Д. Рауп, С. Стэнли. «Основы Палеонтологии»

Не все растения и животные имеют одинаковые шансы сохраниться в виде окаменелостей. На фото I¹ показаны некоторые примеры необычно хорошей сохранности ископаемых остатков. Все они найдены в юрских зольнхофенских известняках (южная Бавария, ФРГ).

Скелет ракообразного Penaeus, представленный на фото I, Л, сохранился почти в целости, причем отдельные элементы скелета находятся в своем естественном положении. Само по себе это было бы еще не так удивительно, но здесь запечатлены некоторые интересные подробности — на фотографии они отмечены стрелками. Ясно видно, что тело животного упало на дно, оставив на поверхности мягкого осадка следы падения, ныне запечатленные в породе. При ударе о дно возникли отпечатки спинного медианного киля (1), а также рострума (2) и глаз (3). Затем тело перевернулось, оказавшись в том положении, в котором его ископаемые остатки и были найдены.

¹ Все фотографии помещены в конце книги. — Прим. ред.

Фиг. 1. Следы пермского пресмыкающегося из Большого каньона (США). Следы хорошо сохранились, но скелетных остатков этих животных в породах не найдено

На фото I представлен также ископаемый мечехвост Mesolimulus. Нет ничего необычного в том, что сохранился такой сравнительно прочный скелет, но на куске породы видны также следы животного — последние его следы! Рабочие карьеров в районе Зольнхофена давно уже знают, что лучший способ найти ископаемое членистоногое — это идти по его следам по поверхности напластования известняков.

Наконец, на фото I показаны остатки небольшой птицы Archaeopteryx. Сохранились отпечатки тонких перьев. Говорят, первые рисунки ископаемых головоногих моллюсков из Зольн-хофена были сделаны чернилами из сохранившихся чернильных мешков моллюсков.

Такая поразительно хорошая сохранность — не исключение, а скорее правило для Зольнхофена. Однако для палеонтологической летописи в целом она не типична. По степени сохранности окаменелостей в один ряд с зольнхофенскими известняками можно поставить хунсрюкские сланцы (германский девон), сланцы Бергесс (кембрий Британской Колумбии), асфальтовые отложения Ла-Бреа (плейстоцен южной Калифорнии), сланцы Мэзон-Крик (карбон Иллинойса), балтийский янтарь (олигоцен) и многие другие породы различных стратиграфических интервалов. Каждый из перечисленных примеров отличается от других многими биологическими и геологическими особенностями.

Случаи плохой сохранности в определенном смысле сложнее. Если в породе совершенно нет окаменелостей, то это может означать, либо что в этом месте и вблизи него растений и животных не было, либо что они были, но не сохранились, либо, наконец, что они подверглись захоронению, но потом их остатки были разрушены. Следы пермского пресмыкающегося, показанные на фиг. 1, — прекрасный пример хорошей сохранности, однако остатки самого животного не найдены. Очевидно, здесь преобладали условия, благоприятные для сохранения следов, но не скелетов.

Далее в этой главе мы рассмотрим условия фоссилизации более подробно, однако прежде мы ознакомимся с общими особенностями палеонтологических данных.

Число видов

Сейчас известно около 1,5 млн. современных видов растений и животных. Эта оценка учитывает только найденные, описанные и классифицированные виды; значит, на самом деле их гораздо больше. Ежегодно открывают новые виды, и их число постоянно растет. Скорость, с которой растет число известных видов, различна для разных групп животных и растений. Так, за год описывается примерно 10 тысяч новых видов насекомых, тогда как неизвестных видов птиц осталось, вероятно, не более сотни. Такой контраст объясняется отчасти тем, что насекомые отличаются гораздо большим разнообразием (сейчас их известно около 850000, а птиц всего около 8600 видов), а отчасти тем, что птицы крупнее, более заметны и издавна привлекали внимание любителей и специалистов.

Число известных видов несколько завышено вследствие того, что некоторые виды оказываются описанными в литературе по нескольку раз под разными названиями. Но это мало влияет на общую цифру. По мнению некоторых специалистов, после того как работа по описанию и классификации ныне живущих видов будет завершена, число видов растений и животных составит примерно 4,5 млн. [70].

В то же время ископаемых видов известно всего около 130 тысяч. Это примерно 8,7% известных современных видов и менее 3% предполагаемого числа современных видов. Такое соотношение кажется особенно поразительным, если вспомнить, что палеонтологическая летопись охватывает многие сотни миллионов лет, тогда как современность с ее фауной и флорой — всего лишь мгновение геологической истории. Даже при сколько-нибудь сносных шансах на сохранение число ископаемых видов должно было бы во много раз превышать число видов, живущих ныне.

Есть несколько возможных объяснений сравнительной малочисленности ископаемых видов. Возможно, например, что биологическое разнообразие со временем возрастает. Тогда скудость палеонтологической летописи просто отражает малую степень разнообразия живого мира в геологическом прошлом.

А что говорит нам сама палеонтологическая летопись об изменениях разнообразия на протяжении геологической истории? По новейшим данным, начало этой летописи восходит к временам, удаленным от нас не менее чем на 3,2 млрд. лет [7, 54]. Древнейшие из известных ископаемых остатков — окаменелости из серии Онвервахт в Южной Африке — найдены в породах, возраст которых не ниже этой величины. Однако возможно, что летопись на самом деле длиннее, и не исключено, что будут найдены еще более древние остатки.

В горных породах, образовавшихся за эти 3,2 млрд. лет, ископаемые остатки распределены неравномерно. Более 99% найденных видов (их общее число составляет 130000) было найдено в фанерозойских отложениях (т. е. в породах, имеющих возраст менее 0,6 млрд. лет). В начале кембрия обилие и разнообразие ископаемых внезапно возрастает. Это может означать усиленную эволюционную радиацию, т. е. увеличение разнообразия. Обычно считается, что палеонтологическая летопись свидетельствует о постоянном повышении разнообразия, начиная с кембрия. Верно ли такое представление? Рассмотрим факты.

Мерой разнообразия обычно служит число таксонов (видов, родов, семейств и т. д.), существовавших в данный промежуток времени. На фиг. 2, А (данные взяты из [73]) показаны изменения наблюдаемого разнообразия от начала кембрия до наших дней. Ширина заштрихованных участков пропорциональна числу таксонов (как правило, семейств), известных в разные промежутки геологического времени. Как ясно из этой диаграммы (и подобных диаграмм, построенных другими авторами), в палеозое разнообразие неуклонно возрастало, в триасе оно уменьшилось, а затем в течение юрского и мелового периодов и в кайнозое заметно увеличилось. Уменьшение разнообразия в триасе обычно объясняют вымиранием многих форм. На более подробных диаграммах видно, что снижение разнообразия началось еще в конце палеозоя, в середине пермского периода.

Фиг. 2. Сравнительное число таксонов ископаемых растений и животных. А. Известное разнообразие, по литературным данным; выражено шириной заштрихованного прямоугольника [73]. Б. Мощность осадков за 1 млн. лет [80].

Но все обстоит далеко не так просто. На диаграмме, представленной на фиг. 2, А, не принят во внимание тот факт, что некоторые части стратиграфической колонки изучены лучше других. Чем моложе горные породы, тем полнее они охарактеризованы палеонтологически. Это, в частности, связано с тем, что молодые породы, лежащие ближе к дневной поверхности, отложены на более обширных участках по сравнению с древними. На фиг. 3 сравниваются площади обнаженных пород разного возраста на территории США. Заметьте, что площадь меловых обнажений примерно в 4 раза превышает площадь обнажений ордовикских пород, хотя продолжительность обоих этих периодов почти одинакова.

Фиг. 3. Сравнение площадей обнаженных пород разного возраста в США [62]

На фиг. 4 показана зависимость мощности пород от их возраста. Сначала может показаться, что скорость осадконакопления, начиная с кембрия, возросла. Но это не так. Такой ход графика объясняется тем, что более молодые породы по сравнению с древними полнее сохранились, лучше обнажены, и все это создает впечатление ускорения седиментации [62].

Рассмотренные факторы и привели к тому, что мы горазда лучше знаем органический мир поздних периодов геологической истории, поэтому из молодых отложений описано больше видов, чем из более древних. На фиг. 2 сопоставлены мощности пород различного возраста с данными о таксономическом разнообразии. Здесь взята именно мощность, а не площадь обнажений, так как она, очевидно, важнее для оценки относительного разнообразия ископаемых. Для многих периодов существует положительная корреляция между мощностью и степенью разнообразия. Поэтому можно думать, что современное разнообразие (предполагаемые 4,5 млн. видов) не слишком сильно превышает среднее разнообразие для геологического времени, начиная с кембрия.

<<   [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] ...  [76]  >>