Когда земная кора настолько остыла, что подземный жар перестал изменять до неузнаваемости ее слои, в них начали сохраняться остатки животных и растений. В этих остатках обычно уже не бывает органического вещества. Оно в результате длительных химических изменений постепенно заменяется неорганическими — минеральными — веществами: остатки организмов, пролежав в земле достаточное время, окаменевают, а потому и называются окаменелостями. При этом лучше всего до нас доходят твердые части организмов, так как мягкие быстро сгнивают, не успев окаменеть. И животные, и растения очень редко сохраняются в полном своем виде. Чаще всего находят лишь отдельные их части: кости, зубы, раковины, куски стеблей, корней, отдельные плоды и т. п.
Как же сохранились и в каком виде дошли до нас остатки вымерших организмов? Это происходило разными способами. Могло случиться, что твердые панцыри умерших животных падали на дно моря. Если это было недалеко от устья большой реки, приносившей с собой массу тонкого песка или ила, то такие панцыри постепенно покрывались, затягивались илом и навек скрывались под новыми отложениями, как забытый памятник далекого прошлого Земли. Над ними накоплялись все новые и новые слои. Их могло накопиться так много, что, наконец, они выступили из моря.
Но бывало и другое. Мы знаем, что среди различных изменений, совершающихся на Земле, нередко происходит поднятие морского дна в каком-нибудь месте. Если это совершилось там, где много веков до того отложились скорлупки прежних животных, то они вместе с погребавшим их песком и илом поднимаются на дневной свет из морской пучины.
Могло статься, что река размыла такую равнину, выступившую из моря, и обнажила древние пласты. Бывало и так, что реки меняли свое русло и пересыхали; тогда в скрытых веками слоях находят следы давних лет.
Со времени первых таких следов начинается летопись земной коры, с этих пор на камнях записана жизнь Земли. Дело на Земле пошло так, что слабые ростки жизни не захирели, а стали развиваться, и через много сотен веков жизнь расцвела пышным цветом, произвела тысячи чудеснейших форм, заполнивших все уголки Земли. Искорка жизни, слабо тлевшая в ничтожных существах, возникших самостоятельно на старой негостеприимной Земле, разгорелась в яркий огонь.
Через бесчисленные ряды живших когда-то существ мы связаны не с выдуманным Адамом как праотцем, а с той живой частицей, которая не исчезла без следа, а произвела на свет своих заместителей — распалась на отдельные живые кусочки, разделилась на такие же живые частицы. Каждая из них могла жить самостоятельно и повторить историю своей матери, создав множество таких же новых частиц-клеток.
Первые шаги были самыми трудными и медленными. Мельчайшие жизненные комочки, возникшие на Земле, росли, множились и умирали. Умирая, они устилали своими телами речное и морское дно. При жизни они захватывали из окружавшей их среды различные вещества, которыми пользовались для поддержания своего существования. Вместе с пищей попадалось немало и таких веществ, которые для питания не годились, но зато могли укрепить слабенькое тельце крошечного живого существа: таковы были, например, песчинки и известковые вещества. В живом теле они изменялись, отлагались в виде скелетов и скорлупок и могли остаться даже тогда, когда само тело сгнивало: сложенная из них твердая скорлупка сохранялась надолго. Миллиарды таких крошек, населявших море, ежедневно умирали, и миллиарды скорлупок (раковинок) обильным дождем падали на морское дно, устилая его бесконечными слоями. Проходили сотни, тысячи, миллионы лет, и массы раковинок слежались, уплотнились и образовали твердые пласты. В некоторых из них и теперь можно разглядеть множество обломков раковин.
Не только остатки мелких вымерших животных сохраняет до наших времен земная кора: в ней отлагались и сохранялись твердые части крупных животных, а иногда целые костяки огромных великанов, живших когда-то на Земле.
Бывают счастливые находки, когда в одном месте выкапывают сразу остатки нескольких или многих животных. Такие места называются «кладбищами ископаемых».
В Германии, недалеко от города Штутгарта, есть каменоломни, где добывают особый камень, называемый песчаником. Камень этот возник из уплотнившегося морского песка и ила. На одном куске этого песчаника нашли замечательную картину: не меньше двадцати четырех штук ящериц, покрытых сверху и снизу твердым панцырем, когда-то окончили здесь свою жизнь и сохранились именно в таком положении, в каком они были в минуту смерти. Они копошились на берегу моря в прибрежном песке, вылавливая из него червяков и другую снедь. Но разразилась буря, и высокая волна обрушилась на берег, неся с собой массу клейкого песка и ила. Вода схлынула, а ил и песок покрыли животных. Не успели те выбраться на поверхность, как набежала новая волна и нанесла новый слой. Засыпанные ящерицы начали биться, извиваться, свертывать свое гибкое тело, но с каждой волной их засыпало все больше, и наконец они все погибли в судорожных движениях. Прошли века. Море в этих местах высохло. Ил и песок обратились в твердый камень — песчаник. И в нем, как в музее, остались окаменелые кости и панцыри этих застигнутых бедой животных. Так мертвый камень красноречиво рассказывает нам историю гибели целого стада давным-давно исчезнувших пород животных.
Большие скопления костей на одном месте могут возникнуть по разным причинам. И теперь можно иногда видеть, как волна выбрасывает на морской берег маленьких рыбок и других мелких морских животных. Они остаются лежать на берегу, гибнут там, а остатки их покрываются илом и песком; так они постепенно превращаются в окаменелости.
Бывает и так, что животные приходят к воде напиться и здесь находят свою гибель. Есть в Америке близ города Лос-Анжелос старинное высохшее болото, где добывают смолу (асфальт). В этой смоле оказываются погребенными сотни костяков древних животных, которые уже давно в тех местах не живут. Там выкопали кости лугового волка, волка-великана, медведя, льва, тигра с огромными зубами, похожими на саблю, слона, верблюда и многих других. Эти животные приходили к болоту пить, но вязли в его топкой почве; они старались освободиться, но чем больше двигали ногами, тем больше вязли. Попавший в такую беду слон или верблюд поднимал страшный рев. На его голос сбегались хищные звери — волки, тигры, львы и др. Они прыгали на гибнущее животное, терзали его, но с ним вместе нередко гибли и сами.
Пока трупы еще не погружались совсем, на них слетались хищные птицы и птицы-стервятники. Отяжелевшие от еды, птицы эти иногда тоже попадали в болото. Таким образом и получилось, что в болоте погибло множество крупных копытных животных вместе с хищными зверями и птицами. В асфальтовой смоле кости их пролежали миллионы лет и великолепно сохранились.
Не только в болотах могут находить гибель десятки и сотни животных зараз. Путешественники, которым случалось видеть стада диких лошадей, сообщают, что иногда эти стада, чего-то испугавшись, бросаются вскачь, не помня себя, несутся без дороги и с разбега свергаются с крутых гор вниз, попадая в пропасти и погибая там сотнями. То же случается с северными оленями при снежных бурях. Они бегут, не разбирая пути, и падают с обрывов и высоких скал прямо в реки. Случается, что морские течения прибивают тела умерших животных к берегам. Так, на побережье Бискайского залива (в южной Франции) нередко море выбрасывает огромные туши мертвых китов. Вероятно, то же происходило в древнее время и у берегов Бельгии: в пластах Земли там и теперь находят кости вымерших пород китов и притом в очень большом числе.
Крупные хищники — львы, крокодилы и др. — подстерегают добычу у водопоя. Напав на нее, они часто тут же ее и пожирают. В таких местах постепенно может накопиться много костей погибших животных. Внимательно рассматривая эти кости, можно найти на них следы зубов хищника. Крокодилы утаскивают свою жертву в глубину воды и съедают ее там. Кости падают на дно и могут сохраниться гораздо лучше, чем те, которые лежат прямо на земле. В одном месте в Германии нашли продырявленные зубами крокодилов кости трехпалых лошадей, больших и малых свиней, носорогов, больших слонов и разных пород оленей. Здесь почти не встречаются целые костяки; даже многие отдельные кости раздроблены и изгрызены зубами.
Массами гибнут животные во время сильных засух. Так в 1833 году в Южной Америке от засухи погиб миллион голов рогатого скота. Около высохших источников собираются умирающие от жажды животные; здесь пропадает даже вражда между ними. Возле одного такого источника в Африке нашли совершенно целые скелеты носорогов, зебр (похожих на лошадей животных), газелей, антилоп и вместе с ними — гиен и шакалов (хищники, близкие к волкам); ни одна из костей не была тронута зубами хищника. Значит, все эти животные погибли только от жажды.
Не мало животных гибнет при извержениях вулканов. Не столько их умирает от потоков раскаленной лавы, сколько от массы пепла, который дождем сыплется долгое время после извержений и засыпает все живое. Как известно, при извержении вулкана Везувия в 79 году нашего летосчисления было засыпано пеплом два римских города — Геркуланум и Помпея. Таким путем тоже возникали огромные кладбища ископаемых животных.
Одно из самых больших таких кладбищ было открыто в Греции, в той ее части, которая называется Аттикой. В этой процветавшей в древности стране давно стали делать большие раскопки, так как здесь сохранилось много памятников старины. Удалось открыть и то, что происходило в горах и полях Аттики несколько миллионов лет назад. Картины этой жизни восстановлены многолетними раскопками замечательного кладбища ископаемых, ставшего неисчерпаемым источником знаний о жизни минувших времен.
Остановимся подробнее хоть на одном этом примере и посмотрим, как удается иногда восстановить по сохранившимся остаткам события минувшего. Кости вымерших животных лежат в Аттике неглубоко под землей и тянутся на очень большом пространстве. Лучше всего их можно наблюдать и собирать там, где река прорезала эти залежи и обнажила кости. Они перемешаны с мелкими камнями, гравием и желтым песком. А слой земной коры, в котором они залегают, — мягкий мергель, т. е. уплотнившиеся и слежавшийся болотный или озерный ил. Стало-быть, в большом болоте или озере каким-то образом погибло неисчислимое количество животных.
Внимательно изучая все подробности залегания костей, ученые наталкиваются здесь на ряд загадок, которые удается разъяснить только путем самого внимательного наблюдения и исследования фактов. Вот важнейшие из них, как их описывает известный палеонтолог Абель.
Бросается в глаза очень большое протяжение этого кладбища животных. Оно не только тянется на много километров по самой Аттике, но как бы продолжается и на соседний остров Эвбею и в общем занимает в длину не меньше ста километров. Те камни, которыми усыпано это кладбище, представляют собой обломки соседней горы Пентеликона. Кости большей частью в полном беспорядке, перемешаны между собой и с камнями и гравием. Большие и мелкие кости, хорошо сохранившиеся и разбитые на кусочки, плотно прилегают друг к другу. Но мелких костей больше всего в нижней части слоя. Во многих случаях кости одной величины и одного вида лежат кучами вместе. Кто мог их отсортировать таким образом? В одном, месте нашли большие кости нескольких газелей, в другой куче все кости принадлежали вымершей лошади с тремя пальцами на ногах (гиппариону), в третьей — были хребтовые кости (позвонки) жвачных животных и того же гиппариона. Были и другие подобные находки. Но и в этих кучах длинные кости не лежали в каком-нибудь порядке, а были просто нагромождены друг на друга. Отсортировать кости таким образом могла только текучая вода, но в тех местах, где кости осели на дно, течения уже не было, так как навалены они в полном беспорядке.
Очень редко можно встретить здесь целые костяки; если попадаются позвонки, то ребер с ними нет. Если найдете кости бедер и голеней, то суставов стопы и пальцев нет. Только скелеты хищных животных — саблезубого тигра, нескольких пород гиен — сохранились почти в целом виде, тогда как основная масса костей, принадлежавших разным копытным животным, разбросана и разрознена. Однако видно, что во время погружения этих костей в ил многие из них были еще скреплены между собой сухожилиями и связками. Еще одно замечательное наблюдение было сделано относительно этих остатков. Длинные кости ног (бедренные, большие и малые берцовые) почти все сломаны в самых тонких местах косым разломом. Те кости, которые всего слабее прикреплены к остальным, например нижние челюсти жвачных животных, все оказываются отделенными. Но нижние челюсти хищников и обезьян еще скреплены с черепом. Большая часть костей вообще сильно разломана, разбита и повреждена.
Как же разобраться во всех этих фактах?
Та бурная сила, которая раздробила и нагромоздила всю эту массу костей, действовала одинаково на всем протяжении кладбища. Там, где лежат кучи беспорядочно набросанных костей, была уже тихая вода, а не бурные потоки. Здесь кости довольно быстро погружались в ил. Но прежде, чем сюда попасть, они неслись по бурным горным речкам, бились о скалы и пни, сваливались в водопады и отделялись друг от друга. При этом бешеном движении по горным потокам они увлекали с собой камни и гравий и частью донесли их до самой тихой воды.
Дело, повидимому, обстояло так. На месте теперешнего кладбища были обширные болота. По склонам горы Пентеликона простирались возвышенные, сухие пастбища. Животные, обитавшие там, спускались на водопой в болота. В болотах отлагался ил, из которого потом возник мергель. Должно быть, была продолжительная засуха, вслед за которой пошли страшные ливни. Стада копытных животных, спасаясь от непогоды, мчались по возвышенным местам, подбегали к краям пропастей и свергались вниз. При этом они ломали себе длинные кости ног. Из всех горных ущелий неслись бешеные потоки вспененной воды, которые увлекали с собой и тех животных, что обитали в ущельях: обезьян, черепах и даманов (мелкие копытные). Почти высохшее болото быстро превратилось в глубокое бушующее озеро. Трупы унесенных потоками животных, отдельные части их — все это неслось в широко разлившееся болото. Трупы, раздувшиеся вследствие гниения, плавали некоторое время по поверхности, и от них отваливались те части, которые слабее прикреплены, например нижние челюсти; прочие части пригонялись волнами к берегам и становились там добычей животных, питающихся падалью. Это обстоятельство подтверждается присутствием цельных скелетов этих животных (гиен) и их окаменелым навозом. Кости, освобожденные от мяса, падали на дно и заносились илом. Так возникали эти залежи костей. Образование их шло быстро, так как иначе нельзя понять, как могли в некоторых кучах сохраниться целые костяки ног или целые хребты. А то обстоятельство, что вместе с этими бесчисленными костями мы не находим никаких остатков растений, указывает, что перед дождями была сильная засуха и что вся местность выше болота представляла собой скалистую, очень сухую равнину. Таким образом, внимательно изучая залежи костей в Греции, мы сможем не только восстановить внешний вид и строение прежде живших там животных, но и понять всю ту обстановку, которая их окружала, и те события, которые их погубили.
Очень редко бывает при раскопках такая удача, что находят целое, совершенно неповрежденное животное. В музее Академии наук СССР можно полюбоваться чучелом вымершего огромного слона — мамонта. Он был найден в Сибири в мерзлой земле, где пролежал многие тысячи лет. Была цела не только шкура, но и мясо и внутренности. Однако такие прекрасные находки — большая редкость.
Рис. 11. Мамонт, найденный в Сибири, в том положении, в каком его туша была открыта
От многих вымерших животных дошли до нас только части скелетов, иногда одна-две кости, а то и просто только обломки костей. Почти никогда найденные части скелетов не лежат в земле в естественном положении. Например, косточки хребта бывают отделены одна от другой и разбросаны между ребрами, кости ног вывернуты или сломаны, череп сломан и раздавлен. Зубы большей частью выпадают из челюстей. Чтобы понять, почему так происходит, надо представить себе, как идет разложение трупа животного после его смерти.
Если животное падет в лесу, его труп вскоре загнивает, все мягкие части уничтожаются крупными и мелкими мертвоедами. Кости на воздухе белеют от солнца. Но вскоре и они изменяются: из крепких становятся хрупкими и превращаются в пыль. Таким образом, от животного не остается ничего. Иначе обстоит дело в пустынной местности. Здесь кости сохраняются дольше. Однако и они в конце-концов рассыпаются в пыль, если их не занесет раньше сухой песок. Под песком они могут сохраняться продолжительное время. В таком виде, действительно, и дошли до нас многие остатки прежних обитателей Земли, погребенных под раскаленными песками пустынь и сухих степей.
Животное, обитающее в воде, после смерти сперва падает на дно. Вскоре благодаря разложению в нем накопляются газы. Они вспучивают его тело, и оно всплывает на поверхность. Но теперь оно уже не имеет своего настоящего вида: нижняя челюсть скоро отваливается, хребет кривится, шея сворачивается в сторону, суставы распадаются. Кому случалось видеть, например, труп дохлой кошки, который плыл по реке и потом был выкинут на берег, тот легко поймет, как сильно меняется после смерти положение отдельных частей тела и вид их.
Носящийся по морской поверхности труп животного прибивается волнами к берегу, и здесь он быстро разваливается на куски, ребра отчленяются от позвонков, а позвонки, как более легкие кости, смываются водой и окатываются о камни, так что вскоре нельзя бывает сказать, с какой костью имеешь дело. Такую же приблизительно работу проделывает с трупами и река. Кроме того, речные и морские раки часто нападают на разлагающийся труп и клешнями отделяют в нем один кусочек за другим, пока совершенно не раздробят его. Труп же, выкинутый на берег, делается добычей птиц, разных хищников, грызунов и некоторых других животных. На дошедших до нас костях часто бывают видны следы зубов и когтей хищников. Некоторые слизни и черви проделывают в костях ходы и совершенно изменяют их вид.
Но если труп павшего животного избежит всех этих воздействий и все же уцелеет, то он должен претерпеть еще ряд изменений, в том числе и химических, прежде чем превратится в настоящую окаменелость, показывающую образ неизвестного нам животного.
Самое главное условие для сохранения трупа — отсутствие сырости и воздуха. Очень хорошо защищают от воды и воздуха смола и сухой песок. В песке сухие трупы могут сохраниться по многу тысяч лет. Это случается и с человеческими телами, похороненными в сухой песчаной почве. Такие высохшие трупы были использованы христианской церковью: их объявили нетленными «мощами святых», которые будто бы за свою праведную жизнь уцелели и после смерти. Совершенно естественное явление церковники возводят в какое-то чудо. Нет никакого сомнения, что сохранение трупа в сухом виде зависит от свойств почвы, в которой он погребен, а не от чего-либо другого. Почва одинаково сохраняет трупы и людей, и собак, и мышей; и все эти трупы принимают сходный вид — они темнеют, усыхают, сморщиваются, становятся легкими. В таких случаях до нас доходят не одни кости, но и куски кожи, и высохшие мускулы, и другие части. Можно лишь пожалеть, что этих случаев немного.