Как удалось цветковым выбраться из тенистых убежищ на оперативный простор, мы начинаем понимать только сегодня. Голландцы, известные первыми финансовыми — тюльпановыми — пирамидами, когда цены на луковицы тюльпанов с 1625 по 1637 год выросли в 25 раз (за одну луковицу некоторых сортов можно было купить все вплоть до кареты с парой лошадей, а потом биржа закономерно обвалилась), продолжают и ныне занимать лидирующее положение в области ботаники. Палеоботаник Гуго Ян де Бур и его коллеги из Утрехтского университета заметили, что в критическое для всего растительного царства время — в середине мелового периода — у покрытосеменных резко изменилось строение листьев, то есть органа фотосинтеза: жилкование стало намного плотнее, чем у первых цветковых, размер устьиц уменьшился, но зато их число на листовой пластинке существенно возросло. Развернулась и сама пластинка, преобразившись в разнообразные крупные, в том числе лопастные, листья.
В результате цветковые обрели способность гораздо рачительнее использовать воду: часто расположенные водоносные сосуды — жилки — лучше распределяли те же объемы воды по всему листу, а мелкие устьица меньше ее теряли, притом захватывая даже больше углекислого газа, чем при прежней конструкции. Когда в середине мелового периода у цветковых плотность жилок возросла в три раза, у всех прочих растений этот показатель остался на «допотопном» палеозойском уровне. Значит, увеличились у них и темпы фотосинтеза, и продуктивность (нам это качество более знакомо как «урожайность») — почти в два раза. Это и позволило покрытосеменным выйти из тени — в прямом смысле этого выражения: они выбрались из влажных убежищ и освоили более сухие места обитания, прежде целиком и полностью принадлежавшие голосеменным и их сателлитам.
Что же до голосеменных, то их узкие листочки с небольшим числом жилок не позволили им вовремя перестроиться. А учитывая падение уровня углекислого газа в атмосфере, начавшееся в это время, покрытосеменные и здесь оказались в выигрышном положении.
Новый тип лесного хозяйства, сложившийся всего за 10 миллионов лет, не мог не сказаться на растительноядных животных, поскольку именно покрытосеменные содержат наибольшие концентрации алкалоидов, танинов и других ядов, что, возможно, и привело к изменению состава насекомых и динозавров. Во всяком случае, данные палеонтолога Пола Апчерча из Университетского колледжа Лондона и его коллег по 847 видам динозавров показывают падение разнообразия растительноядных (и хищных) ящеров именно в середине мелового периода и дальнейшее сокращение числа именно растительноядных.
Появление жующих утконосых и рогатых динозавров и повышение скорости сменяемости зубов у завропод позволило притормозить вымирание этих групп, но одновременно лишь способствовало распространению цветковых, поскольку ящеры постоянно нарушали мир и порядок в растительных сообществах. В свою очередь, ветвистые деревья создали прекрасную среду для эволюции птиц, змей и древесных млекопитающих (о бурном развитии плацентарных в это время свидетельствуют и молекулярные данные). Пернатые существа, подобные чжэхольорни-су, и первые настоящие птицы нашли там новый источник пропитания — плоды, которые хотя и были всего от 0,1 до 8,3 миллиметра величиной, но уже имели мякоть. А динозавры, так и не научившиеся хорошо летать, были, вероятно, просто съедены более ловкими конкурентами. И змеи, и млекопитающие, судя по палеонтологическим находкам, нападали на гнезда ящеров. Даже грызун размером с крысу мог играючи одолеть недавно вылупившуюся хищную тероподу, подобно тому как современная крыса справляется с пернатыми — наиболее близкими выжившими родственниками динозавров. Змеи потеснили ящериц, а плацентарные млекопитающие — сумчатых: в позднемеловую эпоху на северных континентах, а позднее — в плиоценовую эпоху (3–4 миллиона лет назад), когда образовался Панамский перешеек, и в Южной Америке (уцелели те лишь в Австралии и на ближайших к ней островах).
На этом роль покрытосеменных в преобразовании природы не заканчивается. Ботаники Франк Берендсе и Мартен Шеффер из Вагенингенского университета (тоже Нидерланды) отметили, что их листовой опад разлагается быстрее (на 60 процентов), чем, скажем, хвоя, а обновляется зеленый наряд чаще, и накопленные в растительных тканях азотистые и другие биогенные вещества более споро возвращаются в почву, удобряя ее и тем самым опять же ускоряя развитие самих цветковых. Не будем также забывать, что более совершенное жилкование и расположение устьиц позволили им резко повысить продуктивность, то есть производить больше зеленой массы при меньших, чем у голосеменных, папоротников и прочих растений, затратах воды и углекислого газа. (Будь ди-нозавроид Дэйла Расселла реальностью, в его трехпалых лапах просто не оказалось бы растений, способных давать такие урожаи, как пшеница, рис или кукуруза, даже их дикие предки.)
Азотистые и фосфорные соединения цветковые тоже запасают в больших объемах, чем голосеменные. У последних все уходит в обедненный этими веществами лигнин (древесину), которого у них по массе примерно в два раза больше. Поэтому сообщества голосеменных создают лишь бедные почвы, где обитают малоактивные животные-деструкторы, а покрытосеменные — почвы, богатые гумусом, с чрезвычайно обильным и разнообразным животным миром. А поскольку почвенные биогенные вещества в конечном счете оказывались в озерах и океане, менялась и водная биота. В стоячих пресных водоемах почти исчезли прежние группы насекомых и рыб. Даже океан не сразу совладал с избыточным стоком биогенов: началось «цветение» цианобактерий, заморные явления, известные как «океанические бескислородные события», что вело к вымиранию одних групп организмов и распространению других.
Так исчезли приспособленные к прозрачным олиго-трофным водам гигантские двустворчатые моллюски рудисты и иноцерамы. А повышение температуры поверхностных вод, чему тоже способствовало «цветение» и гибель понижающих температуру групп планктонных водорослей, вероятно, вело к вымиранию морских ящеров и крупных акул, которым труднее стало бороться с перегревом тела. Им на смену начали заступать разнообразные костистые рыбы. Так или иначе, были затронуты все морские обитатели, включая сидевших на морской диете птерозавров. Вместе с отмершей бактериальной и водорослевой органикой на дно океана уходил использованный водорослями углекислый газ, падение содержания которого в атмосфере создавало благоприятные условия для цветковых, но не для других растений. Отчасти с этой проблемой справились лишь хвойные, чьи листья-иголки — это, по сути, концентрированные жилки, но, увы, практически без листовой мякоти, то есть малопродуктивные.
Таким образом, причиной мел-палеогенового кризиса оказался не гигантский 20-километровый в поперечнике астероид, а устьица и жилки, органы дыхания и распределения воды у растения, размером в миллион раз меньше. Можно сказать и по-другому: новые технологии опрокинули мощнейшие «силовые структуры», казалось бы, незыблемые. Мел-палеогеновый «пистолет» оказался не дымящимся, он издавал не запах пороха, а нежный цветочный аромат…
И ведь такое, вероятно, случилось не впервые. Фран-фаменское массовое вымирание могло быть связано со становлением первых настоящих лесов, к тому же освоивших возвышенности, откуда, собственно, все и сносится в океан. Микоризальный союз растений с грибами привел к ускоренному разрушению горных пород благодаря усилению и химического, и механического воздействия на них. Сток биогенов в океан резко усилился, поскольку микориза повышает скорость выветривания в 4-30 раз, а уровень кислорода в атмосфере упал с 22–25 процентов до 13, так как возросшие объемы органических отходов должны были окисляться. И точно так же, как в середине мелового периода, в позднедевонских морях, особенно в прибрежных акваториях, развивались заморы, из-за чего уже обретшие лапы и легочное дыхание рыбы вынуждены был искать спасения на суше, дав начало всем четвероногим от земноводных до динозавров, птиц и млекопитающих. Параллельно развивалось легочное дыхание у двоякодышащих рыб, а вот у насекомых случилась задержка в развитии: мечту о полете — весьма энергоемком способе передвижения — пришлось отложить до лучших времен, когда кислорода прибавилось.
Между черными безжизненными верхнедевонскими слоями и над ними залегают богатые костеносные горизонты, которые позволяют в деталях проследить раннюю эволюцию наземных позвоночных, сочетавших в разных вариантах признаки лопастеперых рыб и настоящих амфибий: жаберные дуги и костное нёбо, костные чешуи и подвижный шейный отдел, хвостовые плавники и лапы с шестью и более пальцами. Так что не для всех черная полоска оказывается траурной финишной лентой — для многих это только стартовый сигнал.
По сравнению с поступательным преобразованием растительного и животного мира падения астероидов и другие сбои в небесной механике, равно как и вулканические взрывы, оледенения и потепления — события несущественные и для эволюции малозначимые.
Австралопитек (греч. «южная обезьяна») — род в семействе человекообразных обезьян (гоминид), возможно, предковый для самой человекообразной из них, то есть — для человека. Различия между австралопитеками и первыми обезьянами рода Homo настолько несущественны, что понятны лишь очень узким специалистам. Жили в Африке в конце неогенового — начале четвертичного периода (4,2–1,8 миллиона лет назад).
Акритархи {греч. «неизвестного происхождения») — микроскопические (меньше миллиметра в поперечнике) плотные оболочки с шипами, выростами и оторочками. При жизни форма акритарх приближалась к шару. Точная принадлежность акритарх не ясна; большинство из них были вымершими одноклеточными родственниками зеленых водорослей. Древнейшие акритархи известны из нижнепротерозойских отложений (1,8 миллиарда лет), в основном они типичны для позднепротерозойской и палеозойской эр.
Алкалоиды (от араб, «ал-квили» — щелочь) — азотсодержащие органические соединения, подобные кофеину и морфину. Вырабатываются грибами (сумчатыми) и растениями (плаунами и покрытосеменными — бобовыми, маковыми, пасленовыми и другими), но действуют на животных.
Альвеоляты, Alveolates (от лат. alveolus — желоб) — одна из главных ветвей эукариот, характерным признаком которой является слой пузырьков (альвеол), расположенный непосредственно под клеточной мембраной. Такие альвеолы есть у ресничных инфузорий, динофлагеллят и споровиков. Если инфузории — это в основном одноклеточные хищники, то динофлагелляты — водоросли, укрывшиеся под пластинчатым органическим панцирем, а споровики — паразиты, в том числе столь опасные для человека виды, как токсоплаз-ма и малярийный плазмодий.
Амебозои, Amoebozoa (греч. «меняющиеся животные») — одна из главных ветвей эукариот, к которой относятся лобоз-ные амебы, обладающие настоящими ложноножками, арха-мебы, а также плазмодиевые и диктиостелиевые слизевики (раньше их называли мицетозоа — «грибоживотные»).
Амебы (греч. «меняющиеся») — свободноживущие и паразитические одноклеточные организмы, которые двигаются с помощью ложноножек. Раковинные амебы — фораминиферы и радиолярии — отмечены в ископаемой летописи.
Аминокислоты — органические соединения, которые содержат карбоксильную — СООН и амино— NH2 — группы. Служат основным строительным материалом для белков.
Артроплевриды (греч. «членистобокие») — ископаемые растительноядные многоножки, достигавшие гигантских (до 2 метров в длину) размеров. Существовали с силурийского по каменноугольный период (420–300 миллионов лет назад).
Археи (греч. «древние») — безъядерные клеточные живые организмы, которые столь же отличаются от настоящих бактерий (эубактерий), сколь и от эукариот. По особенностям своего строения археи ближе именно к эукариотам. К ним относятся метанообразующие и некоторые сероводородоб-разующие бактерии. Существуют с архея поныне (не менее 2,7 миллиарда лет) в практически любых возможных на Земле условиях (вплоть до кипящих кислот).
Архей (греч. «древний») — древнейшая эра в геологической летописи Земли (3,9–2,5 миллиарда лет назад).
Археоциаты {греч. «древние кубки») — обызвествленные бес-спикульные морские губки, жившие в кембрийском периоде (535–495 миллионов лет назад).
Архозавры {греч. «первоящеры») — высокоорганизованные диапсиды с четырехкамерным сердцем и совершенной (во многих группах) походкой; некоторые из них обрели теплокровность. Включают текодонтов, динозавров, птерозавров, крокодилов и предков птиц. Появились в позднепермскую эпоху (255 миллионов лет назад).
Бактерии {греч. «палочки») — безъядерные одноклеточные и колониальные организмы, к которым относятся цианобак-терии, метанокисляющие, некоторые серные и многие другие бактерии. Существуют с архейской эры поныне (не менее 2,5 миллиарда лет) во всевозможных условиях.
Бассейн — в качестве геологического термина — отложения любого водоема (озера, моря, океана) с более-менее выраженными границами.
Белок — высокомолекулярное органическое соединение, образованное аминокислотными остатками. Белки играют первостепенную роль во всех проявлениях жизнедеятельности организмов: ими сложены клетки и ткани; они составляют основу гормонов, пигментов и многого другого.
Беннеттиты — голосеменные растения, родственные саговникам. У одних беннеттитов стебли были тонкие, ветвящиеся, у других— толстые, похожие на бочонок или несколько сросшихся ананасов; листья — длинные, перистые; семена сидели в пальчатых или чашевидных органах. Названы в честь Джона Беннетта. Произрастали с триасового по меловой период (250-70 миллионов лет назад).
Бесчелюстные — рыбообразные хордовые животные. Не имели челюстей, парных плавников (большинство) и окостенений внутреннего скелета. Существуют с кембрийского периода (520 миллионов лет), но ныне от палеозойского многообразия остались лишь миноги и миксины.
Биогенные вещества — вещества, включая отдельные ионы, необходимые для жизни организмов (например, соединения азота, фосфора, железа).
Биомаркер — буквально «след живого», устойчивый участок молекулы, которая когда-то была частью живого организма; относительно простое соединение углерода и водорода с кислородом, серой, азотом или без них.
Брахиоподы (греч. «плеченогие») — двустворчатые животные с уплощенной спинной и более выпуклой брюшной створками, внутри которых находится лофофор с щупальцами, мышцы и кишечник. Живут и фильтруют только в морях и океанах с кембрийского периода (535 миллионов лет).
Брюхоногие — одностворчатые моллюски, чаще со спирально-завитой раковиной-улиткой, развитой головой и ногой. Появились в кембрийском периоде (540 миллионов лет) и расселились в морских и пресных водоемах, а также на суше.
Бурые водоросли — многоклеточные страменопилы с пигментами бурого цвета. Растут в основном в морских водах с конца протерозойской эры (более 800 миллионов лет).
Вендобионты — морские эдиакарские (579–542 миллиона лет назад) организмы, вероятно представлявшие древнюю — промежуточную между грибами и животными — ветвь многоклеточных опистоконтов. Для них характерны симметрия скользящего отражения (с полушаговым смещением условно левых сегментоподобных подразделений тела — фрондле-тов относительно правых вдоль оси тела), отсутствие ротового и анального отверстий, кишечника, каких-либо щупалец или конечностей, неограниченный, неизометричный рост с асимметричным заложением новых фрондлетов на одном или обоих концах тела, а также наличие пронизывающей все тело системы трубчатых камер квадратного сечения (длина которых на один-два порядка превышает размер их поперечника) или расположенных в одной плоскости тонких многократно раздваивающихся каналов.
Вид — наименьшее подразделение в классификации живых существ, а также совокупность внешне похожих особей, имеющих сходных с ними общих предков и способных поделиться друг с другом наследственной информацией.
Виридипланты, Viridiplantae {лат. «зеленые растения») — одна из главных ветвей эукариот, которая объединяют пра-зинофитовые, красные и зеленые водоросли, а также всех потомков последних — харовые водоросли и сосудистые растения.
Вирусы {лат. «яды») — неклеточные формы жизни, состоящие лишь из РНК в белковой оболочке. Поскольку вне клетки-хозяина не могут ни питаться, ни размножаться, живут всегда за счет других, а эти другие — болеют.
Водоросли — одноклеточные и многоклеточные виридипланты, дисцикристаты и страменопилы, в большинстве действительно водные обитатели, но некоторые освоились в почве и в других организмах (например, лишайниках, кораллах, гинкго).
Воротничковые жгутиконосцы — одноклеточные и колониальные опистоконты, характерным признаком которых являются воротничковые клетки с выростом в виде воротничка, внутри которого сидит жгутик, снабженный лопастями. Биение жгутика создает ток воды, и содержимое воротничка подводится к клеточной стенке.
Вторичноротые, Deuterostomia — одна из основных ветвей двусторонне-симметричных многоклеточных животных, объединяющая иглокожих, гемихордовых и хордовых.
Выветривание — разрушение горных пород вследствие перепада температур, физического и химического воздействия атмосферы, воды и организмов, особенно бактерий и растений.
Гемихордовые — двусторонне-симметричные животные, близкие к хордовым.. Имеют небольшое слепое выпячивание кишки, напоминающее хорду, жаберные щели и воротничок с щупальцами (реже без них). К ним относятся вымершие граптолиты, а также крыложаберные и некоторые другие современные организмы. Фильтруют в морях с середины кембрийского периода (505 миллионов лет).
Гидротерма [греч. «вода» и «тепло») — место на дне океана, где изливается горячий раствор морской воды, нагретый магмой, со взвесью сернистого железа и других минералов.