Description:

"К.Ю. Еськов ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ И ЖИЗНИ НА НЕЙ Светлой памяти Сергея Викторовича Мейена ученого и Учителя Благодарности Пользуюсь случаем выразить глубокую признательность своим коллегам, геологам и биологам О.А. Афанасьевой, В.Ю. Дмитриеву, А.Ю. Журавлеву, Г.А. Заварзину, Е.Н. Курочкину, А.А. Карху, О.А. Лебедеву, В.М. Моралеву, А.Ю. Розанову, А.Г. Сенникову, М.А. Федонкину, А.Б. Шипунову, чьими консультациями я пользовался в процессе работы. Особую благодарность я хотел бы выразить М.Б. Бурзину, В.В. Жерихину, А.Г. Пономаренко и А.С. Раутиану, взявшим на себя труд прочесть рукопись и высказать о ней ценные критические замечания. Проект был финансирован Московским институтом развивающих образовательных систем (МИРОС). Особо хотелось бы отметить роль московской гимназии № 1543 и ее директора Ю.В. Завельского, предоставивших мне возможность разрабатывать и совершенствовать этот спецкурс в 1995-1999 годах. Содержание Авторское предуведомление Возраст Земли и Солнечной системы. Абсолютный и относительный возраст. Геохронологическая шкала. Несколько слов о методологии науки. Принцип актуализма, "Бритва Оккама" и презумпции. Проверка теории: верификации и фальсификации. Образование нашей планеты: "холодная" и "горячая" гипотезы. Гравитационная дифференциация недр. Происхождение атмосферы и гидросферы. Эволюция земной коры. Дрейф континентов и спрединг океанического дна. Мантийная конвекция. Происхождение жизни: абиогенез и панспермия. Гиперцикл. Геохимический подход к проблеме. Термодинамические подходы к сущности жизни. Второе начало термодинамики, энтропия и диссипативные структуры. Ранний докембрий: древнейшие следы жизни на Земле. Маты и строматолиты. Прокариотный мир и возникновение эукариотности. Поздний докембрий: возникновение многоклеточного организма. Гипотеза кислородного контроля. Эдиакарский эксперимент. Взаимоотношения хищника и жертвы в экологическом и эволюционном масштабах времени. Кембрий: "скелетная революция" и пеллетный транспорт. Эволюция морской экосистемы: кембрий, палеозой и современность. Ранний палеозой: "выход жизни на сушу". Появление почв и почвообразователей. Высшие растения и их средообразующая роль. Тетраподизация кистеперых рыб. Поздний палеозой ранний мезозой: криоэры и термоэры. Палеозойские леса и континентальные водоемы растения и насекомые. Эволюция наземных позвоночных (1): поздний палеозой ранний мезозой. Анамнии и амниоты. Две линии амниот тероморфная и завроморфная. Эволюция наземных позвоночных (2): поздний мезозой. Завроморфный мир. Маммализация териодонтов. Динозавры и их вымирание. Мезозойские биоценотические кризисы: "Ангиоспермизация мира" (средний мел) и "Великое вымирание" (конец мела). Импактные и биотические гипотезы. Кайнозой: наступление криоэры. Новые типы сообществ тропические леса и травяные биомы. Эволюция млекопитающих и появление человека. Четвертичный период (антропоген): Великое оледенение. Ледниковая теория. Перигляциальные сообщества и мамонтовая фауна. Историческая биогеография: викариантная модель и концепция "оттесненных реликтов". Фитоспрединг. Рекомендуемая литература Словарь терминов Словарь названий живых и ископаемых организмов Примечания Авторское предуведомление Цель настоящего учебного курса мне видится в том, чтобы у ученика возникла максимально целостная картина функционирования биосферы Земли в процессе ее исторического развития. Между тем одно из положений теории систем гласит: систему невозможно оптимизировать по двум независимым параметрам одновременно; в частности, добиваясь целостности рисуемой картины, неизбежно приходится жертвовать ее детальностью, или наоборот. Попытка запихнуть в голову ученика побольше конкретных фактов в отсутствие некоей обобщающей концепции неизбежно приведет нас к созданию ухудшенной копии старого университетского курса палеонтологии унылого мартиролога вымерших организмов, который по сдаче экзамена следует забыть, как страшный сон. Именно поэтому во многих случаях я вполне сознательно жертвовал палеонтологической и геологической конкретикой в пользу теоретических (иногда к тому же в достаточной степени умозрительных) обобщений. Поскольку учебный курс этот предназначен не для "среднестатистического школьника", а для людей, собирающихся связать свою судьбу с наукой, есть смысл по мере возможности демонстрировать здесь всю "научную кухню": ход рассуждений, приведших исследователя к обсуждаемым выводам, историю борьбы различных теорий, и т.д. При этом я старался честно указывать на слабые стороны не только прошлых, но и ныне господствующих научных концепций; кое-кому это, возможно, покажется "подрывом авторитета науки в глазах школьника", но я думаю иначе. Выбирая форму изложения, я постарался приблизить ее (насколько это возможно) к реальному научному тексту пускай приучаются. Эйнштейн как-то заметил (вполне справедливо), что если ученый не в состоянии объяснить ребенку суть своей работы на доступном для того уровне, это свидетельствует о его профессиональной непригодности. Все так, однако по ходу обсуждения у нас иногда будет возникать необходимость обращаться к знаниям, накопленным в иных, чем палеонтология, областях (они излагаются в специальным образом обозначенных "вставных" главах, предназначенных лишь для желающих). Честно говоря, я никак не могу поручиться, что мое изложение, к примеру, принципов неравновесной термодинамики, которая, разумеется, не входит в сферу моих профессиональных занятий, будет достаточно квалифицированным и уж тем более доходчивым. Хочу также предупредить, что в ряде случаев я буду излагать факты и обобщения последних лет, которые в принципе могут быть названы "недостаточно проверенными" или, во всяком случае, "необщепринятыми". По этому поводу придется заметить, что в палеонтологии с "общепринятостью" концепций дела вообще обстоят неважно; вероятно, это общая черта всех наук, имеющих дело с событиями прошлого, ведь в них прямо подтвердить или опровергнуть некую теорию можно, лишь имея в своем распоряжении пресловутую машину времени. В этой связи мне кажется уместным изложить одну назидательную историю, коей я сам был свидетелем. Несколько лет назад в Палеонтологическом институте Академии Наук, где я имею честь работать, проходила научная конференция, посвященная климатам прошлого. Присутствовал весь цвет отечественной палеонтологии (а поскольку в этой области Россия, как ни странно, продолжает оставаться одним из признанных лидеров, то и мировой, соответственно, тоже). При разработке представленных на ней палеоклиматических реконструкций были мобилизованы все возможности современной науки от тончайшего геохимического и радиоизотопного анализа до новейших методов компьютерного моделирования. Когда дело дошло до обсуждения докладов, на трибуну вышел профессор N, известный едкостью своих оценок, и начал так: Глубокоуважаемые коллеги! Я категорически настаиваю на том, что Земля круглая. (Легкий шум в зале.) Я настаиваю также на том, что Земля вертится, а ось ее вращения наклонена относительно плоскости эклиптики. Из этих трех обстоятельств следует, как вам должно быть известно из курса географии для шестого класса средней школы, существование экваториально-полярного температурного градиента, западного переноса в атмосфере и смены времен года. (Шум в зале сменяется полной тишиной.) Так вот, обращаю ваше внимание на то, что в подавляющем большинстве из представленных здесь палеоклиматических реконструкций нарушается по меньшей мере одно из этих исходных условий. Вряд ли в палеонтологии можно найти реконструкцию, по поводу которой между специалистами наблюдалось бы должное единодушие. И можно сколь угодно глубоко сопоставлять различные точки зрения, основываясь и на литературе, и на личных оценках специалистов в данной области, однако конечный выбор и сопряженная с ним моральная ответственность в итоге все равно ложится на плечи составителя курса. Главное же при таком выборе, как я полагаю, это не забывать хотя бы о том, что "Земля круглая" и так далее. 1. Возраст Земли и Солнечной системы. Абсолютный и относительный возраст. Геохронологическая шкала. Прежде всего заметим, что для ученых сама по себе постановка вопроса о возрасте Земли была некогда весьма революционной ибо "возраст" подразумевает наличие "даты рождения". Конечно, в любой из религий соответствующее божество создает Землю с населяющими ее существами из первозданного Хаоса, однако европейская наука унаследовала от античных философов-материалистов принципиально иное видение Мира. Для нее Земля всегда была неотъемлемой частью той самой Вселенной, которая "едина, бесконечна и неподвижна". Она не рождается и не уничтожается. Она не может уменьшаться и увеличиваться (Джордано Бруно). Но вот в конце Средневековья астрономы открывают существование так называемых новых звезд: оказывается, небеса не абсолютно неизменны, как считалось испокон веков! Следовательно, в принципе возможны и наиболее решительные (с точки зрения Человечества) изо всех возможных изменений: начало и конец существования Земли и видимой части Вселенной. А раз так, то не можем ли мы попытаться установить, когда было это начало и каким будет этот конец не прибегая к помощи мифологии (шести дням творения, Сумеркам богов, и т.д.)? Необходимо заметить, что людей первоначально заинтересовал возраст не Земли как небесного тела, а именно обитаемой Земли как сейчас сказали бы, биосферы. Однако ясно, что определив время возникновения жизни, мы тем самым получим минимальный срок существования и самой планеты. А поскольку источником жизни на Земле вполне справедливо пол" Ключевые слова: поверхность, экогенетический сукцессия, морской, лёгкий, фауна, современный, крылов, наземный, рептилия, многий, глубокофокусный землетрясение, теория, артроподоподобный форма, связь, водный среда, карбон, травяной биом, организм, семейство, древний, глава, курс зоология, семенной папоротник, постоянный, водоём, ныне, известный, бесскелетный форма, подавляющий большинство, группа, осадка, какой-то внешний, первичный псефит, галинный циркуляция, растение, справа налево, триас, число, балансовый модель, тип, климат, девон-ныне расцвет, точка пастер, глубокий древность, существо, стандартный ответ, солнечный луч, порядок, материк, положение, бритва оккам, юра, разы, структура, влажный климат, водоросль, уровень, процесс, животный, эволюционный арена, ископаемое состояние, вымирание, следующий, случай, жизнь, полушарие, бурзин, результат, малодревесинный ствол, вышележащий слой, голосеменной гинкговый, система, условие, мир, формация исуа, место, млрд, маноксилический, птица, инерциальный гомойотермия, полярный шапка, газ, возможный, мезозой, управляющий блок, планета, дело, розанов, паровой двигатель, вопрос, история, южный америка, имагинальный линек, девонский рипидистия, силур, южный, вечный двигатель, латентный состояние, размер, континент, северный, область, человек, слой, млекопитающее, диссипативный структура, совершенный, картина, иной, нуклеиновый кислота, некий, ледниковый эпоха, древовидный папоротник, пермь, точка, мести, атмосфера, трофический цепь, девон, водный, возраст, полный превращение, весьма, проблема, амфибия, энергия, фитопланктонный организм, неполный превращение, происхождение, тропический пояс, кембрий, обломочный материал, состояние, тело, берингов пролив, височный окно, палеонтологический летопись, форма, сушить, мат, подкласс, ранний, сторона, фотическа зона, размах крыло, сообщество, существование, слева направо, высший, зона, школьный олимпиада, естественный отбор, молочная кислота, практически, прогнутый состояние, конец, горный порода, начало, ивахненко, осевой скелет, возникновение, пастбищный цепь, тип объединяющий, часть, жизненный форма, рыба, море, полный, масса, живой, кислород, комментирование священный, вещество, принципиальный, океан, период, момент, прокариотический сообщество, достаточный, состав, название, концепция, трофический пирамида, африканский саванна, часовой стрелка, полбеды плохой, обогащенный биоген, эволюция, ситуация, сосудистый растительность, травянистый форма, модель гадлея, путь, земля, порода, появление, папоротникообразный семен, химический превращение, мезофитная растительность, вид, динозавр, поздний, океанический кор, вода, акт творение, месть, эволюционный, воздушный среда, эволюционный линия, должный, кор выветривание, клетка, ведущая специалист, класс, крайне своеобразный, последний, гипотеза, ряд, внешний воздействие, конечный счет, эоцен, хищник, солнце, америка, род, усваиваяемый форма, водяной пар, температура, видоизмененный конечность, отряд, иридиевый аномалия, водорослевый корка, изменение, рисунок, насекомое, экосистема, представитель, панамский перешеек, голосеменной, покровный оледенение, точка зрение, счёт, организм живущий, закон напластование, шапочный разбор, образ, дальний разлет