Девонский период начался около трехсот шестидесяти миллионов лет тому назад, и продолжался он пятьдесят миллионов лет. Следующий за ним период — каменноугольный — длился восемьдесят пять миллионов лет. Значит, всего эти два периода, о которых мы будем в этой главе говорить, охватывают около ста тридцати пяти миллионов лет.
Это было благодатное, теплое, богатое событиями время. Геологическая революция, которая произошла в конце прошлого — силурийского — периода, уже миновала, и материки стали вновь медленно опускаться. Большую часть всего этого времени они стояли низко, и океан, как и прежде, расширился, образовав новые мелководные моря. Воздух был тепел и влажен, Земля превратилась как бы в огромную теплицу. Даже в Гренландии, где теперь, в наше время, морозы и вечный лед, даже в Гренландии в те времена было очень тепло.
Правда, во второй половине того времени, о котором мы говорим, в каменноугольном периоде, началось уже поднятие материков и выпучивание горных хребтов, словом — приблизилась новая геологическая революция. Но на этот раз революция происходила вначале не так резко, она входила в полную силу постепенно, совершалась точно волнами, разделенными промежутками покоя. То выпучивались новые горы, то это выпучивание земной коры приостанавливалось. Земля точно собиралась с силами, отдыхала, прежде чем продолжать свое дело дальше. Так что и каменноугольный период можно почти весь отнести еще ко времени сравнительного покоя и жаркого климата.
Что же произошло за эти сто тридцать пять миллионов лет?
Говоря коротко, живые существа за это время окончательно завоевали материки, размножились и упрочились на суше. Это было время огромных успехов растений и животных, время великого расцвета жизни.
Но — самое удивительное — этих успехов достигли совсем не те растения, которые переселились на берег в прошлом, силурийском периоде, и не те животные — скорпион и тысяченожка, — которые первыми переселились тогда на сушу. Те оказались в общем неспособными развиваться дальше. Совершилось новое, вторичное завоевание суши новыми растениями и животными.
Папоротник в двенадцать метров вышиной. Такие папоротники росли триста миллионов лет назад; наши теперешние папоротники — жалкие потомки этих великанов.
В истории жизни на Земле нет места уважению за прежние подвиги, нет благодарности. Тут всегда жестокая, смертельная борьба. Новые пришельцы оттеснили прежних на задний план. Низкорослые растеньица со слабыми корнями, которые выросли в силурийский период по берегам морей, теперь погибли.
Зато теперь новые растения уже не ютились только по берегам, а захватили материки почти целиком. Благодаря сырому климату огромные равнины превратились в болота, и на этих-то болотах выросли нескончаемые дремучие леса.
Девонский лес.
Но леса эти состояли не из таких деревьев, как наши леса. Они состояли из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. В наше время все эти растения едва приподымаются над землей, они не достигают и человеческого роста. А тогда они вырастали в гигантские деревья с толстыми и крепкими стволами. Наши теперешние папоротники, плауны и хвощи — это только жалкие остатки могучих когда-то родов, измельчавшие потомки.
Так пышно разрослись тогда папоротниковые леса, что некоторые ученые думают: не было ли тут какой-нибудь особой причины? Быть может, частые и сильные вулканические извержения выбросили вместе с лавой огромные количества углекислого газа, необходимого растениям, и именно избытком этого газа можно объяснить необычайный рост тогдашних лесов.
Так это или не так, но действительно эти леса удивительно изменили вид Земли. Там, где в прежние периоды Земля была голой, теперь простирались заросли.
Деревья росли очень тесно. Высокие лепидодендроны, вздымавшиеся на двадцать и даже тридцать метров вверх, сильно ветвились и давали много тени. Сигиллярии выращивали страшно толстые стволы; найдена, например, окаменелая сигиллярия в два метра в поперечнике. Каламиты были по виду очень похожи на теперешние хвощи, но древесина их была толста, ствол цилиндрический. Кордаиты распускали свои огромные листья только на самой верхушке. Наши сосны и ели, а также гигантские мамонтовые и красные деревья, растущие теперь в Калифорнии, произошли от кордаитов.
Все эти деревья росли на болоте, часто прямо из воды.
Почти все эти деревья после небывалого распространения и роста в каменноугольном периоде потом быстро погибли. Но они оставили свой след в земле, след, который не исчез до сих пор.
Так, может быть, погибли последние трилобиты.
Недаром целый геологический период в восемьдесят пять миллионов лет назван каменноугольным. Именно эти болотистые леса дали толщи того черного камня, который сгорает теперь в топках наших паровозов, пароходов, нагревает паровые котлы заводов и фабрик, медленно превращается в пепел в каминах.
Каменный уголь — затвердевшие остатки сигиллярий, лепидодендронов, каламитов и кордаитов, погребенные под землей.
На протяжении многих миллионов лет болота, где росли эти деревья, засорялись бесчисленными остатками их подгнивших стволов, поломавшихся и упавших сучьев, листьев; кроме того, на болоте в тени гигантских деревьев рос мох и разные болотные травы; как и все на Земле, они тоже были смертны и, совершив свой век, опускались мертвыми телами в то же болото, так что в конце концов болото становилось огромным, кладбищем погибших растений.
Водоросли и губки на дне девонского моря.
Тела растений состоят главным образом из углерода, который они добывают из воздуха, пока живут. Когда растения умирают и начинают гнить, они отдают этот углерод назад в воздух, или его забирают те бактерии, которые поселяются на гниющих растениях. Так или иначе, но углерод не остается на месте.
Но в болоте остатки погибших растений увязали, покрывались топью, и гниение шло тут иначе, чем в открытых местах. Оно шло гораздо медленнее, и тела погибших растений не уничтожались до конца. Они крошились, смешивались и превращались наконец в то что мы зовем торфом.
А потом наступало то, что наступает в истории Земли всегда: пласты земли, на которых лежало болото, опускались, сверху нарастали новые леса, откладывались новые слои торфа, и те торфяные слои, что оказывались в глубине, спрессовывались, спекались, превращались в каменный уголь.
Иногда, конечно, это превращение накапливаемого торфа на время приостанавливалось: болото пересыхало. Уже готовые слои торфа засыпались песком, или, если тут образовывалось озеро, илом. А потом место снова заболачивалось, вырастал новый лес. и все начиналось с начала. Вот почему так часто встречаются под землей слои каменного угля, чередующиеся со слоями горных пород, образовавшихся из ила или песка.
Конечно, все это требовало страшно большого времени. Но сто тридцать пять миллионов лет — это достаточный промежуток времени.
Болота, в которых накапливается торф, имеются и в наши времена. Особенно много их у нас на севере Советского Союза. Торф тут образуется не из остатков деревьев, а из болотных мхов. Но и такие болота, которые завалены гниющими деревьями, сейчас тоже можно найти. Таким будет, например, Мрачное болото в Америке в штате Виргиния.
«Мрачное болото» в Виргинии. Через миллионы лет оно тоже даст торф, а потом этот торф превратится в каменный уголь.
Но все это не может идти в сравнение с теми болотными лесами, которые покрывали Землю в каменноугольный период. Именно эти леса распространили жизнь почти по всей суше, сделали Землю жилой. И до сих пор под землей хранится огромный памятник этим лесам — пласты угля; до сих пор сжигаем мы эти окаменевшие остатки сигиллярий, лепидодендронов, каламитов и кордаитов и живем за счет этих деревьев, росших двести пятьдесят миллионов лет назад!
Вот какого распространения, какого могущества достигли растения в те времена. Но, пожалуй, еще больших успехов достигли тогда животные. Ибо как раз тогда появилось то сухопутное животное, потомками которого являются все нынешние звери и птицы и мы, люди.
Чтобы понять, как и откуда появился этот наш древний предок, мы сначала должны ознакомиться с тем, что делалось в те времена в океане.
Первое, что должно нас тут поразить, это внезапное исчезновение еще недавно столь многочисленных жителей моря — трилобитов. Кончился девонский период, и вместе с ним, оказывается, кончилось и могущество трилобитов. Они вымерли почти все, как еще до них вымерли раньше археоциаты. Чем объяснить гибель этих бесчисленных рачков? Мы этого не знаем. Можно только предполагать, что причина их гибели как-то связана с геологической революцией, которой завершился силурийский период. Она изменила условия жизни на Земле, и трилобиты, очевидно, не вынесли этой перемены.
Через триста миллионов лет они попали в музей.
Мы не раз еще встретимся с гибелью целых видов и родов животных.
Путь жизни — и в океане и на суше — усеян мертвыми телами.
Трилобиты погибли. Зато появилось много новых видов подводных растений и животных. Водоросли стали длиннее и приобрели удивительные очертания. Появились новые виды губок и кораллов (вы можете увидеть их на странице 87). Разрослись морские лилии. Некоторые моллюски стали теперь такими крупными, что могли охотиться на мелких рыб. В каменноугольном периоде появилось еще одно живое существо, которым в те времена лакомились морские звезды; в наши времена им лакомятся и люди; я говорю об устрице.
Но гораздо важнее были те перемены, которые коснулись рыб. Вы помните, верно, что и членистоногое животное, и рыба произошли от одного и того же предка, от морского червя, тело которого было расчленено на сегменты. Мы можем, пожалуй, назвать первое членистоногое животное и первую рыбу братьями, причем членистоногое будет старшим в семье, а рыба — младшим потому что она появилась гораздо позже. И в то время, когда один из потомков первого членистоногого— скорпион — уже выбирался на сушу, рыбы еще только завоевывали океан.
Таким образом, рыбы как бы опоздали; зато теперь они точно спешили наверстать упущенное, младший брат старался догнать старшего.
Рыбы сильно размножились во время девонского и каменноугольного периодов и, что еще важнее, оказались способными к очень разнообразным изменениям. У некоторых из рыб, например, так уплотнилась кожа, что она стала походить на панцырь, каким защищены в наши дни крабы и омары. Этих панцырных рыб называют коккостеус, дрепанаспис и птерихтис. На странице 89 показаны небольшие панцырные рыбки, которых зовут ботриолеписами.
Портрет ботриолеписа.
Триста миллионов лет назад стайка таких рыбок плыла вверх по течению какой-то реки в Канаде, ища себе пищи. Вдруг большой оползень глины обрушился с берега в воду и схоронил рыбок. Это произошло так внезапно, что они не успели и пошевелиться. А что случилось дальше, вы можете сами догадаться.
Дальше в этой истории участвуют все те герои, которых всегда можно встретить в геологии: пласты ила и песка, нанесенные сверху многократное опускание и поднятие этого участка земной коры, сморщивание земли и, наконец, геолог, исследующий земные пласты. Сейчас эти окаменелые рыбки покоятся в американском музее.
Ботриолеписы были мелкими и безобидными рыбками. Но у них были очень близкие родственники — артродиры. Вы можете познакомиться с ними, если взглянете на этот рисунок.
Артродира. Эти хищные рыбы были близкими родственниками ботриолеписов.
Это были хорошо вооруженные хищные рыбы, похожие на акул; они достигали в длину полутора метров. Останки этих свирепых рыб найдены в Америке, в Германии и у нас под Лугой.
Такие рыбы могли уже состязаться с самыми свирепыми из морских членистоногих, с огромными морскими скорпионами.
Но непрерывная борьба за пищу, за жизнь шла и между самими рыбами. Более крупные поедали мелких и хуже вооруженных. Теснимые своими жестокими родичами, эти рыбы должны были избегать глубин океана и селиться в мелких заливах или в пресных водах. И тут они подвергались новому несчастью: прибрежные части морей и заливов так мелели во время отливов, что дно их обнажалось, а отрезанные от океана моря и озера часто пересыхали.
Судьба этих обиженных рыб нас и интересует всего больше, потому что именно они, спасаясь от неминуемой, казалось, гибели, выработали такое приспособление, которое пригодилось потом всем живущим на суше зверям и птицам; именно они дали жизнь нашему предку.
Рыба, застрявшая на мели, — что может быть более жалкого? Представьте себе, как она гонится за уходящей водой, старается ее нагнать, напрягает плавники, упираясь ими в землю, раздвигает жабры! Положение этих рыб было, пожалуй, еще хуже, чем положение тех водорослей, которые оставались без воды во время отлива и которые, помните, дали начало первым растениям суши; водоросли могли пытаться высасывать воду из влажного дна, а рыбам эта подземная влага не могла помочь, рыбы должны были либо приспособиться к передвижению по земле, либо погибнуть.
Конечно, огромное большинство тех рыб, которых настигла эта беда, погибли. Но у некоторых, оказалось, плавник более подходит для ползания, чем у остальных. Только эти и выжили. У их потомков плавник стал совершенствоваться, превращаясь в орган для передвижения по земле; вместе с тем у этих рыб постепенно дыхание жабрами перешло в дыхание через легкие.
Превращение плавника в ногу вы можете проследить на странице 92.
Так плавник стал ногой.
Сначала плавник — это просто плотная складка в коже; когда у рыб развился скелет, мышцы этой складки превратились в тонкие кости. Потом они стали больше. Затем развились пальцы, — плавник превратился в ногу.
Так произошла нога. Приспособление это оказалось очень удачным; мы можем сейчас праздновать его трехсотпятидесятимиллионолетний юбилей.
Какое изобретение еще может похвастать, что оно было проверено таким долгим опытом?
Такова история пяти пальцев. Тут встает любопытный вопрос: почему такое предпочтение было оказано именно числу пяти? Почему на ноге не оказалось четыре или шесть, или три пальца?
По правде говоря, на это ответа нет. Можно, однако, предполагать, что эта форма ноги — пять пальцев — была найдена не сразу, что наш древний предок, приспособлявшийся к сухопутной жизни, пробовал сначала вырастить только три пальца, причем они были довольно неуклюжи — один побольше и два поменьше; это оказалось хотя и экономным, но неудачным, и впоследствии число пальцев увеличилось.
Впрочем, времени для всяких изменений и совершенствований хватало: все это превращение рыбы в передвигающееся по суше животное заняло миллионы лет. И еще долго-долго наш предок, уже имевший все возможности жить на суше, предпочитал все еще проводить большую часть времени в воде. Он выходил на берег только при отливе, чтобы поохотиться за разной рыбой, очутившейся на мели и не умеющей уползти назад в воду, — поохотиться за своими неудачливыми, отставшими в развитии родственниками.
Этот наш предок, живший то в воде, то уже на суше, оказался настолько любезным, что оставил нам свой след, свой, так сказать, дактилоскопический оттиск. След этот найден на камне в Пенсильвании в Северной Америке.
Животное, оставившее этот след, назвали тинопусом.
Некоторые ученые, впрочем, сомневаются в достоверности этого отпечатка; понятно поэтому, как важно было найти еще где- нибудь следы этих животных, произошедших от рыбы. Но долгое время все поиски оставались тщетными.
Удача пришла только в 1931 году, зато такая удача, которой даже не ждали. В этом году датская научная экспедиция нашла далеко на севере, у восточных берегов Гренландии, на одном островке, остатки другого нашего далекого предка, близкого родственника тинопуса. Хотя он ходил уже по суше, череп его оказался очень похожим на череп рыбы.
Что же это было за существо — тинопус? Это был родоначальник тех животных, которые еще и теперь, в наши времена, могут жить и в воде и на суше, и поэтому их и называют земноводными. Такие животные — лягушка, тритон, саламандра. Они до сих пор не порвали окончательно связи с водой: лягушка, например, мечет икру в воду, и ее головастики живут в воде точно рыбы; они и по виду напоминают крохотных рыбок.
Таким образом, теперешние земноводные служат как бы подтверждением того, что четвероногие животные произошли от рыбы. Но есть и другое, еще более убедительное доказательство.
Мы все так привыкли к тому, что рыбы всегда живут в воде и задыхаются, если их вытащить на берег. Нам кажется чем-то нелепым, невозможным — рыба, которая дышала бы воздухом, как мы. А между тем такие рыбы существуют.
В Африке живет довольно большая, до двух метров в длину, пятнистая рыба. Водится она в мелких речках, часто пересыхающих. Питается лягушками и мелкими рыбками. И вот, когда река пересыхает, эта рыба зарывается в ил, оставляя только маленькое отверстие для дыхания, и начинает дышать воздухом, как все сухопутные животные.
В Южной Америке водится подобная же рыба. Она — серо-бурая, длинная и тонкая, как угорь. Она тоже, в случае нужды, обходится без воды.
Но еще более удивительное зрелище можно увидеть в восточной Австралии. Там водится рыба, которая время от времени высовывает голову из воды, чтобы подышать свежим воздухом. Живет эта рыба только в двух австралийских реках — в реках Бурнетт и Мери.
Эти рыбы — их зовут двоякодышащими — единственные нынешние рыбы, которые сохранили до сих пор особенность своих далеких предков.
Надо сказать — такое промежуточное положение никогда не бывает выгодным, Рыбы, которые дышат и до сих пор только жабрами, прекрасно чувствуют себя в морях и реках, размножаются и не уменьшаются в числе. С другой стороны, земноводные и другие животные произошедшие от них и порвавшие уже всякую связь с водой, тоже процветают. Но двоякодышащие рыбы явно идут навстречу гибели; таких рыб в наше время уже совсем мало, это вымирающий род рыб, и, наверное, скоро его совсем не будет…
Рыба илистый прыгун. Эта рыба живет в наше время, она водится под тропиками; она скачет по илистым берегам, может даже взбираться на деревья, и все-таки ее плавники никак нельзя назвать ногами, это настоящие рыбьи плавники.
Таким образом, тинопус и другие его сородичи, произошедшие от каких-то древних двоякодышащих рыб, живших в мелководных речках или, еще вернее, в болотах, завоевали вторично сушу. Я говорю — вторично, потому что уже до них успели выйти на сушу членистоногие, скорпион и тысяченожка. Но скорпион, как я уже говорил, и до наших дней остался скорпионом, и тысяченожка осталась тысяченожкой. Другое дело — тинопус: от него произошли не только лягушки, саламандры и тритоны — его потомки по прямой линии; от него произошло и то животное, которое походило уже немного на теперешних ползающих, бегающих, лазающих зверей, существо, которое и мы считаем своим предком. Вот почему появление первого земноводного мы считаем великим событием, началом настоящего завоевания суши.
Но появление этих высших, по сравнению даже с земноводными, животных совершилось потом, много позднее. И мы об этом и будем говорить дальше.
Теперь же, во времена девонского и каменноугольного периодов, существовали только земноводные, и они жили рядом со своими соперниками в деле завоевания суши, рядом с различными членистоногими, в одних и тех же папоротниковых лесах.
В этом сыром дремучем лесу жили уже пауки, тараканы, кузнечики, ползали улитки, бегали толстые тысяченожки длиною в треть метра. Прыгали разные земноводные, наполняя лес своим кваканьем. Некоторые их них были величиной с теперешнюю лягушку, а некоторые были такими гигантами, что если бы их поставить на кончик хвоста, они казались бы вдвое выше человека. У иных из земноводных на темени было отверстие для третьего глаза, смотревшего вверх. Другие отличались своим панцырем, — такое земноводное было найдено в дупле окаменевшей сигиллярии; очевидно, это земноводное умело лазать по деревьям.
В это же время появился еще новый вид членистоногих, появились летающие существа, насекомые. Над болотом пролетали трепеща крыльями, тысячи стрекоз. Одни стрекозы были совсем маленькие, меньше теперешних, зато были и другие, у которых размах крыльев достигал трех четвертей метра, стрекозы-гиганты.
Не она ли — предок всех наших стрекоз? Окаменелая стрекоза каменноугольного периода.
Так что в это время началось и завоевание воздуха. И первыми завоевателями воздуха были насекомые. Ни одной птицы тогда еще не было. И тут членистоногие опередили потомков рыбы.
На земле, в воздухе, на деревьях, в мутной болотной воде, всюду кишела жизнь. Весь этот мир земноводных и членистоногих был переполнен борьбой, жил бурной и жадной жизнью.
Теплый и влажный воздух, пропитанный испарениями болота, пах неизвестными нам запахами, исходившими от гигантских деревьев. В лесу стояло непрерывное пронзительное кваканье, верещание, жужжание, стрекотание. Бесчисленные мошки кружились и плясали над каждой лужей. Стрекозы-карлики и стрекозы-гиганты рассекали воздух, хватая добычу на лету. Улитки медленно ползали у корней деревьев, выставляя вперед свои рожки. Тысяченожки и пауки взбегали вверх по стволам и бросались вниз. Разнообразные родственники лягушки прыгали, бегали, лазали по деревьям, бросались в стоячую грязную воду и плавали там.
И все эти существа, жившие под сенью папоротниковых и плауновых деревьев, все они непрерывно охотились друг за другом, пожирали один другого. Они носились по болоту, подстерегали добычу, размножались в чудовищных количествах. Каждое из этих недолговечных существ вело себя так, точно считало себя единственным хозяином леса. Но каждое гибло в свой срок, немножко раньше или немножко позже.
И тогда их мертвые тела, — если их не успевали съесть другие жители леса, — их тела приобщались к медленной, непрерывной жизни Земли, становились частью Земли; болото засасывало их, смешивало с остатками прежде погибших организмов, с гниющими листьями, мхами, ветвями. И самые гигантские деревья тоже были смертны, и их стволы в конце концов подламывались и рушились в то же болото и приобщались к тлению, так что нижний этаж гигантского леса был все время увеличивавшимся кладбищем.
И пока над этим кладбищем новые и новые поколения совершали все тот же круг жизни, в глубине все разлагалось, смешивалось и, напластовываясь, превращалось в однообразное крошево, в торф. А потом опускалось еще глубже, спекалось в каменный уголь.
Но жители леса не думали о том, что их ждет. Они не рассуждали, они просто жили, росли, размножались, судорожно боролись за свою жизнь. И жизнь, в общем, процветала.
Это было время огромных папоротниковых лесов и земноводных животных. Это был золотой век папоротников, плаунов, хвощей, пауков, скорпионов, тысяченожек, стрекоз, кузнечиков, тараканов и разнообразных родственников лягушки; это был их праздник. Это было сплошное, растянувшееся на тысячи и тысячи веков жаркое лето.
И золотой век кончился. За летом пришла зима.