Люди и динозавры
Хозяева Земли. Современный человек, возникший около сорока тысяч лет тому назад, оказывает большое и всевозрастающее влияние на все компоненты природы нашей планеты.
Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится на грани вымирания. Растительный покров на большей части поверхности континентов за последние столетия претерпел громадные изменения. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями, сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно изменившимися в результате воздействия человека. Большие изменения также произошли в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.
Быстро возрастает влияние деятельности человека на водный режим суши. Количество воды, которое ежегодно переносится во многих крупных реках, изменено в результате создания гидротехнических сооружений, изъятия воды для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошения сельскохозяйственных полей. Все большие масштабы приобретает загрязнение человеком атмосферы, вод континентов и океанов.
Недавно установлено, что сжигая всевозрастающие количества угля, нефти и других видов ископаемого топлива, человек оказывает заметное воздействие на химический состав атмосферы. За последнее столетие количество углекислого газа в атмосферном воздухе возросло примерно на одну четверть, причем скорость накопления этого газа постепенно возрастает. Простые расчеты показывают, что через несколько десятилетий масса углекислого газа в атмосфере может удвоиться, после чего рост количества этого газа будет продолжаться.
Так как углекислый газ используется растениями в процессе фотосинтеза, повышение его количества уже привело к некоторому увеличению урожаев сельскохозяйственных культур, причем это увеличение будет в дальнейшем усиливаться. Наряду с этим, воздействуя на парниковый эффект атмосферы, рост массы углекислого газа обусловил повышение средней температуры нижнего слоя воздуха на несколько десятых градуса. Увеличение этой массы в ближайшие десятилетия может повысить среднюю температуру на несколько градусов, что приведет к крупнейшему изменению природы на всей нашей планете.
В последние годы во многих странах возросло внимание к сохранению благоприятных условий окружающей среды при быстро усиливающемся воздействии на эту среду факторов, возникших в ходе научно-технической революции.
С этой целью осуществляются мероприятия для восстановления лесов и других видов естественной растительности, охраны воздуха и водоемов от загрязнения, сохранения и увеличения численности редких животных и растений. Стремительный рост воздействия человека на природные условия позволяет надеяться, что в близком будущем люди станут подлинными хозяевами своей планеты. В связи с этим встает вопрос — при возникновении жизни на Земле было ли неизбежным появление на ней мыслящих существ, способных регулировать состояние биосферы?
Предки человека. Предполагается, что жизнь появилась на Земле почти четыре миллиарда лет тому назад. Первую половину этого времени земная атмосфера не содержала кислорода, в связи с чем биосферу могли населять только примитивные анаэробные организмы. Около двух миллиардов лет тому назад в результате деятельности фотосинтезирующих растений, которые создают органическое вещество из углекислого газа и воды, выделяя в атмосферу кислород, развернулся процесс накопления кислорода в атмосферном воздухе. Это сделало возможным широкое распространение аэробных организмов. К началу фанерозоя — последнего интервала истории Земли, который длится около 600 млн лет, — атмосфера уже содержала около трети от современного количества кислорода. Вероятно, что такой химический состав атмосферы способствовал возникновению новых форм организмов, имевших скелет, в числе которых были предки распространившихся позднее позвоночных. Животные, раньше обитавшие только в водоемах, вышли на сушу примерно 400 млн лет тому назад, причем понадобилось около 250 млн лет для возникновения четырех классов наземных позвоночных — земноводных, пресмыкающихся, млекопитающих и птиц.
Можно отметить, что время, прошедшее после появления современного человека, составляет незначительную часть (одну стотысячную) от продолжительности существования биосферы, одну десятитысячную от времени после распространения животных на суше и меньше одной тысячной от времени существования млекопитающих. Естественно поставить вопрос, почему возникновение мыслящего существа происходило столь медленно? Ответ на этот вопрос не очень прост, но его главное содержание заключается в следующем — процесс эволюции организмов не имел никакой заранее определенной цели (вопреки мнению мыслителей-идеалистов), в том числе цели создания человека, причем этот процесс часто надолго замедлялся по разным причинам, в частности, в результате вымирания ранее возникших прогрессивных форм и вытеснения более прогрессивных форм менее прогрессивными.
Так как главные внешние факторы, влиявшие на ход эволюционного процесса, стали известны очень недавно, о них надо сказать немного подробнее.
Положительное влияние на прогрессивное развитие животных, связанных с возникновением их более сложных и совершенных форм, оказывало происходящее на протяжении последних 2 млрд лет увеличение количества кислорода в атмосфере. Однако рост количества атмосферного кислорода не был равномерным. В течение последних 600 млн лет, когда существовали скелетные формы животных, были две эпохи значительного повышения количества кислорода. Первая из них охватывала девонский период и часть каменноугольного периода (400–320 млн лет тому назад), вторая — конец триасового периода и юрский период (210–130 млн лет тому назад). В первом из этих интервалов времени распространились рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, во втором — млекопитающие и птицы.
В промежутке между этими интервалами количество атмосферного кислорода понижалось, причем в некоторые эпохи такое понижение было очень значительным. Указанное понижение, вероятно, существенно замедлило прогресс той ветви родословного дерева позвоночных, которая привела к появлению мыслящего существа. Дело в том, что довольно близкие к млекопитающим звероподобные рептилии широко распространились еще в пермском периоде, т. е. 280–240 млн лет тому назад. Однако из-за неблагоприятных условий внешней среды и, вероятно, главным образом из-за постепенного уменьшения количества атмосферного кислорода эти родственные млекопитающим животные начали постепенно вымирать, и ко времени нового повышения массы кислорода от этой ранее процветавшей группы осталось незначительное число видов. От них и произошли первые млекопитающие, которые появились в то время, когда главные места в экологической структуре фауны суши (называемые экологическими нишами) уже заняли разнообразные рептилии, среди которых основную роль играли динозавры.
Последовавшие 130 млн лет (приблизительно от 200 до 70 млн лет тому назад) млекопитающие сосуществовали с динозаврами, но явно проигрывали в соревновании с ними. Гораздо более многочисленные по сравнению с млекопитающими динозавры, как правило, были намного крупнее самых больших млекопитающих того времени, которые редко превосходили размер кошки или небольшой собаки. Наряду с этим масса некоторых динозавров в десять и более раз превышала массу современных слонов.
Около 70 млн лет тому назад произошло событие, которое до настоящего времени не до конца понято — динозавры внезапно исчезли, после чего начался быстрый прогресс млекопитающих, включавших приматов. Они оказались предками мыслящего существа — человека.
Расцвет динозавров. Первые фрагменты скелетов динозавров, признанные остатками неизвестных ранее рептилий, были найдены в 20-х годах прошлого века в Англии людьми, которые не были палеонтологами — священником Баклендом (который одновременно занимался геологией) и женой врача Мантелла, увлекавшегося палеонтологией. История этой второй находки часто излагается в популярной литературе. Жена Мантелла выехала в экипаже вместе со своим мужем, который должен был посетить больного, и пока Мантелл находился у пациента, решила пройтись. Во время этой прогулки она нашла камень, в который был включен необычный по форме зуб древнего животного. Впоследствии Мантелл обнаружил в том же районе еще несколько костей этого животного, названного им игуанодоном. В дальнейшем были найдены остатки ряда других сходных рептилий, что дало возможность известному английскому палеонтологу Ричарду Оуэну в 1842 г. выделить новую группу ископаемых пресмыкающихся, названных им динозаврами, что значило «ужасные ящеры».
Начиная со второй половины XIX в. поиски остатков динозавров привлекали большое внимание многих ученых, а также любителей естествознания, интересовавшихся прошлым нашей планеты. Главная причина широко распространившегося увлечения поисками остатков динозавров была связана с интересом к существовавшей в прошлом, как тогда стало ясным, длительной эпохе, когда Земля была заселена разнообразными животными, совершенно непохожими на представителей современной фауны. Многие из этих животных имели гигантские размеры, и их внешность вполне соответствовала буквальному смыслу греческого термина «динозавр». Более существенные причины значения динозавров в истории биосферы, о которых мы еще будем говорить, выяснились гораздо позже.