Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Надо полагать, что выход жизни на сушу повлек за собой повышение чистой продукции свободного кислорода. Поэтому участок кривой g—h изображен более крутым, чем участки d—е и /—g. Кислород быстро накапливался, так что его содержание стало превышать современный уровень, что доказывается рядом палеонтологических свидетельств, например существованием в верхнем каменноугольном периоде (около 0,3 млрд. лет назад) огромных насекомых. Очевидно, атмосфера была тогда богаче кислородом, чем сейчас. Затем содержание кислорода в атмосфере, видимо, колебалось в периоды герцинской и альпийской складчатости, оставаясь, впрочем, близким к современному уровню.
3. ИСТОРИЯ АТМОСФЕРНОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
Восстановить историю двуокиси углерода еще труднее, чем историю атмосферного кислорода. Во-первых, здесь мы не находим регулирующих механизмов, какие известны для кислорода, и, следовательно, не можем представить себе, как изменялось содержа-
ние двуокиси углерода в атмосфере. Мы можем лишь набросать кривую этого изменения так, как она нам представляется. Спады и подъемы уровня содержания СОг должны почти зеркально отражать изменения содержания кислорода (фит. 98). Очевидно, содержание двуокиси углерода и в атмосфере, и в океанах должно было возрастать в орогенные периоды и снижаться в геосинклинальные периоды.
Сведений об абсолютных значениях уровня СОг в различные эпохи мы не имеем, и цифра 10 PAL должна рассматриваться как весьма спорная. По мнению JI. Силлена (личное сообщение, 1967; гл. XIV, разд. 7), геохимические соображения не позволяют принять столь высокое содержание СОг: в этом случае на морском дне откладывались бы иные минералы, чем те, что мы находим теперь в осадочных породах морского происхождения.
Далее, в каждый следующий геосинклинальный период снижение уровня СОг, по-видимому, было более значительным, чем в предыдущий, так как биомасса фотосинтезирующих организмов неуклонно росла и с ней росло потребление двуокиси углерода. Поэтому наклон каждого последующего отрезка кривой (1—2,
3—4 и т. д.) сделан все более крутым. В то же время поступление двуокиси углерода из недр, как принято считать, было примерно одинаковым во все орогенные периоды. Ось ординат на фиг. 99 градуирована по логарифмической шкале, поэтому отрезки 2—3,
4—5 и т. д. имеют разную длину. Мы не можем хотя бы качественно оценить такие факторы, как размах вулканической активности и объем СОг, выделившейся из недр за время какого-либо орогенического цикла. Поэтому поступление СОг за один цикл условно принято равным 3PAL.
Самое существенное в истории атмосферной двуокиси углерода — *го, что в конце каждого геосинклинального периода уровень СОг был, по-видимому, минимальным. Поэтому можно предположить, что в какой-то момент длительного геосинклинального периода между гренвиллским и каледонским орогенезами уровень содержания двуокиси углерода опускался ниже современного. Эго могло способствовать образованию фосфатных и известковых раковин у морских организмов, а появление таких раковин, как известно, относится к началу кембрия, т. е. к палеозою.
4. «ВЗРЫВ ЖИЗНИ» В НАЧАЛЕ КЕМБРИЯ
Рассмотрение истории атмосферной двуокиси углерода привело нас к так называемому «взрыву жизни», которое многие палеонтологи относят к началу кембрия. Беркнер и Маршалл [2] уделили много внимания этому «взрыву», с которым они связывают повышение содержания кислорода до 0,01 современного уровня, когда «жизнь смогла завоевать море».
На самом деле представление о «взрыве жизни» в начале кембрия основано на недоразумении. Начало кембрия не связано со «взрывом жизни» или хотя бы «взрывом животной жизни». Из гл. XII мы знаем, что уже в позднем докембрии существовали богатые и разнообразные фауны. Всюду, где они только могли сохраниться, мы находим их остатки. Так называемый «взрыв жизни» в начале кембрия в действительности не что иное, как «взрыв ископаемых». Просто именно в этот период некоторые группы животных приобрели способность выделять твердые раковины, которые сохраняются в ископаемом виде гораздо лучше, чем мягкие ткани животных. Вначале раковины были фосфатными, а затем появились еще более прочные известковые раковины моллюсков и плеченогих.
Упоминание о «взрыве жизни» в начале кембрия можно, кажется, найти в любом общем учебнике палеонтологии или исторической геологии. В таких руководствах обычно рассматриваются факты, относящиеся, собственно, не к истории жизни, а к истории ископаемых. Как удачно сказал голландский палеонтолог И. ван дер Влерк, внезапное появление с начала кембрия множества ископаемых остатков свидетельствует не о «взрыве жизни», а просто о том, что в это время у животных «вошли в моду» раковины.
Почти одновременное появление способности секретировать раковины у самых разных, не связанных между собой групп животных говорит о каком-то новом факторе среды, появившемся в начале кембрия. Если, как мы говорили в предыдущем разделе, содержание двуокиси углерода падало тогда ниже современного уровня, то должна была возрасти щелочность океанов и озер, а в этих условиях облегчается биохимическое образование фосфатов и карбонатов. Раз появившись, эта способность секретировать фосфаты и карбонаты легко смогла закрепиться и сохраниться и в изменившихся условиях, т. е. при повысившейся в результате последующего роста содержания СОг кислотности. Современные пресноводные моллюски, обитающие в озерной воде с очень низким содержанием кальция, не только строят известковые раковины, но и защищают эти раковины от растворения толстым слоем рогового вещества — периостракумом.
