И теперь мы пришли к очень серьезной и трудной проблеме. Помогли ли периоды сплошного (“Земля-снежок”) или частичного оледенения эдиакарскому и кембрийскому эволюционным взрывам? В объяснении нуждается странное совпадение: вскоре после того, как подошло к концу (ок. 580 млн назад) самое суровое в истории планеты оледенение, на Ньюфаундленде (ок. 575 млн лет) отмечено появление первых крупных остатков живых организмов. Как вы, вероятно, заметили, это вариант “уловки Дейли”: масштабные эволюционные перемены обусловлены масштабным изменением окружающей среды (в данном случае климата, а также химии океана).

Это затруднение (а также спор по поводу “уловки Дейли”) отражает вечное стремление человека искать удовлетворительные связи причины со следствием. Мы всегда ищем простых объяснений. Почему по пути на работу вы угодили в пробку? Почему ваша мама простудилась? А почему отца не повысили по службе? Каждый из этих примеров связан со сложной системой, и причинно-следственные связи здесь непредсказуемы. И это, похоже, нас тревожит. Человеку свойственна эта дурная привычка: искать простые объяснения там, где их вовсе может не быть. В ежедневных газетах мы находим множество примеров. Кто виноват в падении курса доллара? Почему “Манчестер юнайтед” лишился кубка? Даже та из геологических дисциплин, которой занимаюсь я, не свободна от подобной сенсационности.

И ни в чем это не проявляется нагляднее, чем в изучении изменения климата и глобального потепления. Логика в этой отрасли, как правило, такова. Углекислый газ в прошлом имел непосредственное отношение к глобальному потеплению. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере увеличивается, а температура на планете растет. Это означает, что углекислый газ обусловливает глобальное потепление. А значит, он и есть причина наблюдаемого теперь потепления. Следовательно, если мы намерены замедлить глобальное потепление, то содержание углекислого газа в атмосфере должно быть уменьшено!

Возможно, все именно так и обстоит, и меня, как и любого другого, заботит этот вопрос. Но в данной цепи рассуждений возможна ошибка. Нам неизменно необходимо выяснять, причиной или следствием глобального потепления является увеличение содержания углекислого газа в атмосфере. Если верно последнее, то логика рассыплется. И еще: много кто считает, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и увеличение температуры на планете описываются линейными математическими моделями. Но есть причина думать, что они скорее непредсказуемы, как хаотическая система. Если так, то неизвестны и плоды корректирующих мер. А значит, распыление над океаном железа, полученного от утилизации старых автомобилей (чтобы усилить поглощение углекислого газа планктоном) – ход по меньшей мере сомнительный, а может быть, даже опасный.

Вернемся к ранней эволюции животных. Как выглядит “уловка Дейли” применительно к “Земле-снежку”? Как мы видели, доводы вполне можно изобразить в виде песочных часов:

Как полагают, это эволюционное “бутылочное горлышко” описывает и то, как дарвиновские вьюрки и галапагосские черепахи образуют на островах новые виды. Это эффект основателя. Считается, что именно так появляются многие виды, расы и сорта (даже сейчас).

Оледенения “Земли-снежка” (от полюсов до самого экватора) сильно уменьшили пригодные для жизни площади. Поэтому жизнь сосредоточилась главным образом глубоко подо льдом или у гидротермальных источников, энергия которых сумела заменить солнечную энергию, получаемую при помощи фотосинтеза.

Но есть одна загвоздка. Как и в случаях углекислого газа, метана и изменения климата, мы можем ошибиться при выявлении причины и следствия. Радикальное изменение климата, как считается, вызвало, кроме прочего, и появление наших предков-животных. Однако логика эта сомнительна. Наши предки с той же вероятностью могли явиться причиной радикального изменения климата “Земли-снежка”. И есть основания полагать, что именно это и произошло.

Прокариотические клетки, например клетки бактерий, очень малы (как правило, не больше микрона – около 1/1000 мм). Эукариотические клетки гораздо крупнее (достигают сотен микрон), поскольку у них много чего внутри: ядро, митохондрии, прочие удобные штуки. Так как эукариотические клетки крупнее прокариотических, площадь их поверхности относительно объема меньше.

А теперь – самое интересное. Обладающие меньшей площадью поверхности эукариотические клетки, похоже, разлагаются медленнее, чем мелкие бактериальные. Вероятно, эукариотическим клеткам проще сохраниться в геологической летописи в виде углеводородов, например нефти и газа. И, видимо, чем больше органики оказывалось в рыхлых отложениях на океаническом дне, тем сильнее становилось поглощение из атмосферы углекислого газа.

Таким образом, одно из вероятных последствий возникновения многоклеточности могло обусловить охлаждение поверхности планеты: не так уж плохо, если солнце с каждым днем припекало все сильнее.

Появление колоний эукариотических клеток также имело определенные последствия. Такие колонии, вероятно, успешнее одноклеточных сопротивляются, например, выеданию. В колониях многоклеточные организмы способны добиться дифференциации для приобретения таких приспособлений, как гаметы и структуры для прикрепления к грунту. Мы видим, что колонии многоклеточных, как правило, крупнее большинства одноклеточных организмов. У них меньшая относительная площадь поверхности тела, они разлагаются медленнее (при прочих равных условиях) и легче сохраняются в донных отложениях в виде углеродных пород. Снова мы наблюдаем обратную связь: возникновение эукариотических клеток могло способствовать более интенсивному связыванию атмосферного углерода и обусловить дальнейшее охлаждение планеты.

Таким образом, условия, которые в мире малых клеток могли привести к слабому охлаждению атмосферы, в мире, населенном крупными клетками, были способны вызвать оледенение, затронувшее даже экватор. Эволюция биосферы могла явиться причиной (через положительную обратную связь) оледенения во время “Земли-снежка”.

Но есть ли данные о существовании до этого времени крупных клеток или еще более крупных многоклеточных колоний? За ними придется наведаться в еще более древние горы.