба на землю лились потоки страшных ливней, а в черных грозовых тучах блистали молнии. Густая непроглядная мгла опускалась на Землю. Лишь короткие вспышки молний да зловещий багровый отблеск от раскаленных потоков освещали наступившую ночь.

Примерно тек представляли себе осадочные слои Земли ученые XIX века.

В этих катастрофах гибло все живое. Смены были похожи на занавес перед театральным антрактом. Когда антракт кончался и солнце пробивалось сквозь поредевшие тучи, декорации оказывались смененными и на сцене суетились иные действующие лица.

В 1812 году Кювье написал книгу «Рассуждение о переворотах на поверхности Земли». Его взгляды сразу же нашли немало сторонников. Так, его коллега и соотечественник Д’Орбиньи тут же насчитал в истории планеты двадцать семь катастроф. Д’Орбиньи был отличным палеонтологом – специалистом по вымершим животным, и его слово значило в науке немало.

Гипотеза катастроф одинаково устраивала и нептунистов, и плутонистов. Она казалась новой, революционной и очень прогрессивной.

А вот Фридрих Энгельс увидел в «теории» Кювье то, чего не замечали остальные. В книге «Диалектика природы» он писал: «Теория Кювье о претерпеваемых Землей революциях была революционна на словах и реакционна на деле. На место одного акта божественного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг природы». Сторонник трезвого материалистического взгляда на все, в том числе и на историю нашей планеты, Энгельс был уверен, что чудес не бывает. И он резко критиковал взгляды Кювье и всех сторонников «катастрофизма».

Конечно, развитие и изменение организмов от катастрофы к катастрофе было лучше, чем неизменность живого мира, как то утверждало священное писание. Но возникал вопрос: отчего происходили на поверхности нашей планеты катастрофы? И здесь ответ мог быть один: по воле бога! Такая жестокая необходимость божественного вмешательства смущала многих ученых. Нужно было найти способ избавиться от этой зависимости. И вот такая лазейка нашлась.

Еще философы Древней Греции учили, что объяснение минувших явлений следует искать в явлениях природы, существующих в настоящее время. Те же мысли высказывал Леонардо да Винчи, французский натуралист XVI века Б. Палисси, а столетие спустя – датчанин Н. Стено. В середине XVIII столетия на основании этого принципа М. В. Ломоносов делал свои прекрасные геологические прогнозы и обобщения. Наконец, вы помните упрямого шотландца Джеймса Геттона, утверждавшего, что законы и силы, управляющие всеми преобразованиями на Земле, остаются от века неизменными.

Я уже говорил, что в начале прошлого века в Англии велось усиленное строительство дорог, каналов и шахт в южных провинциях. Отсюда и увлеченность англичан геологией, их успехи в стратиграфии и других отраслях науки о Земле.

Жил в ту пору на берегах Альбиона молодой человек по имени Чарлз Лайель. Родился он в Шотландии.

Прибавление

Еще в середине XVIII века итальянский геолог Д. Ардуино разделил изучаемые осадочные толщи в горах по степени их древности на первичные, вторичные и третичные. В наше время геологи составили единую стратиграфическую шкалу для всей истории Земли от самого ее образования. Прошедшее время делится на группы, или эры. Каждая группа содержит в себе несколько систем, или периодов. А каждый период разбивается на отделы, или эпохи. Потом идут еще более мелкие ступеньки.

Сейчас мы делим все время существования жизни на нашей планете на пять больших групп, или эр. Назвали их в соответствии с греческими наименованиями. Например, архейская эра, или архей, от греческого слова «археос» – «древнейший».

Следом за археем идет протерозойская эра. «Протерос» по‑гречески означает «первичный», а греческое слово «зоикос» – в переводе звучит как «жизненный». Значит, протерозой – эра первичной жизни.

Потом идет палеозойская эра – палеозой, или эра древней жизни.

Учился в обыкновенной школе, после окончания которой поступил в Оксфордский университет на юридический факультет. Надо сказать, что еще в детстве Чарлз пристрастился к собиранию насекомых. И свое увлечение естественными науками не забросил и в университете за изучением классиков и римского права. Более того, познакомившись на лекциях с геологией, он так увлекся новой для него наукой, что, окончив университет и проработав адвокатом, оставил адвокатскую практику и полностью переключился на геологию. Каждый год со студенческих времен Лайель летом совершал экскурсии в места интересных геологических образований, а потом в течение зимы систематизировал увиденное, много читал, обобщая накопленный наукой материал.

Катастрофическая гипотеза Кювье давала простор для фантазий, но не помогала в истинном восстановлении истории планеты. Да и нужны ли катастрофы природе? Ее современные действия вполне допускают объяснение явлений геологического прошлого без всяких неожиданностей. Так ведь говорил еще Геттон?..

Накопив знания и утвердившись в принятом мнении, Лайель выступил против признанных авторитетов своего времени. Ему было только тридцать три года, когда в Лондоне появился первый выпуск его объемистого труда «Основы геологии».

Лайель утверждал, что изменения на Земле могут происходить без всяких катастроф, постепенно.

Присмотритесь внимательно к обрыву за городом. Вот в толще пород встретился косо залегший слой, который тянется узкой лентой на многие километры. На одном его участке встречаются камни и галька, перемешанные с крупным песком. На другом совсем мелкие частицы древнего ила. О чем поведает это наблюдение, если мы будем основываться на современных знаниях?

Морской черт. Со старинной гравюры.

Прежде всего можно заключить, что перед нами – русло древней реки. На участке с крупными камнями и галькой оно было, по‑видимому, когда‑то стеснено утесами. Вода бурлила и мчалась с силой, увлекая за собой камни. А там, где берега расступались и течение начинало струиться плавно и медленно, на дно успевали осесть мелкие песчинки и накапливался слой ила.

А вот в другом месте на равнине встретились вдруг высокие гряды и холмы. Далеко протянулись россыпи и груды больших камней – валунов. Откуда они здесь? Опыт, накопленный нами в современных наблюдениях, подскажет: их принес с собой мощный ледник, много тысяч лет назад захвативший эту территорию.

Прибавление

Мезозой – эра средней жизни и кайнозой – эра новой жизни.

Несмотря на то что такое деление дается в современном учебнике, некоторые ученые и сегодня предпочитают иные названия. Очень уж много предлагалось различных вариантов периодизации истории Земли. Чтобы при чтении этой книжки или других, более полных, вам легче было ориентироваться, я привожу один из последних вариантов такой геохронологической таблицы с названиями и временными границами между отдельными периодами.

Слово «фанерозой» означает «эра явной жизни». Определяется этот эон слоями, в которых палеонтологи находят следы древних животных и растений. А вот дофанерозойское время иногда называют криптозоем или эрой скрытой жизни. В последние годы ученые научились находить следы деятельности мельчайших живых организмов, населявших нашу планету. И это время – время возникновения жизни на Земле – отодвинулось на три с лишним миллиарда лет от наших дней.

Книга «дилетанта» была встречена в штыки большинством специалистов. Английские геологи не могли так сразу согласиться со столь простыми и очевидными выводами. Раздражало и то, что Лайель для объяснения сложных примеров обходился без помощи бога. Все у него происходило естественно и просто, на основании законов природы.

Много пришлось выслушать молодому Чарлзу Лайелю горьких, обидных и несправедливых слов, прежде чем к концу тридцатых годов прошлого столетия его труд получил признание. Не обошлось здесь без помощи его друга Чарлза Дарвина, который во время своего кругосветного путешествия собрал множество подтверждений постепенного изменения не только поверхности земного шара, но и живых организмов, его населяющих. «Лишь Лайель внес здравый смысл в геологию, заменив внезапные, вызванные капризом творца революции постепенным действием медленного преобразования Земли», – писал Фридрих Энгельс в «Диалектике природы».

«Творец современной геологии», «один из самых выдающихся ученых XIX столетия» и «глава английских геологов» – такие титулы заслужил Лайель за свой труд.

Конечно, взгляды Лайеля тоже не лишены были недостатков. И первым их увидел Фридрих Энгельс.

В той же книге «Диалектика природы», которую я уже цитировал выше, он писал: «Недостаток лайелевского взгляда – по крайней мере в его первоначальной форме – заключался в том, что он считал действующие на Земле силы постоянными, – постоянными как по качеству, так и по количеству. Для него не существует охлаждения Земли, Земля не развивается в определенном направлении, она просто развивается случайным, бессвязным образом».

Ведь сначала Лайель даже отрицал возможность изменения видов животных на Земле и критиковал эволюционную теорию, созданную французским естествоиспытателем Жаном Батистом Пьером Антуаном Ламарком в 1809 году. И лишь после того как Чарлз Дарвин объяснил, как возникают в процессе длительного естественного отбора у животных новые целесообразные признаки, которые позволяют ему приспособиться к изменению окружающих условий, Лайель признал изменчивость видов и учение Дарвина. Он даже привел доказательства древности происхождения человека и его эволюции, против которой выступали церковники со всех папертей.

Действительно, надо признать, что XIX век сделал очень многое в развитии наук о Земле.