Проблемы Эволюции |
Популярная книга об эволюции жизни на Земле
“Ублажать публику всевозможными сенсациями”.
Венедикт Ерофеев
Первое оледенение. Виноваты ли в нём водоросли? Полёт одинокой Валькирии над Арктикой. Черви, которые не черви.
В самом конце архея (2,7 миллиарда лет назад) на Земле начались оледенения. Среди явлений, влияющих на земную температуру, выделяется “парниковый эффект”.
“Парниковый эффект” можно описать как эффект, который возникает в дачном парнике, если хорошенько поливать помидоры. Испаряясь, молекулы воды поглощают солнечное излучение, проходящее сквозь чисто вымытые стёкла. Водяной пар нагревается, и температура в замкнутой постройке повышается. (Если стёкла долго не мыть, помидоры не поливать и сидеть снаружи парника в шезлонге, то по возвращению бабушки с рынка эффект будет совсем другой).
Кроме водяного пара, к парниковым газам относятся метан и углекислый газ. Метан окисляется кислородом. Как только бульшая часть железа ушла в осадок, содержание кислорода в атмосфере повысилось, и метановый утеплитель был разрушен. Конечно, всё было не так просто. Сульфат-восстанавливающие бактерии начали успешно соперничать с метанообразователями за водород, отвоевав его существенную долю. Содержание метана стало понижаться, а кислорода — повышаться, и потихоньку произошёл полный атмосферный переворот. А до того — сплошной холодный органический туман стелился в прибрежных низинах.
Об этом свидетельствует резкий сдвиг в изотопной летописи углерода в сторону более положительных значений, который приходится на слои возрастом 2,7 миллиарда лет. В органических породах, образовавшихся до этого времени содержится исключительно много лёгкого изотопа углерода. Значит, метанокисляющие эубактерии ни в чём себе не отказывали. Источником метана для них служила атмосфера. Но к началу протерозоя (2,5 миллиарда лет назад) он иссяк.
Одновременно деятельность бактериальных сообществ вела к росту материков за счёт добавления слоёв осадочных пород — в основном известковых строматолитов и железистых кварцитов. Как раз в конце архея земная кора приросла на треть. Почти вся Африка, Северная Америка, Сибирь, Индия, Северный Китай и восточная часть Европы сложились в то время. С увеличением площади материков расширялась и площадь суши.
Тут и подключился второй важный фактор, от которого зависит температура планеты — альбедо. По-латыни “альбус” значит белый. Белый цвет, как известно, хорошо отражает солнечные лучи. Доля солнечной энергии, падающей на планету, которая отражается в пространство, и была названа альбедо. Альбедо “светлой” суши выше, чем у более тёмных океанов. Если бы суши сейчас не существовало, альбедо всей поверхности Земли оказалось бы на 6% ниже, и на планете было теплее.
В конце архея был пройден критический рубеж, когда суша расширилась настолько, чтобы повлиять на земное альбедо. Причём, рост суши не только повышал альбедо. На выветривание (разрушение) кремнезёмсодержащих минералов расходовался другой парниковый газ (углекислый). Тогда же кислорода стало достаточно, чтобы разложить почти весь атмосферный метан. Всё это вместе и возвестило начало первой ледниковой эры. Белоснежный покров усилил альбедо ещё больше.
Конечно, жителю страны, где зима — подавляющее время года, трудно представить, что в похолоданиях и оледенениях есть хоть что-то хорошее. Меж тем, нахлобученные на земные полюса ледниковые шапки охлаждали океанические воды в высоких широтах. Более плотные холодные воды опускались вниз, и океан перемешивался. Нисходящие течения несли в глубины кислород, а восходящие — поднимали к поверхности соединения азота, фосфора, железа и некоторых других элементов, необходимых для роста организма. В результате такого обмена толща океана становилась всё более пригодной для жизни.
В отсутствии охлаждения глубинные океанические воды образуются за счёт погружения рассолов, выпаривающихся в низких широтах. Поскольку плотность рассолов выше, океан перестаёт перемешиваться.
Восходящие глубинные воды включили обратный механизм потепления. Вместе с ними к поверхности поступал гидрокарбонат (НСО3-). Его избыток в поверхностных водах вызывал быструю садку карбонатов. При образовании известняков выделялся углекислый газ. (Современные рифы, например, поставляют в год 245 миллионов тонн этого продукта, что на порядок больше вулканических выбросов). Подъём уровня углекислого газа в атмосфере дополнялся высвобождением метана. Этот газ накапливается на материковых окраинах, скрытых морскими водами, и поступает в атмосферу, когда ледники вбирают воду, обнажая их. Возвращение в атмосферу газов-утеплителей включало “парниковый эффект”. И вновь начиналось таяние ледниковых покровов и потепление.
По мере перехода Земли в режим самооттаивающего холодильника ухудшалось положение строматолитостроителей. И повышение уровня кислорода, и понижение температуры океана мешали их нормальному развитию. Размеры строматолитовых построек и площадь их распространения стали сокращаться. Но там, где невыносимо жить одним, всегда хорошо устроятся другие. Приближалось время эукариот.
На ранний и начало позднего протерозоя (2,5—1,5 миллиарда лет назад) пришёлся своеобразный застой. Ничего откровенно нового в течение долгих полутора миллиардов лет не народилось. Даже изотопная летопись углерода имеет вид скучной прямой линии без загогулин. Но за кажущейся простотой внешнего образа скрывались бурные преобразования внутреннего содержания.
Начиная с 50-х годов ХХ века в Германии большим спросом пользовалась легковушка марки “Фольксваген”, похожая на жука с большими глазками. Внешний вид машины был придуман настолько удачно, что его сохраняли почти сорок лет. При этом и мотор, и внутренняя отделка поменялись полностью, причём не единожды. Найдя на свалке кузов такого автомобиля без начинки, невозможно определить сделан ли он в начале 50-х или в конце 80-х годов. Примерно тоже можно сказать о бактериях. О них так и говорят: у микробов проявлялся “синдром “Фольксвагена””.
Почти не меняясь внешне, они тем не менее полностью изменились внутренне. В исключительно чистых лабораториях потомки одной и той же бактерии становятся иными за несколько тысяч поколений. Поскольку набор генов у них одинарный (а не двойной, как у эукариот), многие изменения сразу видно на лицо. (Или что у них там?) Преображается и поведение. Разнообразие возникает буквально из ничего. Через некоторое время после начала опыта в чашке с культурой бактерий можно увидеть три отдельные группы. Одни останутся лежать на дне. Другие всплывут к поверхности. Третьи распределятся в толще предоставленной им среды. Иными словами, они заполняют все возможные для существования ниши. И в каждой из них новое поколение всё более эффективно потребляет предложенный субстрат.
Тоже происходило в раннем протерозое. Большинство сообществ раннего и начала позднего протерозоя состояло из простых внешне форм. Они занимали практически всё свободное пространство на море и, возможно, на суше.
Окремнелые остатки живых существ обнаружены более, чем в тысяче местонахождений этого возраста. Среди этих остатков особенно много попадается простых округлых телец до 0,025, реже до 0,04 миллиметра в поперечнике. Встречаются тонкие нити с перегородками, трубки и ветвящиеся нити. Многие из них напоминают современных цианобактерий. На периодически осушаемом мелководье сидели самые заурядные округлые формы золотисто-коричневой окраски от пигмента сцитонемина, предохранявшего бактерий от ультрафиолетовых лучей. Он настолько устойчив, что не распался до сих пор. Дальше от берега образовывали густые заросли нитчатые цианобактерии, среди которых скользили совсем мелкие, похожие на пружинки, осцилляториевые. Разница между крайним мелководьем и нормально-морскими условиями проявлялась только в увеличении многообразия бактерий по мере улучшения этих самых условий. На глубине разнообразие опять падало.
В отдалении от бактериальных сообществ селились первые эукариоты. Тогда это были очень незатейливые шаровидные клетки. Время соперничества с бактериями за лучшие местообитания для них ещё не наступило.
Около 2 миллиардов лет назад всё буквально вывернулось наизнанку. До того времени атмосфера была бескислородной, и этот газ накапливался только в полостях-карманах микробных сплетений. С установлением кислородной атмосферы бактериальные сообщества “вшили” бескислородные карманы, где разлагалось органическое вещество. Впрочем, водная толща океана ещё долго могла быть бескислородной, и на дне, как в Чёрном море, отлагались чёрные пахучие илы.
Вблизи этого рубежа в ископаемой летописи начинают попадаться остатки эукариот. Эукариоты — это организмы, обладающие ядром (хранилищем генов), сложными клеточными органеллами (своеобразными органами клетки) и более совершенным способом полового размножения, когда наследственный материал сосредоточен в расходящихся парных хромосомах.
В североамериканских породах возрастом около 2,1 миллиарда лет найдены изгибающиеся, слегка закрученные ленты до полуметра длиной. Скорее всего, это были водоросли. Не исключено, что эукариоты меньших размеров существовали и несколько раньше, но распознать их среди прочих ископаемых остатков совершенно невозможно. Но всё, что превышало в поперечнике 0,75 мм (наибольший размер современных бактерий), скорее всего, было не бактериями.
Эукариоты не могли не появиться. Уже устойчивое микробное сообщество, каждый член которого отвечал за строго определённый участок работы, отличалось цельностью. Возможно, что дальнейшее усиление связей между его членами и привело к эукариотам. Отдельные органеллы эукариот очень похожи на некоторых бактерий. Митохондрии (гр. “нить” и “зёрнышко”), которые обеспечивают клетку энергией, близки к пурпурным несерным эубактериям. Поэтому все эукариоты дышат кислородом.
Хлоропласты (гр. “зелёный комок”) напоминают цианобактерий и зелёных бактерий. Обладающие ими водоросли и высшие растения стали фотосинтетиками. Полное отчуждение, правда, не преодолено до сих пор. Хлоропласты, чтобы чего не вышло, укутаны в несколько оболочек.
Жгутики, с помощью которых одноклеточные эукариоты двигаются, могли возникнуть при захвате спирохет или спироплазм (скрученных, способных к вращательному движению бактерий). Если у одноклеточных жгутики являются движителем (иногда органами захвата), то жизнь многоклеточных без них и представить трудно. На основе жгутика развились все органы чувств и передачи информации: вкусовые и обонятельные волоски, органы равновесия и нервные пучки.
Правильно распределить хромосомы при делении клетки тоже помогают преобразованные жгутики (отсюда и название такого деления — “митоз” — гр. “нить”). Митоз появился у одноклеточных эукариот, а на его основе возник мейоз (гр. “убывание”). Ядра большинства животных и растений содержат два почти одинаковых набора хромосом (до миллиона генов в наборе). При митотическом делении каждая дочерняя клетка получает в наследство по одной копии любой родительской хромосомы, а при мейозе — половину родительских хромосом. Для обретения двойного набора ей приходится слиться (вступить в половые отношения) с другой клеткой. Оплодотворение обеспечивает обмен участками хромосом. В итоге наследство прирастает за счёт состояния каждого из родителей.
Под лозунгом “больше генов, хороших и разных” эукариоты смело приступили к половому размножению. Обмен генами позволил им эволюционировать намного быстрее, в то же время сохраняя всё наилучшие от своих предков. (Те, кто пытался сохранить всё самое худшее, просто вымер).
Предоставить жилплощадь для поселения всех бактериальных соседей могли магниточувствительные бактерии, о которых говорилось в предыдущей главе. Клетка у них весьма просторная — целых 0,015 миллиметра. Она окружена двухслойной жировой оболочкой — будущий клеточный скелет. Но главное — она хорошо принимает гостей (не переваривает их сразу). Кроме того, запас железа, необходимого для удвоения хромосом и деления клетки, уже имеется. Воедино могли сойтись протеобактерии, преобразующие органику в водород и двуокись углерода и нуждающиеся в этих газах метанообразующие архебактерии. (Так что всё ныне живущее на Земле, включая людей, представляет собой лишь колонии бактерий).
Ещё в V веке до нашей эры греческий философ Эмпедокл предположил, что носы, ноги, руки жили сначала отдельно друг от друга. Они встретились, срослись, и превратились в животных. Так и разные ветви бактерий образовали тесные сообщества, из которых могли выйти готовые эукариотные организмы. Для того, чтобы заставить различные, прежде обособленные бактерии жить вместе потребовался лишь механизм управления разрозненной наследственной информацией.
Мир эукариот действительно представлял собой мир прокариот наоборот. Прокариоты, не отличаясь внешне, биохимически были очень разнородны. Они потребляют что угодно, будь то сероводород, азот или метан. Эукариоты ограничились только фотосинтезом и поеданием уже готовых запасом питательного вещества в виде других организмов. Но внешние различия у них — просто поразительны. Достаточно назвать трёх обычных эукариот, чтобы убедиться в этом: например, мухомор, таракан и человек.
Способность управлять органеллами различного происхождения пригодилась при становлении многоклеточных. С помощью многоклеточности, эукариоты преодолели тесные размерные пределы. Они разменяли маленькую однокомнатную квартиру (пусть и со всеми удобствами) на збмки и виллы любой, сколь угодно сложной архитектуры и почти неограниченного объёма. У многоклеточных стало возможным распределение клеток по слоям и зарождение тканей. Одни клетки при этом оказались всегда крайними и образовали покровную ткань. Другим, что очутились внутри, осталось одно — размножаться дальше. До некоторой степени многоклеточность была вызвана именно зовом пола. Многоклеточные организмы — в большинстве крупнее одноклеточных, а большого партнёра видно издалека. (Несколько сантиметров в длину или в поперечнике — таков предел и удел самостоятельных одноклеточных организмов).
Не случайно многоклеточность возникала постоянно и неоднократно: у красных, бурых и жёлто-зелёных водорослей, в нескольких группах водорослей зелёных и, конечно, у животных и тоже, может быть, не единожды. Но главное — со временем многоклеточные организмы становились всё менее зависимы от капризов среды.
С середины протерозоя (1,2 миллиарда лет назад) разнообразие эукариот стало постепенно возрастать. Около 800 миллионов лет назад господство микробов, длившееся почти 3 миллиарда лет, окончилось. Начиная с этого времени, возникли все основные группы водорослей и простейших, а также предки грибов и животных.
В окаменелостях древнейших многоклеточных распознаются красные водоросли. Они совершенно не отличимы от современных водорослей, хотя извлечены из отложений возрастом 1,2 миллиарда лет Арктической Канады. Каждый, кто побывал на море, видел камни, покрытые красными известковыми наростами. Кому посчастливилось загорать на тёплом южном взморье, мог подобрать изящные пурпурные веточки, похожие на мелкие кораллы. Так выглядят кораллиновые красные водоросли. Их необызвествлённые родственники не столь ярки и приметны — просто невзрачные ворсинки. Но именно такие ворсинки покрыли дно морей 1,2 миллиарда лет назад. Несмотря на свои размеры (меньше 2 миллиметров высотой), эти малорослики создали новый, трёхмерный мир, недоступный плоским бактериальным матам. Это был мир со своими течениями и осадками. Со временем в нём поселились другие многоклеточные. Собственно багрянки являются древнейшими организмами с клетками разного типа и с чередованием полового и бесполого поколений (половым циклом). Впрочем, половой цикл и предопределил возникновение многоклеточности — ведь специальные половые клетки уже отличались от всех прочих.
На Аляске встречаются различные кремнёвые окаменелости, которым 800 миллионов лет. Некоторые из них напоминают чешуйки золотистых и диатомовых водорослей, другие — спикулы (скелетные иголки) губок. Можно считать, что эти спикулы и являются древнейшими, не считая биомаркеров, остатками многоклеточных животных. В одновозрастных породах северо-западной Канады найдены обызвествлённые цианобактерии, бурые водоросли, и непонятные органические чехлы и плёнки. Эти чехлы получили название в честь мест, где они впервые найдены: чуарии — от Чуара в Северной Америке, лонгфенгшании — от китайской Лонфеншани, а дальтении — от норвежского Дала и греческого корня “тения” (лента). Чуарии представляли собой крупные (до полусантиметра в поперечнике) морщинистые шаровидные оболочки колониальных прокариот или эукариот. Лонгфенгшании напоминали округло-удлинённый листок на черенке. Ветвящиеся ленты дальтений дорастали до 6 сантиметров.
Самые необычные окаменелости того времени скрывались подо льдами Шпицбергена в породах возрастом 750 миллионов лет. Там обнаружены остатки весьма продвинутых зелёных водорослей. Вместе с ними встречаются меланокирилл и валькирии. Странный меланокирилл (гр. “чёрный господин”) был похож на вазу 2—3 миллиметра высотой, то есть был намного крупнее многих своих современников. Сидели в таких вазочках-раковинках древнейшие амёбы. Несмотря на мелкие размеры, эти амёбы были крупнейшими хищниками своего времени, а, возможно, и первыми плотоядными животными вообще. Валькирии могут быть остатками более сложных многоклеточных. У миллиметровых (в длину) валькирий, похожих на червячков с отростками, различается шесть типов клеток. Валькириями эти существа были названы потому, что найдены они на Шпицбергене. Где-то около этого полярного архипелага скандинавские мифы помещали вальхаллу, куда небесные девы-валькирии (выбирающие убитых) уносили души храбрейших из павших воинов. Может быть валькирии (ископаемые организмы, а не мифические девы) и были первыми существами, которые убирали поле “боя”, то есть были разрушителями-падалеядами?
Из одновозрастных отложений Китая известны плоские кольчатые ленты по 2—3 сантиметра длиной. Некоторые из них имеют отверстие на одном из концов червеобразного тела или вытянутый хоботок. Они были описаны как предки настоящих кольчатых червей, но не исключена и водорослевая природа этих организмов. А вот кольчатая пармия с Тиманского кряжа России, один конец которой заужен, а другой — уплощён, могла действительно быть очень простеньким червём.
В тот же промежуток времени началась поступательная эволюция эукариотного планктона (гр. “блуждающий”) — населения водной толщи, которое в основном состояло из акритарх (гр. “неизвестного происхождения”). Точная принадлежность акритарх, как явствует из их названия, не ясна. Это микроскопические (меньше миллиметра в поперечнике) плотные органикостенные оболочки со всякими шипами, выростами и оторочками. При жизни форма акритарх приближалась к шару. Большинство из них, наверное, были вымершими одноклеточными водорослями, родственниками динофлагеллят (гр. “вертящие жгутиком”).
Природу акритарх помогли понять биомаркеры. Сначала выяснилось, что очень характерные биомаркеры остаются от динофлагеллят. Они обильны в мезозойских и кайнозойских породах (начиная с 248 миллионов лет) — в слоях с остатками этих водорослей. Хотя более древние динофлагелляты почти не известны, такие же биомаркеры широко распространены в верхнепротерозойских и нижнепалеозойских отложениях. Они встречаются там, где очень много акритарх. Более того, эти биомаркеры были извлечены прямо из акритарховых оболочек, что оказалось весьма непростой задачей. Ведь даже шарики в одну десятую часть миллиметра выглядят в мире акритарх гигантами, а толщина оболочки измеряется тысячными долями миллиметра.
Появились акритархи около 1,8 миллиарда лет назад, но стали обычны с 1,6 миллиарда лет назад. Первые из них напоминали очень мелкие простенькие гладкие шарики от 0,02 до 0,1 миллиметра размером. Между 1,1 и 0,8 миллиарда лет назад их многообразие и обилие возросли. Среди них завелись огромные (для этих организмов) формы — 0,2 миллиметра и более в диаметре. Очень большие акритархи, скорее всего, были сидячими на дне организмами.
Избыток водорослевого планктона привёл к печальным последствиям для донных бактериальных сообществ, в том числе строматолитовых. Бурное развитие водорослей в толще воды ухудшало освещённость морского дна. Зависимые от светового потока строматолиты не могли сдвинуться на мелководье, где планктон не так многочислен. Туда их не выпускали водорослевые луга. Водоросли, растущие гораздо быстрее микробных строматолитов, заняли их основные местообитания. Обилие донных бактериальных сообществ пошло на убыль.
Но водорослевый планктон не только застил свет строматолитам. Ранее уже говорилось об альбедо земной поверхности и его значении для климата. Даже “цветение” планктона повышает альбедо водной поверхности, поскольку облака небесные прямо связаны с облачками планктона. Планктонные водоросли накапливают особое соединение серы — диметилсульфид. Водорослям он необходим для поддержания давления внутри клетки. Это вещество выделяется наружу при их выедании. Формула его похожа на причёску с шестью косичками.
Как и положено косичкам, они так и напрашиваются, чтобы за них подёргали или что-нибудь к ним прицепили. Так и происходит. При поступлении в атмосферу это ломкое соединение распадается и, растворяясь в воде, превращается в кислотные капли. Капли служат затравкой для сгущения водяного пара. А чем кучнее облачность, тем меньше тепла получает планета. Ведь облачный покров отражает тепло обратно. Причём продукты распада водорослевых соединений не только повышают яркость облаков, но и продлевают время их существования. И всё это усиливает альбедо. А на холоде водоросли ещё больше выделяют своего любимого вещества. Самое удивительное в этой заоблачной истории, что при пониженной температуре снаружи проще поддерживать давление внутри (клетки). Получается, что водоросли как бы устанавливают погоду по своему вкусу.
Из современных планктонных водорослей основными поставщиками серных соединения являются динофлагелляты, кокколитофориды и диатомовые (о них речь впереди). Они производят до 50 тонн серы ежегодно.
Общее падение температуры в позднем протерозое было вызвано не только уплотнением облачного покрова. Начавшийся рост ледников всё больше обнажал сушу для выветривания. Среди выносимых с суши элементов были соединения железа, фосфора и других важных для водорослей веществ. Возрастала продуктивность водорослевого планктона. Соединения фосфора высвобождались из органических веществ прямо в верхних слоях океана. Они использовались новыми поколениями планктона. Повысились темпы захоронения органического вещества. Поскольку на его изготовление требуется углекислый газ, происходило общее ослабление “парникового эффекта”. (Для последнего, четвертичного ледникового периода отмечается прямая связь высокой продуктивности планктонных водорослей с низким содержанием в атмосфере углекислого газа). Холодало. Разлагавшие органику сероводородобразующие бактерии перестали поспевать за поступлениями органического вещества. Распад цепи из производителей, потребителей и разрушителей привёл к выбросу кислорода. Уровень его содержания в атмосфере подскочил до 10—15%, считая от нынешнего.
Так планктонные шарики основательно вмешались в климатические дела земного шара. В конце протерозоя (750—550 миллионов лет назад) его бросало из жара в холод с преобладанием последнего. Особенно обширное оледенение пришлось на начало вендского периода, которым заканчивался протерозой.
В 1982 году мне удалось посетить родину вендов и вендского периода —Подолию, что на Украине. Случилось так, что американскому физику Джозефу Киршвинку, который разгадал выкрутасы пчелиных плясок, раскопал остатки древнейших магниточувствительных бактерий и нашёл кусочки магнетита в мозге голубей, китов и человека, приспичило узнать, где в вендском периоде (605 - 550 миллионов лет назад) находилась Балтия.
Сейчас такого материка нет. Он превратился в восточную часть Европы. У каждого континента, как и у любого человека, есть своя судьба. Он нарождается, растёт, постоянно двигается и сталкивается с другими.
Примером служит судьба немецкого метеоролога Альфреда Вегенера. В двадцатые годы XX века он окончательно выбил почву из-под ног обывателей, сказав, что материки движутся (мобильны). Всякая гипотеза переживает два периода, прежде чем занять подобающее ей место в арсенале науки (или на пыльных книжных полках в забытом библиотечном подвале). Сначала она и её создатель (при жизни) считаются сумасшедшими и недостойными даже критических упоминаний на страницах истинно научных произведений. Затем он (чаще посмертно) признается гениальным, а она привлекается для объяснения вся и всего. Нетрудно догадаться, что основная причина глубокой неприязни и почти сорокалетнего забвения гипотезы Вегенера крылась в посягательстве метеоролога на основы геологической науки.
В шестидесятые годы, учёные наконец-то смогли всерьёз взяться за исследование океанического дна. Выяснилось, что Вегенер был прав, и материки двигались и двигаются. До нас осознание сего факта почти подпольно добралось ещё лет на десять позже. В конце семидесятых, когда весь мир перешел на мобилистские карты прошлого, будущие геологи рисовали Землю давних времен по канонам современной географии (фиксистские реконструкции). Лишь в выпускной год, в курсе под стыдливым названием “история геологических наук”, профессор Виктор Евгеньевич Хаин объяснял, чем же живёт современная геология. Поэтому исходя из постулата, что главное для студента — знать точку зрения преподавателя, был сделан вывод, что нужно быть “фиксистом”, но с лёгкой примесью “мобилизма”.
Итак, в чём суть мобилизма? Посередине океанов проходят огромные хребты, названные срединно-океаническими. Вдоль хребтов тянутся рифтовые долины. (Рифт, по-английски — расщелина). Изливающаяся по обе стороны расщелины лава застывает гигантскими полосами, самые древние из которых находятся от неё дальше всех.
Рифтовые долины являются теми линиями напряжения, по которым происходит сначала раскол, а потом и раздвиг плит, а с ними и материков. Расходясь, они сталкиваются с другими. Например, Азия состоит из нескольких, ведущих каждая свой образ жизни плит: Индия до сих пор не успокоилась и упрямо прёт в прочую Азию, от чего у той лезут вверх Гималаи. Если бы Христофор Колумб отплыл на поиски страны пряностей в наши дни, ему пришлось бы преодолеть на пять-десять метров больше, прежде, чем его вперёдсмотрящий заметил бы острова Америки. Примерно на столько же увеличился бы путь Тура Хейердала на “Кон-Тики”. Со времени путешествия Колумба прошло пятьсот лет, а Хейердал ставил свой опыт всего пятьдесят лет назад, но Срединно-Тихоокеанский рифт раздвигается быстрее Срединно-Атлантического.
Чтобы узнать где раньше находился тот или иной материк, существует на первый взгляд немудрёный, но технически сложный метод. Наша планета представляет собой огромный магнит с полюсами, положение которых не сильно отличается от положения полюсов географических. Продолговатые частички глины, постоянно оседающие на морское дно, тоже являются магнитами, но маленькими. Словно магнитная стрелка, колебания которой остановлены нажимом пальца, каждая частичка застывает в породе, указывая направление на магнитный (а, значит, и географический) полюс в тот момент, когда осадок стал твёрдой породой. Используя ископаемые “компасы”, из одного возрастного среза на нескольких континентах, можно установить, где был каждый материк в искомое время.
На поиски глиняных компасов мы с Джо и отправились из Москвы в Подолию, где за два дня, согласно строгим, но как всегда бессмысленным указаниям чиновников, предстояло сделать то, на что требуется не меньше двух недель. Просверлить несколько сотен дырок в породах и замерить углы залегания самих пород и полученных дырок, чтобы не перепутать нынешний Северный полюс с “ископаемым”.
Наверное, вдоваль наглядевшись на страну, где всё происходит вопреки здравому смыслу, профессор Калифорнийского технологического института и придумал “снежок”. Иначе говоря — земной мир, где материки и ледники расползаются по обе стороны от экватора. На полюсах же царила чуть ли не тропическая жара. Во времена всех более поздних оледенений крупные массы материков располагались как раз наоборот — вблизи полюсов. Чтобы обосновать эту “противоестественную” модель, и нужно было доказать, что материки действительно находились вблизи экватора.
Верно ли это предположение для всех материков — не ясно до сих пор. Но как ни крути куски континентов на глобусе, хоть несколько из них всё равно оказываются между Северным и Южным тропиками, а вместе с ними и вендские ледниковые отложения. Этой странности пришлось искать объяснение. Даже самый обширный ледниковый покров не спускается с полюса ниже широты 25 градусов. Полярной шапки, напяленной по самый Гондурас, быть не может. В том смысле, что если такое произошло бы, то осталась бы Земля снежным комком навсегда.
Про ледяное кольцо, подобное кольцам Сатурна, которое затеняло бы экваториальный пояс, лучше сразу забыть. Объяснить, куда оно делось — невозможно. Но если бы плоскость экватора Земли была завалена на 55 или более градусов по отношению к плоскости её орбиты, то каждый из полюсов получал бы больше солнечного тепла, чем экваториальная область. (Далёкий Уран летает по своей орбите, лёжа на боку; а его ось вращения всего на 8 градусов не совпадает с плоскостью орбиты). Снег, выпавший в этой области, благодаря своей белизне повышал бы альбедо, то есть белизну планетную. И снежные покровы в конце концов стали бы ледниками. Следы морозного расклинивания вендских пород остались в Южной Австралии, Шотландии и Мавритании, которые находились неподалёку от экватора. В своём нынешнем положение, с осью почти перпендикулярной плоскости орбиты, Земля оказалась бы в конце вендского периода, когда масса материков стремительно переехала из низких широт к Южному полюсу. Согласно другой версии, слишком высокое содержание углекислого газа в атмосфере превратило её из теплоизолирующей оболочки в теплонепроницаемую для слабых лучей солнца. Дальше — снег — альбедо — и тому подобное (см. выше).
Для тех читателей, кто до сих пор не сполз с храпом под стол, сообщаю, что дальше будет интереснее и понятнее. А пока — первая из обещанных сказок:
Это теперь теремки чаще взрывают. А когда-то их в основном возводили.
Жили тогда на свете (и в темноте тоже) исключительно очень маленькие существа. Настолько мелкие, что ни в сказке сказать, ни в микроскоп, как следует, разглядеть. Да и глядеть в микроскоп было некому. Не было тогда ни тех, кто туда смотрел, ни самих микроскопов. Даже того, из чего микроскопы делают — металлов всяких — тоже не было. Просто, очень маленькие существа, которые собственно и создают залежи железа и других металлов, ещё ничего наделать не успели.
Жили эти очень маленькие существа дружно, но поодиночке. Наскучила им такая жизнь. Решили они поселиться вместе. Построили теремок. А поскольку это был самый первый на всей Земле теремок, никто не знал, как его правильно складывать. Стены возвели. Крышу покрыли. Полы настелили.
Вроде бы всё — как надо. Ан, жить в том теремке оказалось невмоготу. Темно в нём было и дышать нечем. Так в темноте, затаив дыхание, и жили в теремке эти очень маленькие существа.
Вдруг в один прекрасный день в теремок кто-то постучал. Пока очень маленькие существа искали в темноте, где дверь, прекрасный день подошёл к концу. Но не потому, что слишком долго дверь искали, а потому, что дни (и ночи) были тогда намного короче нынешних.
Ночью очень маленькие существа дверь открыть побоялись. Мало ли кто там может быть — большой и страшный. Ведь для очень маленького существа любой другой будет, если и не страшным, то уж большим наверняка.
Наступил следующий прекрасный день. Отворили они дверь. Стоит за дверью ещё одно очень маленькое существо и от смущения пурпуром переливается.
— Пустите, — просит этот пурпурный гость, — меня в теремок.
— Куда же мы тебя пустим? — хозяева отвечают. — Здесь и так дышать нечем.
(В теремке и вправду серой попахивало. Тоже, наверное, от смущения).
— Вы меня только пустите. Дышать сразу легче станет.
Озадачились очень маленькие существа. Но потому, как были они существами хоть и маленькими, зато гостеприимными, пустили пурпурного просителя к себе.
Прижился пурпурный гость в теремке. Хозяйство своё отладил. И действительно стало дышать легче.
Прошло ещё много прекрасных дней. Опять стучат снаружи. Снова заползали очень маленькие существа в темноте, пока дверь отыскали.
Стоят за нею новые гости. Одни — красные, другие — золотистые, третьи — зелёные, а некоторые — даже сине-зелёные. Но всё такие мелкие.
— Пустите нас, — говорят, — в теремок жить.
— Мы бы и рады вас пустить, — хозяева извиняются, — да темно у нас тут. Передавим в темноте друг друга того и гляди. Да и куда глядеть, коль ничего не видно?
— Вы нас только пустите, — разноцветные объясняют, — и свет в теремке появится.
Стали они жить вместе. Хозяева жилплощадь предоставляют. Пурпурные помещение проветривают. А красные, золотистые, а главное — зелёные и сине-зелёные солнечные батареи на крыше устроили и освещение наладили. Стало в теремке светло.
Какое-то время спустя опять в дверь стучат. Ну, при свете-то её быстро открыли. А там кто-то такой бледненький и совсем махонький извивается.
— Пустите, — просит, — в теремок жить.
— Мы бы со всей душой, — хозяева вздыхают. — У нас теперь и дышится легко, и видно всё, да больно тесно стало. И съели вокруг теремка уже всё почти. Пора бы в другое место податься, да теремок бросить жалко.
— Ничего, — новый гость соглашается. — Я тут на крылечке примощусь. Может, и пригожусь для чего.
Легли хозяева почивать. На утро дверь открывают, чтобы гостя нового проведать. Глядь — стоит теремок в другом месте, лучше прежнего.
Новый постоялец, хоть и совсем махонький был, но так извернулся, что сдвинул весь теремок с места и на новое место перетащил.
А поскольку он снаружи теремка постоянно торчал, приспособился жилец этот обо всём, что там снаружи происходит прочим соседям рассказывать. И про то, что там есть вкусного. И про то, где холодно, а где теплее. И о том, что чем пахнет.
Стало в теремке веселее прежнего. Со временем все сбросились, кто что мог, и компьютерный центр наладили. Но не для того, чтобы в стрелялки да пулялки поигрывать, а чтобы всю информацию о теремке там схоронить.
Информация та на особых лентах полосатых записана была. Значилось на них, и как теремок заново отстроить. А чтобы накопленная информация зря не пропадала, делили эти ленты пополам. Потом с соседними теремками такими половинами обменивались. Как обмен наладился, в каждом теремке много чего нового узнали. Стали тогда теремки многоквартирными да многоэтажными строить. Сначала из одинаковых блоков. Потом из разных. Так, чтобы и кухня отдельно была, и санузел от кухни отгорожен. И всякие другие подсобные помещения при нём находились.
И были то уже не просто теремки, а палаты белокаменные.
Протерозой длился два миллиарда лет. За это время прекратился круговорот железа, ушедшего в железистые кварциты. Постепенный рост материков и разрушение метановой оболочки привели к началу оледенений, а оледенения — к перемешиванию океанических вод, обогащению их кислородом и выносу питательных веществ. С расширением пространства доступного жизни началось преобразование самих организмов, и около одного миллиарда лет назад микробные сообщества были разбавлены эукариотами. Кислородная атмосфера вкупе с похолоданием положили конец господству бактериальных сообществ, но дали начало поступательному развитию эукариот, которым требовалось больше энергии. Бактерии, постоянно меняли условия среды. Но преобразуя их, они сделали планету пригодной для эукариот и, особенно, многоклеточных животных. Последние отныне получили практически неизменные условия, в рамках которых лишь замещали друг друга, постоянно прибавляя в разнообразии и сноровке. К самому концу протерозоя эукариоты существенно потеснили прокариот. Бурный рост водорослевого планктона отрицательно повлиял на освещённость морского дна и климат. Обилие микробных строматолитов в морских отложениях сократилось. На их место пришли водорослевые луга, среди которых поползли первые многоклеточные животные.