Часть III

ФАНЕРОЗОЙСКАЯ ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА

Палеозойская эра (эра древней жизни) начинает последний крупный эон в истории Земли — фанерозой (время явной жизни), объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Название «палеозойская серия» впервые было предложено в 1838 г. английским геологом А. Седжвиком для обозначения по­род, перекрывающих группу первичных слоистых образований. В 1840 г. его соотечественник Дж. Филлипс применил термин «па­леозой» к «переходным» породам более высокого положения и ввел термины «мезозой» и «кайнозой».

Длительное время все три эры объединялись под общим наз­ванием «постдокембрийское время», пока в 1930 г. С. Чедвик не предложил для них название «фанерозой», а для протерозоя и архея — «криптозой».

Палеозойская эра — наиболее продолжительная эра фанеро-зоя. Она началась 540 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. В ее состав входят шесть периодов: кембрийский, ордо­викский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский. На геологических картах нашей страны принято трехчленное де­ление палеозойской эратемы. К нижнему палеозою отнесены кем­брий и ордовик; к среднему — силур, девон и нижний карбон, а к верхнему — средний и верхний карбон и пермь. В зарубежной литературе преобладает двучленное деление палеозоя. При этом граница между ними проводится в основании девонокой системы.

Проблема происхождения скелетной фауны палеозоя. Наибо­лее четким отличием палеозойской эры, как и всего фанерозоя, от более раннего криптозойского этапа развития Земли было стремительное развитие сложно организованных животных с твер­дым скелетом. Уже в отложениях конца кембрийского периода обнаруживаются представители всех основных типов беспозвоноч­ных животных, и даже, возможно, в это время уже существовали и первые примитивные хордовые.

И в то же время по отношению к растительному царству па­леозойская эра является условным подразделением и ее границы лишь отчасти отвечают рубежам эволюционного развития расте­ний. На рубеже докембрия и палеозоя каких-либо существенных изменений в составе растительного царства не происходит. В кем­брии, как и на протяжении почти всего криптозоя, растительность была в основном представлена простейшими, в частности синезе-леными водорослями, следы жизнедеятельности которых — стро­матолиты и онколиты — столь же обильны в карбонатных поро­дах раннего палеозоя, как и в древних докембрийских толщах. Наряду с синезелеными водорослями с конца докембрия сущест­вовали бурые, багряные и другие высшие водоросли.

Как объяснить почти внезапное появление в морских отложе­ниях кембрия представителей почти всех типов животного царст­ва? Являлись ли они в кембрийских морях иммигрантами из ка­кой-то другой среды или возникли и развились в докембрийских морях?

Высокий уровень организации кембрийской фауны и наличие в ее составе всех типов беспозвоночных показывают, что к началу кембрия царство животных должно было пройти значительный путь эволюционного развития. Вместе с тем имеющегося геоло­гического времени для такой эволюции явно недостаточно. Зна­чит, должна была быть очень высокая скорость эволюции, которой способствовали бы определенные резкие изменения среды обита­ния. Тем более, что кембрийская фауна не имела прежде пред­ков. Долгое время внезапность появления скелетной фауны объяс­нялась общим и достаточно сильным метаморфизмом докембрий­ских пород, якобы полностью уничтожившим следы докембрий-ской жизни, а также большим перерывом между образованиями докембрия и палеозоя. Но обнаружение на всех континентах мощных и к тому же неметаморфизованных толщ, лишенных ор­ганических остатков в одних случаях, и сохранение нежных, ли­шенных скелетов мягких тел эдиакарско-беломорской фауны — в других, показали всю несостоятельность подобного объяснения.

Эволюционные изменения, приведшие к появлению скелет­ной фауны, могут представляться двояким образом: как возник­новение у палеозойских групп организмов способности строить минеральный скелет или как быстрое обособление и становление новых групп организмов, сопровождающееся одновременным раз­витием у них скелетных образований. Необходимо объяснить в первом случае причину одновременного внезапного появления у различных групп морских организмов способности строить ске­летные образования, а во втором — причину необычайно быстро­го темпа эволюционного развития тех же групп организмов.

Как одно, так и другое, т. е. внезапное появление способности строить скелетные образования и неожиданное ускорение темпа эволюции, трудно объяснить без допущения стимулирующего вли­яния того или иного глобального фактора земного или космичес­кого происхождения. Именно на поиски этих факторов обращено внимание исследователей.

Возможность объяснения внезапного появления скелетной фауны из-за резкого увеличения солености Мирового океана до­вольно заманчива. Но она наталкивается на ряд трудностей. Из­вестно, что интенсивность соленакопления в различные эпохи фа-нерозоя сильно менялась, но эти колебания не были связаны с

изменениями общей солености Мирового океана, которая все вре­мя оставалась более или менее постоянной. Разница в масштабах соленакопления вызывалась другими причинами: климатическими и тектоническими. Поэтому вряд ли в эпохи, предшествующие фа-нерозою, не могли существовать лагунные условия, так как со­вершенно неясной, загадочной и невероятно труднообъяснимой остается причина предполагаемого резкого увеличения солености морских вод на рубеже венда и кембрия. Поэтому представление об обусловленности появления скелетной фауны вследствие резко­го увеличения солености Мирового океана должно быть оставлено как малообоснованное.

Это заставляет многих исследователей искать причину возник­новения скелетной фауны в ускоренном темпе эволюционного развития. Отсутствие остатков представителей раннекембрийских скелетных групп морских животных в отложениях, заключающих поздневендскую эдиакарскую фауну, показывает, что развитие скелетных групп должно было произойти чрезвычайно быстро, чуть ли не на протяжении всего нескольких миллионов, а возмож­но, и сотен тысяч лет.

Однако столь быстрый темп эволюционного развития немыс­лим без стимулирующего воздействия какого-то мощного внешне­го фактора. Таким фактором могло быть, по представлениям ря­да 'исследователей, воздействие на органический мир Земли жест­кого космического излучения. Установлено, что ультрафиолетовое солнечное, ионизирующее космическое излучение сильно воздей­ствуют на генную и хромосомную структуры живых организмов, резко усиливая их мутационную изменчивость. Одни наследуемые признаки понижают жизнеспособность организмов и в конечном итоге приводят к их вымиранию, другие — оказываются прогрес­сивными и способствуют выживанию в изменившейся окружаю­щей среде.

Русский геолог Л. И. Салоп (1977) развил идею, высказанную астрономами В. И. Красовским и И. С. Шкловским (1957), о свя­зи эпох усиления космического облучения и эволюционных взры­вов с вспышками сверхновых звезд в окрестностях Солнечной системы.

На другой возможный путь решения рассматриваемой проб­лемы обратил внимание Г. П. Леонов (1985). Он попытался объ­яснить «внезапное» появление и развитие скелетной фауны миг­рацией организмов — скелетоносителей из пресно- или солонова-товодных внутриконтинентальных водоемов в морские бассейны. Но для этого надо признать, что скелетные организмы уже су­ществовали в пресных водоемах. По мнению Г. П. Леонова, раз­нообразные по температуре воды, степени и типу ее минерализа­ции, рельефу дна и берегов и другим особенностям внутриконти-нентальные бассейны являлись более благоприятными местами для возникновения жизни, чем значительно более однообразные и постоянные обстановки океанских бассейнов. В дальнейшем раз­нообразие условий внутриконтинентальных водоемов могло явить-

10*

147

с* фактором, стимулирующим дифференциацию первичных форм жизни и обособление различных ее ветвей. Слабая минерализа­ция вод внутриконтинентальных бассейнов не стимулировала раз­витие скелетных образований у их обитателей, которые оставались мягкотелыми. Раньше других барьер солености преодолели наи­более примитивные и наименее приспособленные прокариотные организмы — бактерии, а вслед за ними и синезеленые водоросли.

Как гипотезы о космическом факторе, способствовавшем воз­никновению скелетной фауны, так и идея Г. П. Леонова о пере­селении фауны из континентальных водоемов в океанские бассей­ну обладают рядом недостатков, но все-таки гипотеза о косми­ческой радиации предпочтительнее, тем более, что она хорошо согласуется с временем появления и развития озонового экрана, спасающего жизнь представителям животного и растительного царств.

По мнению американского ученого М. Макменамина, широкое распространение некоторых элементов эдиакарско-беломорской и ранней раковинной фауны обусловлено расположением континен­тов в конце, протерозоя — начале фанерозоя. В это время ббль-щая часть суши находилась в приэкваториальной части, так как современные материки входили в состав гигантского суперма­терика. На границе венда и кембрия произошел раскол супер­материка. Образовавшиеся континенты на ранней стадии своего развития находились еще недалеко друг от друга. Именно это привело к тому, что животные в благоприятных физико-геогра­фических условиях могли беспрепятственно расселяться. Лишь только тогда, когда возникли археоциаты, и особенно трилобиты, начала складываться зональность, т. е. возникли различия в видо­вом и родовом составе между фауной разных регионов. Эти раз­личия особенно усилились при возникновении значительных вод­ных пространств между континентами.

Эдиакарско-беломорская фауна возникла в мире, для которо­го характерны единый массив суши, увеличение температурного режима и сравнительно небольшие запасы питательных веществ. Кембрийские организмы появились в другое время — во время распада суперконтинента, когда возникли протяженные берего­вые линии, причем основная масса прибрежных зон располага­лась в благоприятном тропическом климате. Протяженные и ши­рокие шельфы, отделенные от открытого моря поясами мелко­водного карбонатонакопления, являлись идеальными местами для Жизни животных, так как именно эти районы отличались изоби­лием пищи.

Что же послужило дальнейшей причиной быстрого расцвета животного мира? Повинны ли в этом только физико-географичес­кие условия среды обитания или ряд удачных перемен в генети­ческих программах животных? Или причина заключается в ка-кой-то особой комбинации этих явлений? Или, может быть, име­ли значение какие-то другие, еще неизвестные факторы? Будущие исследования позволят ответить на эти вопросы.