Ричард Флинт - История Земли
Рис. 34. Точное изображение вымерших млекопитающих ледниковой эпохи, сделанное художниками позднего каменного века. Вверху шерстистый носорог. Внизу найденное в Западной Франции изображение нападающего мамонта, вырезанное на куске клыка 10 000-16 000 лет назад. Художник не вырезал до конца клыки, хобот и передние ноги
Классификация
Вид. Классификация живых существ берет начало в весьма отдаленных временах, когда считалось, что каждая разновидность была создана отдельно. Позже, когда был понят процесс эволюции, классификация стала еще более необходимой, так как к этому времени уже было открыто множество организмов, которые должны были быть систематизированы в целях изучения, и число их непрерывно возрастало. Без систематической классификации ископаемые были бы бесполезны, как большая библиотека без каталога.
Основная единица в классификации - вид, группа организмов, которые могут скрещиваться между собой, но не с особями из других групп и обладают общими для целой группы особенностями формы и строения. У ныне живущих организмов в основу выделения вида может быть положена возможность к взаимному оплодотворению. Для вымерших организмов, к которым относится большинство известных ископаемых, виды могут устанавливаться только по аналогии с существующими группами организмов или по особенностям формы и строения.
Вид образуется только потому, что члены этого вида каким-либо образом были изолированы в отношении размножения от соседних популяций, так что гены этого вида не могли смешиваться с другими. Если эта изоляция продолжалась довольно долго, то эти гены становились несовместимыми с генами соседних групп. С этого момента изолированная группа становится видом по определению. С другой стороны, если члены группы не были изолированы, то они могли свободно скрещиваться с членами соседних групп, и тогда со временем отличительные признаки этой группы должны исчезнуть. В ходе истории Земли геологические процессы постоянно вызывали изменения условий, создавая при этом различные типы изоляции. Поэтому вполне понятно, что почти столько же времени, сколько существует жизнь, должны существовать и виды. Но благодаря медленным геологическим изменениям, протекающим непрерывно, одни виды вымирают, а другие перемещаются, изолируются и дают начало новым видам.
Подтверждение этого процесса было найдено в меловых породах, слагающих обрывы английского побережья, обращенные к проливу Ла-Манш. Мел - это белая осадочная порода, состоящая главным образом из миллионов микроскопических раковин, образованных из кальцита. Он накапливался на морском дне в течение части мелового периода. Кроме этих крошечных раковин, мел содержит многочисленные остатки морских ежей вида Micraster. Большое количество их было найдено в пласте мела толщиной не менее 150 метров, который отлагался в течение 4 миллионов лет. Морские ежи в основании пласта сильно отличаются от найденных в верхней части, причем это изменение происходит постепенно. Морские ежи из нижних горизонтов составляют одну группу видов, в то время как найденные в верхней части принадлежат к совершенно другим видам, развившимся путем эволюции из первых.
Этот постепенный переход показывает трудности проведения границ между ископаемыми видами, для которых возможность скрещивания не может быть проверена. Поэтому, как мы уже отмечали, ископаемые виды определяются на основе сходства формы и строения.
Каталог Линнея. В середине XVIII в., за сто лет до того, как идея эволюции получила общее признание, швед Карл фон Линне (Линней), который писал по-латыни и подписывался Linnaeus, потратил многие годы на составление каталога живых организмов. Он классифицировал растения и животных по их очевидным анатомическим свойствам. Как и другие ученые в это время, Линней считал разнообразные живые организмы однажды сотворенными и затем более не изменявшимися. Данная статическая концепция представляет в настоящее время лишь исторический интерес, но каталог Линнея имеет все же большую научную ценность, представляя собой первичную основу современной классификации организмов. В своей основе он не подвергся изменениям, за исключением деталей, и кроме того, он написан по-латыни, на этом почти универсальном языке ученых. Название каждого вида организмов состоит в этом каталоге из двух слов. Первое слово обозначает более широкое понятие - род, второе, более узкое - вид. Например, Homo sapiens (человек разумный), Pinus strobus (белая сосна), Felis domesticus (кошка домашняя), Felis leo (лев), Felis tigris (тигр), Felis pardus (леопард).
Все более крупные подразделения последовательно накладываются на категории, использованные Линнеем. Так, два или более родственных видов образуют род, два или более родственных родов образуют семейство, два или более семейств - отряд, два или более отрядов - класс, два или более классов - тип. Два или более типов составляют царство, наиболее крупную категорию, так как три царства включают соответственно все одноклеточные организмы, растения и животных.
Современная классификация. Для наших целей нам нет необходимости давать в этой книге полную детальную классификацию организмов. Поэтому мы исключаем одноклеточные организмы и даем нашу сокращенную классификацию животных и растений соответственно в таблицах 3А и 3Б.
Теперь, когда мы точно знаем, что такое вид, естественно возникает вопрос, сколько же существует различных видов животных и растений. По наиболее точным оценкам, сейчас насчитывается около 1,5 миллиона живущих видов. Из них 860 000 составляют насекомые, 350 000 - растения, 8600 - птицы и только 3200 - млекопитающие. Большая часть остальных видов, около 300 000, относится к морским беспозвоночным. Общее количество - 1,5 миллиона - включает только те виды, описания которых были опубликованы учеными. Считается, что вдвое большее количество видов еще не описано. Если это так, в настоящее время существуют 4,5 миллиона видов. В это число не входят вымершие виды, известные только в виде ископаемых остатков. Основываясь на количестве уже описанных ископаемых видов, общее количество вымерших видов, обитавших когда-либо на протяжении более трех миллиардов лет существования жизни на Земле, оценивают в пределах от 50 миллионов до 4 миллиардов. И это огромное число относится только к видам. Только когда мы вспомним, что каждый вид может включать множество особей, живущих одновременно (например, в 1972 г. на Земле жило 4 миллиарда людей - членов вида Homo sapiens), тогда мы начнем хотя бы в слабой степени представлять себе размеры и сложность строения биосферы.
Ископаемые и стратиграфия
Изменения уровня моря и эволюция. Теперь мы знаем, как живые существа становятся ископаемыми и как классифицируются ископаемые, чтобы их можно было максимально использовать в научных целях. Располагая этими данными, мы можем теперь сказать больше о связи ископаемых с последовательностью осадочных пластов. Например, правомерно будет спросить, какое влияние окажут наступания и отступания моря на организмы, живущие в море вблизи берега.
Таблица 3А
Царство животных
Тип Protozoa (простейшие - одноклеточные, большей частью микроскопические животные)
Тип Porifera (губки)
Тип Coelenterata (кишечнополостные - кораллы, морские анемоны, медузы и др.)
Тип Brachiopoda (плеченогие)
Тип Bryozoa (мшанки)
Тип Echinodermata (иглокожие - морские звезды, морские ежи, морские лилии и др.)
Тип Mollusca (моллюски - улитки, двустворчатые моллюски, устрицы, кальмары, осьминоги и др.)
Тип Arthropoda (членистоногие - креветки, крабы, омары, трилобиты, пауки, насекомые)
Тип Vertebrata (Chordata) (позвоночные и хордовые - животные, имеющие спинную струну)
Класс (в действительности, 4 класса) Pisces (Рыбы)
Класс Amphibia (Амфибии или земноводные - лягушки, жабы, саламандры)
Класс Reptilia (Рептилии или пресмыкающиеся - крокодилы, ящерицы, змеи, черепахи, динозавры и др.)
Класс Aves (Птицы)
Класс Mammalia (Млекопитающие - теплокровные животные, вскармливающие детенышей молоком)
Таблица 3Б
Царство растений
Несосудистые растения:
Водоросли (простейшие, преимущественно водные растения)
Грибы и плесени
Мхи (простейшие наземные растения)
Сосудистые растения:
1. Примитивные сосудистые растения
2. Лепидодендроны, плауны
3. Хвощи
4. Папоротники и семенные растения
Папоротники
Голосеменные (семенные папоротники, цикадовые, гинкго, хвойные)
Покрытосеменные (Цветковые растения)
Мы допускаем, что в воде живет столько морских животных и растений, сколько может прокормиться при данных условиях. Те особи, которым не хватает пищи, или умирают, или переселяются. Мы должны также помнить, что пища состоит из имеющегося органического вещества, иначе говоря, источником питания живых организмов (Это справедливо для животных. - Прим. ред) могут служить только другие живущие здесь же организмы. При этом образуются длинные пищевые цепи.
