В.В.Жерихин
Еще 20-25 лет назад слова "экология", "экосистемы", "биоценозы" встречались только на страницах научной и научно-популярной литературы. С тех пор они успели перекочевать в газеты, на телевизионные и киноэкраны, в экономические расчёты, в технические проекты, предвыборные программы политических партий, и статьи законодательства. Они наряду с понятиями "эволюция" и "генетика" стали едва ли не самыми широко известными биологическими терминами. Весь этот массовый интерес обращен на один и тот же аспект экологии - на вопрос о сопротивляемости природной системы разрушительному воздействию человеческой цивилизации. В потоке страстных призывов спасти природу, мрачных пророчеств, оптимистических обещаний, сухих экономических оценок, изящных математических моделей непросто разобраться даже специалисту. Проблемы природной среды многообразны и многолики как сама природа. Вопросы развития человеческого общества сложны и многосторонни как само человечество. Когда же речь заходит о взаимодействии человека и природной среды, эти сложности и многообразия перемножаются. И так нужно, так необходимо, проводя детальные, тщательные скрупулёзные исследования, сохранить при этом и возможность бросить взгляд издалека если не на весь этот волнующийся океан проблем, то хотя бы на его по возможности большую часть.
Палеонтология, пожалуй, единственная из биологических наук, которая в принципе не умеет разглядывать события вблизи, страдает, так сказать принципиальной дальнозоркостью. Через "горы времени" неразличимы подробности происходившего. Позади угадываются лишь общие контуры событий, общие очертания канувших в небытие миров. Но значительные перемены, великие перевороты не теряются и во мгле времён. Сейчас, в эпоху массовой экологической тревоги, изучение крупнейших кризисных перемен в органическом мире прошлого приобрело неожиданную актуальность.
Один из таких "кризисов" произошёл в середине мелового периода - последнего периода мезозойской эры, около 100 млн. лет назад. И был он, хотя не единственной, но, как оказывается, одной из самых важных смен в истории биосферы. В это время природные сообщества (биоценозы) изменились чрезвычайно резко и очень быстро (разумеется, по палеонтологическим меркам) - особенно на суше и в пресных водоёмах, хотя и морские сообщества не остались в стороне от происходившего. Меловая биологическая "революция" - очень благодарный объект изучения. Следовавшие за ней перемены - даже крупная смена на рубеже мезозойской и кайнозойской эр, последовавшая через 35 млн. лет, - уступали ей по масштабу, а другие сравнимые по значению события если и происходили, то значительно раньше, и поэтому их нельзя изучить столь же подробно. Время неторопливо, но неумолимо стирает свидетельства минувшего, и от более древних событий до нас дошло меньше фактического материала.
Переворот в растительном царстве
Провозвестники надвигающихся перемен появились задолго, за 20-30 млн. лет до их наступления, ещё в начале мела (так обычно называют меловой период для краткости). Материалы, документирующие это появление, выглядят на редкость невзрачно. Это не кости исполинских ящеров, не рогатые черепа, не раковины фантастических очертаний - это всего лишь отпечатки небольших, ничем не примечательных с виду листьев, да различимая только под микроскопом пыльца древних растений. И листья, и пыльца принадлежит покрытосеменным (цветковым) растениям. В наше время покрытосеменные важнейшая и самая разнообразная группа, к которой относится большая часть растительного мира. До мелового периода их не существовало. В тогдашнем мире господствовали другие группы растений, из которых сейчас заметное место в природе сохранили только хвойные и папоротники. Что касается других растений мезофита т е. "средней эры" истории растительного мира, названной так по аналогии с мезозоем ("средней эрой" истории животных), то они совсем или почти совсем исчезли с лица земли. Уцелел до наших дней лишь один-единственный вид - странное дерево гинкго с веерообразными листьями. Первые покрытосеменные совершенно теряются на фоне мезофитной растительности, - так же, как теряются на фоне крупных травоядных и хищных млекопитающих кайнозоя первые антропоидные обезьяны.
Палеонтологические материалы надёжно документируют дальнейшие события. Сначала невзрачные мелколистные покрытосеменные распространяются всё шире и шире, хотя и остаются повсюду на третьих и четвёртых ролях. В начале мела они прослеживаются в Центральной Азии. Через десяток миллионов лет они уже обнаруживаются в других частях Азии, в Африке. Затем - в Америке, в Европе. Ещё несколько позднее - в Австралии. Затем им как бы надоедает скрываться в тени.
Происходящее выглядит тем более драматично, что участники событий - бессловесные, неподвижные растения. За несколько миллионов лет - в самом конце первой половины мела - покрытосеменные замещают в палеонтологических захоронениях большую часть характерных мезофитных растений. В это же время уцелевшие от вымирания мезофитные группы - папоротники и хвойные - меняются, становятся похожими на современные. Этим "перебежчикам из чужого стана" покрытосеменные соглашаются уделить место в своем новом мире. Остатки же других мезофитных растений, хотя ещё и продолжают встречаться во второй половине мела, но становятся всё более и более редкими. И, наконец, совершенно исчезают.
Как рухнула экологическая пирамида
Одновременно с растениями меняются и животные. В конце раннего мела обнаруживаются древнейшие известные плацентарные млекопитающие, похожие на современных мадагаскарских тенреков (щетинистых ежей). Становятся многочисленными птицы. В середине мела появляются первые змеи. Резко меняется состав насекомых. Среди них, например, появляются муравьи, становятся обильными и разнообразными термиты и бабочки. В море появляется множество групп костистых рыб. С тех пор и вплоть до наших дней все эти группы животных вместе с покрытосеменными растениями относятся к числу важнейших, определяющих весь облик природы. Переживают меловую катастрофу динозавры. Их час ещё не пробил. Им предстоит вымереть через 30 млн. лет, при следующей, менее резкой смене органического мира - в конце мела. Но и динозавры пережили середину мела совсем не спокойно - они сильно изменились, особенно растительноядные.
Однако список появляющихся в середине мела групп животных не так уж велик. Ещё меньше таких групп животных, чья судьба оказалась столь же печальной, как судьба мезофитной флоры. От них остались только отпечатки в осадочных пародах или скелетные остатки.
Легко понять, что при смене растительности смена животного мира совершенно неизбежна. Всё живое выстроено в великую экологическую пирамиду, в основании которой стоят растения. На этом фундаменте следующий слой - растительноядные животные. На них - следующий слой - хищники...
Покачнётся основание - и вся пирамида зашатается, угрожающе накренится и рухнет, погребя под своими обломками и растительноядных, и хищников, и тех, кто питается отмершими частями растений или трупами животных. Да и не в одних "кормовых" (или, как говорят в биологии, трофических) зависимостях дело. Тысячи не только трофических, но и иных прочных "цепочек" связывают животных с растениями (как, впрочем, и растения с животными).
Вот исчезли мезофитные растения. Конечно, те, кто ими питался, должны были тоже исчезнуть или измениться. А дальше всё происходит как в популярном стихотворении "Дом, который построил Джек". И те животные, которые укрывались среди зарослей растений от врагов, тоже должны были исчезнуть или измениться. И те, кто был приспособлен к создавшемуся мезофитными растениями микроклимату, должны были исчезнуть или измениться. И те, кто был приспособлен к физическим и химическим особенностям почвы, созданной мезофитными растениями, должны были исчезнуть или измениться. Долго ещё можно было бы продолжать этот перечень - и после каждого его пункта колокольным ударом звучала бы эта альтернатива: "исчезнуть или измениться".
Поскольку требовалось не просто измениться, а измениться согласно требованиям новой окружающей среды, большинство находившихся под угрозой животных в результате исчезли. Меньшинство же научилось жить в этом изменившемся мире.
Возникает вопрос: почему же сменились растения, почему закачалось основание пирамиды? Обычно считают, что основной причиной смены были изменения климата. Но думается, что это лишь часть ответа, и притом даже не основная. Климатические изменения происходили и до, и после меловой смены органического мира. Некоторые из них были гораздо более резкими, чем совпадающие с этой сменой. Однако сравнимых по масштабу биологических событий при этом не происходило. Скорее можно думать, что изменения климата подтолкнули уже готовые рухнуть сообщества мезофита - как варвары Рим времён упадка. Не будь в это время наготове покрытосеменных, готовых ринуться в пробитую брешь, биоценозы мезофита оправились бы от климатического удара ценой сравнительно небольших изменений, как уже не раз случалось ранее. Но покрытосеменные уже были, и это решило исход дела.
Как бы там ни было, какой бы ни была первопричина победы цветковых, едва ли можно сомневаться в том, что именно эта победа повлекла за собой остальные перемены в органическом мире.
Природа залечивает раны
Итак, экологическая пирамида мезофита рухнула. Мезофит канул в прошлое. От сложнейших, совершеннейших, тонко сбалансированных биоценозов остались хаотические обломки, которые и сообществами-то нельзя назвать с достаточным основанием. Все связи в них были слеплены топорно, наскоро, кое-как. Оттачивать и отшлифовывать их было некогда, да и незачем - ведь особенностью этого разрушенного мира являлось то, что все уцелевшие были на первых порах приспособлены к нему одинаково плохо. Новые жертвы не слишком искусно прятались от новых хищников в зарослях растений, но им помогало то, что и новые хищники не слишком успешно разыскивали и преследовали их в этих зарослях. Растительноядные животные с трудом усваивали непривычные ткани непривычных растений, но им не грозили конкуренты, потому что все растительноядные находились в том же положении. И так было во всём. Но не слишком долго.