Мы выходим из эозойской эры и вступаем в следующую эру — палеозойскую, или, по-русски, эру «древней жизни». Эту эру геологи делят на пять периодов: кембрийский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский; все они вместе продолжались больше четырехсот миллионов лет.
Сейчас мы будем говорить только о первых двух периодах этой эры, о времени, охватывающем кембрийский и силурийский периоды. Это время началось около шестисот миллионов лет назад и кончилось около трехсот сорока миллионов лет назад. Оно продолжалось, значит, приблизительно двести шестьдесят миллионов лет.
Это было спокойное время в истории Земли. Материки стояли тогда ниже, чем теперь, так что океан был больше и образовал много мелководных морей. Так как материки то немного повышались, то вновь оседали, как бы страшно медленно покачиваясь, то мелководные моря иногда пересыхали на миллионы лет, а потом снова наполнялись водой. Климат был почти везде очень теплый. Вулканические извержения случались сравнительно редко. Только к концу этого времени затишье в истории Земли сменяется бурной деятельностью. Материки подымаются, океан отливает, на местах, которые прежде были затоплены, начинают выпячиваться горы, становится холоднее. Словом, наступает геологическая революция.
За двести с лишним миллионов спокойных лет произошли на Земле три великих события. Первое событие — в морях появились рыбы. Второе событие — некоторые растения покинули море и переселились на берег. И третье — вслед за растениями вышел на берег и стал сухопутным животным скорпион.
В начале этого времени жизнь еще ютилась только в океане. Тут росли подводные растения — водоросли. Тут ползали, плавали или чуть шевелились, прицепившись ко дну, разнообразные странные животные. Больше всего было тут археоциатов и трилобитов; их было так много, что это время можно назвать временем археоциатов и трилобитов; они как будто были властелинами океана.
Археоциаты, это были организмы с известковым скелетом, родственные, по видимому, губкам и кораллам. Окаменевшие остатки их найдены в разных странах, особенно много их найдено в Сибири. Они жили целыми массами в мелких морях и строили большие рифы, как теперешние кораллы.
Археоциаты, если перевести на русский язык, значит «древние бокалы». Их прозвали так потому, что эти животные, действительно, очень напоминают по форме бокал или чашку. Археоциаты прикреплялись к подводным камням длинными, похожими на корни волокнами.
Но процветание археоциатов было недолговременным: они исчезли к концу кембрийского периода. Они просуществовали около ста миллионов лет и затем все, без исключения, вдруг погибли. Мы не раз еще будем потом встречаться с такими же событиями: целые виды животных, достигнув могущества, неожиданно вымирают. Очевидно, условия существования на Земле по временам резко меняются, и не все могут к этому приспособиться. Что именно вызвало гибель археоциатов, мы не знаем.
Трилобиты оказались долговечнее. Трилобит — это рачок, родственник нынешнего рака. Голова, спина и хвост были защищены у него щитками. По очертанию он был похож на мокрицу и имел ту же повадку, что мокрица: в минуту опасности свертываться комком, закрывая не защищенное щитками брюхо. Некоторые трилобиты достигали в длину четверти метра; иные же были меньше горошины.
Трилобиты были очень разнообразны и непохожи друг на друга. Одни медленно ползали по дну, царапая ил своим колючим хвостом; у таких трилобитов глаза обычно помещались на верхней стороне плоской головы: ведь опасность могла им грозить только сверху. У некоторых глаза сидели на тоненьких стебельках, так что трилобит мог совсем зарыться в ил, а глаза выставить наверх, как выдвигает наверх перископ подводная лодка; у других роющихся в иле трилобитов совсем не было глаз, они были слепые.
Другие трилобиты плавали.
Многие просто носились по течению; но иные умели и сами плавать, у них были плавательные ножки, раздвоенный хвост лопаткой и глаза смотрели в разные стороны, как теперь у рыб. Были и такие трилобиты, которые плавали на спине, глаза у них помещались на нижней стороне головы.
Питались трилобиты мелкими морскими животными и растениями, а некоторые падалью.
На рисунке мы видим крупного трилобита, которого называют парадоксидес.
Трилобит парадоксидес. Пятьсот пятьдесят миллионов лет назад он ползал по дну моря; сейчас он лежит в музее под стеклом.
Его членики оканчивались шипами.
Кроме них, в море жило еще много других животных, правда, не таких многочисленных, как трилобиты и археоциаты.
Эти моллюски в силурийский период достигали иногда огромной величины в четыре — четыре с половиной метра. Отпечатки этих гигантских моллюсков можно иногда подметить на панельных плитах тротуаров Ленинграда, — плиты эти вырублены из силурийских пластов известняка. Конечно, отпечатки видны только на новых плитах, пока они еще не стерлись подошвами пешеходов. Отпечаток напоминает след длинной, суживающейся в одну сторону палки с поперечными кривыми линиями.
Здесь изображены разные животные силурийского периода. Тут и кораллы, и голотурии, или морские огурцы, и морские ежи, и морские звезды, и морские лилии — животные, прираставшие ко дну моря, — и трилобиты, и моллюски.
Вы, наверное, заметили, что тут отсутствуют те, кого мы сейчас считаем хозяевами океана и морей, — рыбы. Не то чтобы тогда не было рыб, — до нас дошли редкие отпечатки тогдашних рыб, — но тогда рыб было еще мало, и они терялись в массе более древних жителей моря.
Первые рыбы произошли, наверное, от каких-то морских червей и напоминали их формой своего тела. У них было узкое и длинное тело, бескостное внутри и иногда покрытое снаружи панцырем. У них еще не было парных плавников.
Вот с кем бы вы встретились, если бы выкупались в силурийском море.
В Норвегии в силурийских пластах найдены отпечатки древних рыб. Отпечатки так хорошо сохранились, что видно даже, как были расположены главные кровеносные сосуды и нервы этих рыб. Судя по отпечаткам, на древних рыб очень похожи теперешние миноги и миксины. Но еще ближе к древним рыбам, еще более похожа на них живущая и теперь в мелководных морях рыба ланцетник. У нее длинное, заостренное у концов, тонкое, как лезвие ножа, тело, — недаром ее прозвали ланцетником. Она плавает очень быстро, точно режет телом воду. Если бы вы ее увидели, вы бы, наверное, приняли ее скорее за какую-то личинку, чем за рыбу.
Появление рыб в океане было, с нашей, теперешней точки зрения, событием огромной важности. Ведь именно от рыб произошли потом земноводные и пресмыкающиеся животные, и звери, и птицы, и, в конце концов, человек. Как ни не похожа рыба на человека, все же разница между рыбой и человеком, если судить по строению тела, меньше, чем между рыбой и древнейшими, наиболее просто устроенными жителями океана. Таким образом, появление рыбы как бы отмечает, что путь от первичного комочка протоплазмы до человека был проделан жизнью уже больше чем на половину.
Но, пожалуй, еще более важным событием тех времен надо считать появление на суше растений, переселение некоторых растений из воды на берег.
Когда я говорю: переселение, это можно понять так, как будто некоторые растения вышли из морской воды и переправились на сушу. На самом деле никакого такого путешествия никогда не было. Можно сказать, само море, а не растения, жившие в нем, совершило переход, покинуло прежнее место.
Мы ведь говорили уже, что это время было временем низкого стояния материков; материки стояли так низко, что многие их части оказались под водой; океан покрыл низины материков, разостлал тут мелкие моря.
Но двести шестьдесят миллионов лет — это огромный срок. За это время материки не раз подымались и вновь оседали, так что неглубокие моря много раз совсем мелели, пересыхали и потом снова наполнялись водой. Точно сама природа ставила бесчисленные опыты, заставляя водоросли привыкать к жизни без воды. И каждый опыт продолжался страшно долго, тысячи и тысячи лет. А под конец, перед геологической революцией, материки сильно поднялись и океан далеко отхлынул.
Очень многие виды растений, наверное, погибли тогда. Но некоторым удалось приспособиться и завоевать сушу.
А завоевание суши растениями открыло ее и для животных.
Ведь если бы растения не захватили суши и не размножились тут, ни одно животное не могло бы и посейчас жить на суше, материки остались бы навсегда голыми, необитаемыми пустынями.
Растения снабдили животных прежде всего воздухом, пригодным для дыхания.
Воздух был на Земле уже с самых давних времен. Но этот воздух состоял главным образом из углекислого газа, выделившегося из лавы; кислорода было очень мало. В таком воздухе любой из нас умер бы от удушья; это, так сказать, бракованный воздух, негодный для дыхания.
Растения превратили — и сейчас продолжают превращать — этот бракованный воздух в тот живительный воздух, которым мы все дышим.
Растения вбирают углекислый газ, отнимают себе углерод, без которого они не могут обойтись, и отдают назад чистый кислород. Таким образом они все время очищают воздух от углекислого газа и обогащают его кислородом. И теперь в воздухе накопилось столько кислорода, что его хватает на всех.
Как делают это растения, до сих пор не вполне ясно. Во всяком случае, они используют для этой работы энергию солнечных лучей, свет Солнца. Вещество, которое находится в растениях и дает им возможность расщеплять углекислый газ на углерод и кислород, это вещество зовут хлорофиллом. Хлорофилл ярко-зеленого цвета, и именно он и придает почти всем растениям зеленую окраску.
Но растения обеспечили животных не только воздухом, они обеспечили их и пищей. Сами животные не умеют пользоваться соками земли, извлекать из них питание. Есть всего только одно вещество, которое мы берем прямо из земли и едим его: это соль. Все остальные питательные вещества мы получаем либо из мяса животных, либо из растений. А так как животные получают питательные вещества опять-таки из съеденных ими растений, то мы все живем как бы за счет растений.
Вот почему заселение растениями суши нужно считать решающим моментом в освоении живыми организмами Земли, великой победой жизни.
Как же была одержана эта победа?
Она была результатом тех изменений, которые совершились в растениях за миллионы лет жизни в мелководных морях. А толчком к этим изменениям было прежде всего постоянное ежедневное колебание уровня океана у берегов, приливы и отливы.
При отливах водоросли, жившие у прибрежья, оставались на несколько часов почти или даже совсем без воды. Это значило: им грозило за эти несколько часов засохнуть, умереть.
Тысячи и тысячи водорослей действительно погибали. Но некоторые выживали. Какие именно? Те, которые имели случайно немного более плотные клетки в своем наружном слое. Плотные клетки задерживали внутри растения влагу, не позволяли ей быстро испаряться. Кроме того, очень большое преимущество получили те водоросли, у которых отростки спрятались глубже в почву дна и стали зачаточными корнями. Такие водоросли высасывали влагу из земли которая не просыхала в глубине даже при самых больших отливах.
Эти два изменения — уплотнение поверхности листьев и удлинение корней — были так необходимы, что только такие растения и выживали. Происходила как бы ежедневная сортировка живущих в мелководье растений, и те, которые не могли приспособиться, вычеркивались навсегда из списка живущих. Новые свойства передавались выжившими растениями по наследству своим потомкам и укреплялись в потомстве.
Эти новые свойства сразу же потребовали от растения дальнейшего изменения. Листья покрылись снаружи слоем плотных клеток, предохранявших растение от высыхания. А как же пропускали теперь они солнечный свет, необходимый растениям для их работы, для расщепления углекислого газа? Клетки должны были быть одновременно и плотными, чтобы не давать испаряться влаге, и очень тонкими, чтобы сквозь них свободно проходили солнечные лучи.
Поверхностный слой листа уплотнился. Как же мог теперь проникать внутрь растения воздух, углекислый газ, без которого растению не обойтись? Клетки поверхностного слоя листа легли так, что между ними остались промежутки, крохотные поры.
Но и это еще не решало задачи до конца. Через поры влага испарялась, и растения теряли свое основное преимущество, приобретенное с таким трудом. Пришлось пойти еще на одно изменение. Появились растения, у которых клетки наружного слоя вели себя по-разному в сухой и в пасмурный день. В жаркий сухой день клетки поверхностного слоя сближались друг с другом, поры замыкались, и растение сохраняло влагу. В дождливый день и по ночам клетки, наоборот, расходились и поры расширялись.
Только такие растения смогли в полной готовности встретить высыхание морей. И когда океан отхлынул и эти растения волею внутриземных сил, подымающих и опускающих материки, очутились на суше, растения эти прижились и размножились тут. Они никогда уже не вернулись назад в океан.
А те, что не проделали всех этих изменений, те растения либо погибли, либо, — если места, где они жили, не пересохли, — остались навсегда водными растениями, остались водорослями.
Так была одержана великая победа. Так растения вышли на сушу.
Первые растения суши были очень маленькими, не выше четверти метра. Корни их были слабы и служили не столько для прикрепления растения к земле, сколько для высасывания из земли влаги. Вероятно, из-за слабости корней растения и были такими маленькими. Они некрепко держались за землю, и чуть растеньице вытягивалось повыше, его опрокидывал и выворачивал из земли ветер.
Растения переселились на сушу. А вслед за ними вышли на материк и некоторые животные. Первым сухопутным животным был, кажется, скорпион. За ним последовала тысяченожка. Они были первыми завоевателями материков.
Но, совершив этот подвиг, они, по-видимому, исчерпали свои силы, оказались неспособными к дальнейшему изменению и совершенствованию. Скорпион и в наши дни почти такой же, какой он был, когда впервые поселился на суше. Проходят миллионы лет, а скорпион все остается скорпионом, тысяченожка — тысяченожкой.
Скорпион произошел, наверное, от членистого морского червя, покрытого толстой, жесткой кожей — панцырем, как у жука. У этого червя сначала на каждом из его многочисленных члеников образовалось по паре ног, и затем, через какое-то время, он окончательно превратился в скорпиона. Но он продолжал, как и прежде, жить под водой. Это был морской скорпион.
Морской скорпион был прекрасно вооружен. Это был разбойник морей и мелководных заливов. Когда океан стал отодвигаться и заливы начали пересыхать, скорпиону пришлось приспособиться к жизни вне воды. Тут ему сослужила службу его толстая кожа, его броня. Она предохранила скорпиона от губительного действия солнечных лучей: если бы он не был покрыт такой плотной кожей, он бы погиб, высох на солнце, как высыхает, например, выброшенная на берег медуза.
Конечно и тут не обошлось без жертв. Вероятно, миллионы скорпионов погибли, прежде чем некоторым из скорпионов удалось так приспособиться к сухопутной жизни, что они совсем уже перестали возвращаться в воду.
Скорпион-предок (слева). Его нашли замурованным в одной из скал Шотландии. Нынешний скорпион (справа). Он охотится по ночам за насекомыми: посмотрите на его хвост: на самом конце его острое жало.
На этой странице вы видите двух скорпионов: на первом рисунке — нынешний скорпион, на втором — живший четыреста миллионов лет назад, в силурийский период, и найденный не так давно окаменевшим и замурованным в скалах Шотландии.
Скорпион, вышедший на сушу, был не очень большим.
Нынешние пауки — его родственники. Из других его родственников, более дальних, стоит отметить мечехвостов; их тоже часто, хотя и не совсем правильно, называют морскими скорпионами. Они оставались жить в воде.
В силурийский период мечехвосты достигли больших размеров. На странице 81 вы видите одного из мечехвостов того времени; его называют стилонурусом; он достигал в длину одного метра.
Стилонурус.
Этого же мечехвоста видите вы на странице 76; наверху плывет еще — более крупный мечехвост— эйриптерус, а по дну ползет мечехвост гемиаспис; он подкрадывается к семье трилобитов; наверно, ни один из них не спасется.
Мечехвосты. Слева — живший пятьсот миллионов лет назад, справа — нынешний.
Та же причина, которая заставила некоторые растения переселиться на берег и выгнала на сушу скорпиона и тысяченожку, эта же причина повела и к тому, что во многих морях кембрийского и силурийского периодов отложилась соль целыми толщами в сотни метров.
Когда океан отступал, моря мелели и часто либо совсем теряли связь с океаном, либо сообщались с ним только через узкий и мелкий пролив. Получалось так, что вода из океана почти уже не притекала в такое мере; оно превращалось как бы в огромную лужу.
В мелких замкнутых морях вода быстро испарялась, быстрее, чем в глубоких; вода испарялась, а соль, наносимая в море реками, не испарялась, так что вода становилась все солоней; наконец соли накапливалось так много, что она начинала оседать на дно.
За многие тысячи лет на дне моря накапливался постепенно толстый пласт соли. Потом море пересыхало до конца, и ветер заносил соль песком, и в конце концов соляной пласт покрывался новым песчаным пластом.
Иногда же море спустя тысячелетия снова наполнялось водой, и на соляной пласт начинал ложиться слой ила. Снова пересыхало море, но теперь уже соли не было видно, она лежала в земле, погребенная под более новыми пластами.
Кембрийские и силурийские моря покрывали когда-то огромные пространства — большую часть нынешней Сибири, — и они оставили тут свой соляной след.
В некоторых местностях Сибири из-под земли вытекают источники, вода которых на вкус солона. Очевидно, эти источники проходят под землей через древний пласт погребенной соли.
Близ реки Ангары и недалеко от реки Вилюя есть места, где залегают пласты соли. У устья реки Хатанги, далеко на севере, возвышается целая гора, состоящая вся сплошь из соли.
Отложение соли случалось часто и потом, в следующие за силурийским периоды. Оно идет в некоторых местах и сейчас.
В Америке в штате Утах есть озеро, которое называется Соленым. Это озеро тысячи лет назад было гораздо больше. Когда-то оно было пресным, но реки приносили в него все новую и новую воду, вода испарялась, и озеро постепенно накопило соль. Озеро уменьшалось, усыхая, и все солонело; береговые наносы были отложены волнами озера в те времена, когда оно еще было большим. Теперь эти наносы, конечно, совсем сухие, и лежат они на порядочной высоте, на склонах холмов. Когда озеро наконец высохнет до конца, — а это случится сравнительно скоро, — на его месте останется толстый пласт соли.
У нас в Советском Союзе то же самое происходит с солеными озерами Баскунчаком, Эльтонским и с мелководным заливом Азовского моря Сивашем. Во всех этих местах уже сейчас накопилось столько соли, что ее тут добывают.
Солончак.
На западном склоне Урала, у Соликамска, залегают в земле пласты соли, отложившиеся в пермский период.
Недавно в Америке в штате Невада были открыты древние соляные копи, которые когда-то разрабатывались индейцами; в копях нашли забытые индейцами инструменты и недоеденные зерна кукурузы — остатки завтрака трудившегося тут три тысячи лет назад индейца.
А на странице 83 изображена большая зала, высеченная в соляном пласте копей Сланику в Румынии. Этот пласт такой толстый, что из него брали соль две тысячи лет подряд, и все-таки он не истощился до конца.
Подземная зала соляных копей Сланику. И пол, и стены, и потолок этой залы — из соли; соляной пласт так толст, что его разрабатывали еще римляне, и до сих пор он не истощился.
На этом мы кончим историю кембрийского и силурийского периодов — времени, когда в океане впервые появились рыбы, а на суше поселились первые растения, — и перейдем в следующий период — девонский.