Милькович. Жизнь и история земли (1928)

Азии от Китайского щита (впоследствии эти два щита соединились и, постепенно обрастая горными цепями, образовали материк Азии). В разных местах Азии — в Индии, в Гималаях — мы встречаем разрозненные выходы кембрийских слоев: здесь, следовательно, простиралось море, но как далеко шло оно на запад, соединялось ли с морем южной Европы, оставившим лоскуты своего осадочного покрова в Италии и Испании, сказать достоверного ничего нельзя. Ясно, что по таким отрывочным данным нельзя составить себе отчетливого представления о физико-географических условиях столь отдаленного времени.

Мы не знаем фауны более древней, чем кембрийская. Но из этого совсем не следует, что кембрийский органический мир есть мир первозданный. Кембрий — не начало жизни вообще. В кембрийских слоях мы находим уже довольно богатый и, главное, весьма разнообразный животный мир (рис. 88). Среди него мы различаем представителей простейших одноклеточных, ки- шеч-нополостных, иглокожих, червей, моллюсков, членистоногих.

Ясно, что здесь уже налицо все главные группы беспозвоночных. Правда, некоторые группы представлены здесь наиболее примитивными формами, есть организмы, занимающие промежуточное положение между резко различными теперь группами; есть, наконец, и такие формы, которым лишь с трудом удается найти место в современной систематике. Но во всяком случае несомненно, что первые этапы своего развития животный мир прошел уже задолго до кембрия и к этому последнему периоду успел распасться на целый ряд дифференцированных ветвей. Однако памятники этих первых моментов жизни на земле, хранившиеся в докембрийских породах, навсегда уничтожены метаморфизацией1. В кембрийских слоях не найдены позвоночные, но и они безусловно существовали уже, так как в следующую затем эпоху— в силур — мы видим довольно значительное число рыб: их более примитивные предки, конечно, должны были быть и в кембрий. Что касается растений; то из кембрия нам известны лишь очень неясные остатки их. Повидимому флора кембрия была представлена только водорослями.

Когда геологам в целях сравнения кембро-силурийских отложений различных местностей пришлось разделить всю толщу этих систем на отдельные этажи, они должны были выбрать из всех кембро-силурийских организмов несколько наиболее характерных, которые отмечались бы сильной изменчивостью в течение кембрия и силура. Выбор их пал на трилобитов и граптолитов, которые и стали «руководящими формами» кембро-силура.

Несуществующая в настоящее время группа трилобитов относится к ракообразным (тип членистоногих). Свое название они получили из-за того, что тело их, одетое сверху плотным панцы-рем, разделялось и в продольном и в поперечном направлении на 3 лопасти (рис. 89). Средний отдел тела (туловище) состоял из отдельных подвижных сегментов, и благодаря этому трилобиты обладали способностью свертываться наподобие мокриц. На верхней

1 Неясные следы органической жизни в верхних этажах архейских горных пород позволили геологам выделить эти этажи в особую систему — альгонскую.

151

стороне переднего, или головного щитка находились большие сложные глаза, но наряду с этим многие трилобиты были совсем лишены глаз, что, повидимому, указывает на них как на обитателей морского дна. С нижней стороны тело трилобитов снабжено было жабрами, жевательными придатками и лапками для плавания и ползания по дну.

Трилобиты существовали вплоть до каменноугольной эпохи. Но расцвет их приходится на кембрий и силур1. В кембрийский период различные виды их были строго приурочены к различным отделам системы слоев. Поэтому и удалось разделить всю толщу кембрийских осадков на 3 крупных отдела и на несколько более мелких зон. Раз это было сделано, тотчас вся толща кембрия в глазах геологов стала чем-то живым, полным движения: вместо пестрого, но путаного и — в глазах первых исследователей — в общем однотипного комплекса горных пород, перед геологами обнаружилась серия разнообразных пластов, закономерно сменявших друг друга; в смене этих пластов можно было теперь прочесть запись различных условий морского дна — то

мелководного, глинисто-песчаного, то глубоководного — известкового. Мало того: сравнивая осадки разных ярусов и разных местностей, можно было прослеживать, как менялись очертания морского бассейна, как море то надвигалось на кристаллические щиты, то сходило с них, заполняя лишь глубокие прогибы земной коры.

1 Из кембрийских отложений известно 282 вида трилобитов, из нижне-си-лурийских — 866, из верхне-силурийских — 482, из девонских —105, из каменноугольных —15 и из пермских

— 1.

152

Таково значение трилобитов как «руководящих ископаемых» для геологии. Но не менее велико их значение и для самой палеонтологии. Современные членистоногие разделяются на 4 класса: ракообразных, паукообразных, насекомых и многоножек. Совершенно очевидно, что высшее место по своему развитию занимают насекомые, низшее — многоножки, тесно соприкасающиеся с типом червей. В настоящее время перечисленные классы членистоногих резко обособлены друг от друга. Не то, однако, было в глубокой древности, и в этом отношении вымершая группа трилобитов может дать нам руководящую нить в распутывании тех сложных соотношений, какие должны были существовать между отдельными ветвями членистоногих. Добавим только, что кроме трилобитов существовали еще 2 группы вымерших члени-

стоногих — мечехвосты (рис. 90) и так называемые гигантские рак и. В настоящее время мечехвостов существует всего 2 вида. Современный мече- хвост—м олуккский рак в стадии личинки настолько напоминает трилобитов, что становится совершенно ясной связь мечехвостов с этими раннепалеозойскими ракообразными. Такая форма, как верхне-силурийский г е м и а с п и с (рис. 91), наглядно представляет переход от трилобитов к мечехвостам. Гигантские раки (рис. 92) тоже находятся в связи с трилобитами: за это, говорит, например, трилобитообразная форма. личинки одного из гигантских раков — эвриптера (рис. 93). Итак, трилобиты стоят у истока двух ветвей членистоногих — мечехвостов и гигантских раков. Но, с другой стороны, как мечехвосты, так и гигантские раки во многих отношениях «стоят уже близко к классу паукообразных, как бы намечая переход от трилобитов к скорпионам. Если это так, то в лице трилобитов мы имеем группу вымерших животных, связывающих два класса чле-нистононогих — раков и пауков. Из силурийских же слоев нам известны и первыенастоящие скорпионы (рис. 94).

Для детального расчленения силурийской толщи геологи воспользовались другими вымершими животными — граптолитами, которые позволили установить в силуре до 30 отдельных зон. Граптолиты, почти исключительно

153

свойственные кембрию и силуру, принадлежат к типу кишечно-полостных, к классу гидроидов1. Черные хитиновые скелеты их колоний, встречаясь часто в слоях сланцев, богатых углеродистыми и сернистыми соединениями, производят впечатление затейливых рисунков, нанесенных кисточкой на поверхности камня (рис. 96).

Всилурийский период начинают играть выдающуюся роль в морской фауне головоногие моллюски, ив следующую — девонскую—эпоху их представители становятся уже руководящими формами. Ввиду исключительного значения их в геологии мы сейчас же Скажем о них несколько слов, хотя при описании их эволюции нам придется выйти далеко за пределы палеозоя.

Впростейшем случае известковая раковина головоногих моллюсков представляет слегка расширяющуюся трубку, разделенную вогнутыми перегородками на отдельные камеры: с ростом тела животное надстраивало себе

1 Второй класс составляют кораллы. Настоящие, строящие рифы кораллы появились лишь во вторую половину силура, и в толще, верхне-силурийских отложений имеют широкое распространение коралловые известняки. В начале же палеозойской эры вместо кораллов строителями рифов являлись та буляты, принадлежавшие, как и граптолиты, к тому же классу гидроидов. Подобно кораллам, они образовывали колонии, состоявшие из параллельных известковых трубочею разделенных поперечными перегородками (рис. 95). Они существовали во время всего палеозоя.

154

камеру за камерой, обитая всегда в самой передней из них, тогда как задние заполнялись воздухом (рис. 97). Кожистый тяж, или сифон отходил от заднего конца тела и протягивался вдольвсей раковины, прободая перегородки. Древнейшая группа головоногих обладала совершенно прямой раковиной, но рядом постепенных переходов прямые формы (ортогцерас — рис. 98) связываются с формами изогнутыми (рис. 99) и, наконец, со свернутыми в плоскую спираль. Эти спирально свернутые формы составляют семейство наутилид. Сперва междукамерные перегородки имели наиболее простую форму — форму вогнутого часового стекла; впоследствии, начиная с каменноугольной эпохи, перегородки становятся несколько изогнутыми. Равным образом по мере дальнейшей эволюции некоторые наутилиды приобретают раковину, закрученную» не в виде плоской спирали, а в виде конуса, как у ули-

ток. Замечательно, что в разные моменты геологической истории для различных групп наутилид наступали периоды регрессивного развития и раковина их снова приобретала форму простого цилиндра. Это возвращение к первобытной форме у некоторых наутилид можно заметить и в течение их индивидуального развития: в молодости их раковина представляла плоскую спираль, к старости вытягивалась в прямую трубку.

Наибольшего развития наутилиды достигают в палеозойскую эру, но и в позднейшие эпохи они не сходят с геологической сцены. Даже до настоящего времени дожил один их род — наутилус, или кораблик, представленный шестью видами (рис. 100).

155

156

В нижнедевонскую эпоху рядом с наутилидами появляется более высоко организованная группа головоногих — аммонои-деи. Как общее правило, они обладают спиральной раковиной с оборотами, то лишь слабо касающимися друг друга, то охватывающими друг друга так, что внутренние (молодые) обороты раковины почти скрываются под оборотами внешними. Перегородки между камерами становятся все более сложными и извилистыми и, просвечивая сквозь тонкую раковину, образуют на наружной по--верхности тела животного своеобразный рисунок, — так называемую лопастную линию. Нетрудно заметить, что каждая данная особь по мере своего индивидуального развития переходила от более простых лопастных линий в молодости к более сложным. Сифон, прободавший у древнейших форм междукамерные перегородки по их середине, теперь смещается к наружной стенке раковины, к внешнему, нередко крутому, перегибу ее. Этот наружный перегиб соответствует брюшной стороне тела животного, помещающегося в жилой камере, и таким образом животное плавало в воде так, что спираль воздушных камер раковины помещалась у него на спинной стороне (рис. 101). Раковина аммоноидей нередко была покрыта снаружи сложной и разнообразной скульптурой складок, ребер и бугорков, а на внешнем перегибе своем несла часто приподнятый киль.

В девон представителями аммоноидей являются гониатиты. Они отличаются особым строением своих перегородок. Рассматривая лопастную линию гониатитов сверху (рис. 102), мы видим в ней части, выступающие вперед по направлению к жилой камере и к устью раковины, и части, отступающие назад, в сторону молодых оборотов. Первые называются седлами, вторые — лопастями. У гониатитов очертания седел округлы, лопастей— за-

157

острены. Сопоставляя лопастные линии различных гониатитов, последовательно сменявших друг друга с течением времени, можно видеть, что позднейшие и более сложные формы в процессе своего осложнения повторяли вкратце те стадии, которые были пройдены их предками. Особенно характерные для девона гониатиты окончательно вымерли в триас. Но интересно отметить, что по мере своего развития те или другие группы гониатитов испытывали временами и регрессивное движение, приобретая иногда даже вполне прямую форму раковины. Несомненно, это явление надо считать признаком вырождения той группы головоногих, среди которой оно наблюдается. От гониатитов ведут свое начало высшие формы головоногих — це рати ты, характерные для триасового периода, и аммониты, необыкновенно развившиеся в тече-

ние мезозойской эры, но не перешедшие за пределы ее. Лопастная линия продолжала осложняться: у цератитов седла сохраняют попрежнему округлые очертания, лопасти же становятся мелко зазубренными (рис. 103); у аммонитов и седла становятся разрезными, и вся лопастная линия походит на очень сложный узор (рис. 104)1. Типы лопастных линий аммонитов чрезвычайно разнообразны и наряду с формой раковины и с ее скульптурой являются важными систематическими признаками. С удивительным постоянством сохраняется тот или другой тип в данной груп-

пе аммонитов, и в то же время по мере индивидуального развития какогонибудь организма быстро и кратко проходят те стадии, которые были нормально свойственны предкам данного вида. Все это делает изучение аммони-

1 Усложнение лопастной линии — другими словами, самих междукамер-ых перегородок — было вызвано, невидимому, чисто механическими причинами: задня т часть тела животного непосредственно примыкала к перегородкам, и, чем сложнее была поверхность перегородки, тем больше точек соприкосновения имело тело животного с воздушной частью раковины,1 помешавшейся на спине аммонита. Это обстоятельство помогало животному сохранять устойчивое положение.

158

тов весьма важным для уяснения общих законов эволюции. Немного найдется организмов, которые, подобно аммонитам, так точно записывали бы в своей раковине ход своих возрастных изменений: Разняв спиральную раковину аммонита на отдельные камеры, мы видим перед собою весь онтогенезис данной формы. Но так как по. известному биологическому закону онтогенезис (развитие особи) есть краткое повторение филоге-.незиса (развитие всей данной группы), то в молодых оборотах аммонита мыгможем найти указание на то, каковы были его предки и среди каких аммонитов нижележащих слоев этих предков следует искать. Приведем один пример. В том месте, где сифон прободает междукамерную перегородку, на перегородке, имеется небольшая известковая трубочка, на некотором расстоянии сопровождающая сифон. Такие сифонные трубки у древнейших форм головоногих обращены назад; у форм второй половины палеозоя они обращены и назад и вперед; наконец, у форм мезозойских они обращены только вперед. Оказывается, что мезозойские аммониты кратко проделывают ту же эволюцию, перемещая все указанные три стадии в свой онтогенезис: на молодых оборотах сифонные трубки обращены назад, на взрослых — вперед.

Но изучение внутренних оборотов аммонитов знакомит нас еще с одним интереснымявлением. Иногда на молодых камерах неожиданно появляется какой-нибудь новый признак (напр, новый скульптурный элемент); он существует некоторое, очень короткое время, и затем бесследно исчезает; дальнейший онтогенезис аммонита протекает по шаблонному для данного вида пути. Но проходит некоторое геологическое время. И вот в вышележащих слоях появляются новые аммониты, у которых признак этот, промелькнувший было в молодости у предков, усиливается и становится доминирующим признаком нового вида. Эти, открытые акад. Павловым, «пророческие стадии» развития становятся в наших глазах руководящей нитью для перехода от предков к потомкам, и рядом с тем законом, что «онтогенезис есть повторение филогенезиса», обнаруживается новый закон — закон «предварения филогенезиса онтогенезисом». Если первый выявляет консервативную тенденцию эволюции, то второй отмечает начало прогрессивное. Учитывая оба закона, мы можем теперь сказать: детство организма есть явление очень сложное, в нем причудливо переплетается старое и новое, пережитое и грядущее. Детство полно атавистических черт и вместе с тем нередко скрывает в себе зародыши дальнейшего прогресса, которым суждено проявиться во всей полноте, быть может, лишь в отдаленном будущем.

Бее это вместе взятое позволило палеонтологам с необыкно венной тщательностью изучить эволюцию аммонитов и выяснит-взаимное отношение между различными группами их. Мы можем шаг за шагом проследить, как от девонских гониатитов отходят все новые и новые ветви аммонитов, как развиваются они в различных направлениях, одни быстро, дру ие медленно, как время от зремени вырождение постигает ту или другую группу их и группа эта сходит со сцены, дав перед вымиранием своим развернутые или прямые

159

формы, с лопастной линией, упростившейся до цератитового или даже гониатитового типа.

Если мы выведенное палеонтологами «генеалогическое древо» аммонитов наложим на толщу пластов земли, то к услугам геолога будет прекрасное средство для исторического изучения бассейнов минувших эпох, Отдельные моменты эволюции аммонитов будут отмечать собою различные периоды, устанавливать одновременность осадков, а по географическому распространению тех или других видов мы будем в состоянии следить за изменениями очертаний моря.

Кембрийская и силурийская системы. Вернемся к геологическим памятникам раннего палеозоя. Выходы кембрия и силура сосредоточены у нас в Прибалтийском крае. По данным буровых скважин, по обнажению к югу от Ленинграда, вдоль южного берега Финского залива, по р. Ловати в Псковской губ. и у Вышнего Волочка в Тверской губ. строение кембро-силурийской толщи представляется нам в следующем виде.

Самым нижним слоем кембрийской системы является синяя или голубо- вато-зеленая глина со скудными остатками органической жизни (ядрами корненожек, трилобитами и роговыми раковинками древнейшего плеченогого — лингулии, указывающими на нижне-кембрийский возраст этого слоя. Море, отложившее эту глину, обладало незначительной глубиной, и несомненно, что сама глина является продуктом выветривания кристаллических пород Балтийского щита. Кверху синяя глина становится более песчанистой (море мелеет) и постепенно сменяется слоем белого кварцевого песчаника. По имени встречающейся в нем раковины, плеченогого оболу с а, песчаник этот называется оболовым. Он находит себе применение в хрустальном производстве. Обо-ловый песчаник в свою очередь прикрывается слоем черного горючего сланца, получившего название диктионемового по имени часто встречающегося в нем граптолита диктионемы; Этим и заканчивается у нас кембрийская система.

Море продолжало мелеть. Как памятник его регрессии появились в песках зерна главконита. Фауна слоя главконитовых песков представляет собою уже смесь кембрийских и силурийских форм: кембрий постепенно сменился силуром.

Вслед затем началось углубление бассейна. Образовалась толща главконитового известняка. Кверху она переходит в слой ортоцератитового извест-

160