“Уловка Дейли”

Дарвин рассказывал друзьям, что лекции минералога Роберта Джемсона, которые он студентом посещал в Эдинбурге, были ужасно скучны. Бедняга Джемсон считался живым ископаемым: он был учеником знаменитого минералога XVIII в. Абраама Готлоба Вернера. В свою очередь, Вернер первым (насколько нам известно) читал курс об окаменелостях во Фрайберге в 1797 г. И сейчас нас интересуют взгляды Вернера на кристаллические породы, например гранит и гнейс. Согласно Джемсону и Вернеру, кристаллические породы образовались на ранних стадиях испарения первичного океана. Таким образом, наслоения пород, подобные сибирским (доломит под слоем известняка, а тот под слоем сланца), отражают изменявшийся химический состав Мирового океана.

Гипотеза Вернера красива – и прискорбно ошибочна. Коллеги Джемсона Джеймс Геттон (Хаттон) и Джон Плейфэр опровергли ее. Изучив окрестности Эдинбурга, они доказали, что большая доля кристаллических пород не является морскими отложениями, а имеет вулканическое происхождение. Эта дискуссия – полемика нептунистов с плутонистами – пришлась на подъем шотландского Просвещения. Нептунистам в итоге пришлось признать свое поражение. И все же Вернер заслуживает нашей благодарности за вклад в разработку двух важных идей. Во-первых, слои породы представляют собой последовательные события и их можно реконструировать. Во-вторых, химия океана за очень-очень долгое время изменилась (теперь можно твердо сказать, что она эволюционировала). Иными словами, Джемсон стоял на позициях, противоположных актуализму Лайеля.

Вернер представляет для нас интерес и потому, что он утверждал: до кембрийского периода химия первичного океана была враждебна жизни. Эта очень популярная идея (в несколько измененном виде) позднее получила поддержку в том числе Чарльза Лайеля и Роберта Чамберса. Даже в 1859 г. еще считалось, что кристаллические породы, например гранит, гнейс и сланец, являются остатками первичного океана, температура воды в котором достигала температуры кипения.

Позднее Реджинальд Олдуорт Дейли воспользовался некоторыми соображениями Вернера и предположил, что до кембрия в океане не было карбоната кальция, а значит, животные просто не могли иметь твердые скелеты, необходимые, чтобы попасть в геологическую летопись. Однако быстро выяснилось, что древние породы, известняки и доломиты, уходят на многие километры вглубь.

Более поздняя версия “уловки Дейли” была выдвинута американским геологом Полом Кнотом. Он предположил, что вода первичного океана была слишком соленой. Тогда древнейшие растения и животные эволюционировали лишь в пресноводных озерах. Скудная жизнь в лагуне Каффи-Крик (гл. 1) на Барбуде и разнообразный животный мир в нормальной морской воде у Большого Козьего рифа показывает, чего ожидать в этом случае. Но большинство кембрийских существ – плеченогие, губки, иглокожие – сейчас презирают пресную воду и, насколько можно судить, презирали в далеком прошлом.

Все модификации “уловки Дейли” говорят об одном: экологическая ситуация, то есть небиологические внешние факторы, может стать причиной появления “затерянного мира” и его главного врага: кембрийского взрыва. Среди небиологических факторов – температура, гидростатическое давление, токсичные газы, соль или кальций, фосфор, кислород. Или сразу несколько из них. Или все вместе. “Догадка Лайеля” предполагает, что правила игры установлены и просты, но мы что-то упустили, а “уловка Дейли” – что правила непросты и могут произвольно изменяться. Помните: нам никто не объяснял, каковы настоящие правила игры с геологической летописью.

“Маневр Солласа”

При описании следующего маневра мы встречаемся с “сэром Дэвидом и овражным кварцитом”. “Сэр Дэвид” – это Эджуорт Дэвид, известный оксфордский геолог, который стал великим путешественником, шедшим по Антарктиде рядом с Эрнестом Шеклтоном. Но Дэвид известен и своими эпизодическими исследованиями в Южной Австралии в 1896–1926 гг. Он искал мягкотелых докембрийских животных в овражном кварците в породах значительно старше кембрийских трилобитов. Дэвид – один из первых ученых, систематически изучавших “затерянный мир”.

Дэвид обратил внимание, что раковины животных, как правило, становятся тоньше, если двигаться по временной шкале в прошлое, то есть от силурийского периода с его толстостенными моллюсками и кораллами к кембрию и тонкостенным созданиям вроде лингулеллы. И предположил, что в докембрии животные могли быть вообще без раковины.

Может показаться, что Дэвид имел в виду нечто вроде океана Дейли без карбоната кальция. Однако он картировал докембрийские известняки прямо на уровне овражного кварцита. Он даже дал им названия: торренсский и брайтонский известняки, голубой металлический песчаник. Поэтому Дэвид знал, что в докембрийском океане не могло не быть карбоната кальция. Кроме того, он работал с оксфордским коллегой Уильямом Солласом над проектом по бурению скважин в известняке на тихоокеанском атолле Фунафути. Итак, смело можно сказать, что Дэвид знал об известковых скелетах все.

К счастью для нас, Соллас занимался той же теорией, так как, видимо, это была его собственная идея. Вот что он писал в 1905 г.:

Как это возможно, что за исключением немногих видов, обнаруженных в слоях непосредственно под кембрийскими, они не оставили следов? Объяснение заключается не в характере осадков, которые якобы не являются пригодными для сохранения окаменелостей [т. е. “догадка Лайеля” неверна], и не в составе тогдашней морской воды, в которой могло содержаться столько же карбоната кальция, сколько в нынешней [“уловка Дейли” также неверна]. Таким образом, единственное правдоподобное предположение таково: организмы в ту эпоху не вышли за пределы стадии, представленной личинками существующих теперь беспозвоночных животных, и, следовательно, либо вовсе не имели скелета, либо не имели скелета, пригодного для сохранения.

Иными словами, кембрийский взрыв – это эффект эволюции минеральных скелетов, которые с легкостью превращаются в окаменелости.

Соллас был одним из последних великих умов своего времени. И всемирно признанным экспертом в области биологии губок, экологии пресных вод, эволюции гоминид и древнейшей истории Земли. Один из коллег Солласа даже называл его автором пилтдаунской фальшивки. Соллас был близок к тому, чтобы угадать, какие карты в игре. Но закономерности – не то же самое, что процесс. Поэтому нам предстоит ответить на несколько вопросов: реален ли кембрийский взрыв с точки зрения эволюции основных групп животных, и если да, то почему? Произошел ли переход от беспозвоночных животных к животным с минеральным скелетом? По какой причине? Соллас не мог ответить на эти вопросы в 1905 г.: первые подсказки найдены недавно.

Теперь простимся с Китаем и отправимся в сердце Монголии.