Солнце инициирует первичный цикл, когда его радиация обрушивается на верхний слой атмосферы с энергией атомного взрыва на каждый квадратный километр. Часть этой энергии уходит в космическое пространство, но все же поверхности Земли достигает достаточное для поддержания жизни количество. А так как Земля вращается вокруг своей оси, то пульсация энергии в каждой точке поверхности изменяется от максимума к минимуму за двадцать четыре часа.
Поскольку Земля движется вокруг Солнца под наклоном, энергетическая пульсация на экваторе в три раза сильнее, чем на полюсах. Такое различие в распределении энергии порождает следующий цикл: циркуляцию атмосферы.
Проходя над океаном, воздух отдает часть энергии воде в виде поверхностных течений, или волн, которые взаимодействуют с приливами, возникающими под действием солнечных и лунных циклов. Все эти океанические движения воздействуют на морской температурный цикл, потому что океан подобен атмосфере глубинные холодные воды идут от полюсов на юг, поднимаются у экватора и возвращаются на север уже в поверхностных слоях. Периодические глубоководные шторма взрывают огромные пространства океанического дна, поднимая и перенося тысячи тонн донных отложений и морской живности.
Океан и атмосфера запускают атмосферные газовые циклы. Тот, что поддерживает наше дыхание, называется кислородным. Кислород присутствует в атмосфере и океане и вырабатывается тремя разными производственными циклами. Первый проходит в верхних слоях атмосферы, где солнечная энергия расщепляет молекулы воды и высвобождает из них кислород; второй в растениях, где происходит двадцатичетырехчасовой процесс фотосинтеза; и третий долговременный цикл разложения умерших морских организмов, при котором высвобождаемый кислород попадает в атмосферу напрямую из моря.
Атмосферный цикл вызывает испарение и выпадение осадков, обмен между океаном и атмосферой, следствием чего становится пресноводный цикл. Тринадцать тысяч кубических километров пресной воды хранятся в атмосфере в виде водяного пара, который, поднимаясь, конденсируется на частичках пыли. Так возникают облачные циклы, проходящие под воздействием количества пара, местной температуры, давления воздуха или количества тепла в облаке. Когда перемещаемый ветром пар идет в сторону суши, он поднимается в более холодные слои атмосферы и выпадает в виде дождя, который, в конце концов, возвращается в океан (испаряясь через почву, с растений, рек, озер или самого океана) либо путем просачивания, инфильтрации в подземные водоносные слои и источники, либо через дренаж и непосредственный сток.
Дождь тоже порождает сложные микроциклы, включающие электрохимические реакции в горных породах, разрушая их и высвобождая содержащиеся в них элементы. Часть последних растворяется в текущей воде, часть всасывается корнями растений и позднее возвращается в почву в опавших листьях; другие, попадая в цикл пресной воды, уходят в подземные водоносные слои.
В такой постоянно меняющейся среде организм выживает только в том случае, если способен брать энергию отовсюду. Вот почему удачливые виды при развитии учатся пользоваться той формой пищи, которая доступна в местах их обитания. Другие избирают иной путь: стоять на месте или не приспосабливаться, и тогда они умирают.
Наглядный пример адаптации некоторые растения, открывающиеся и закрывающиеся в зависимости от времени суток. Но они взаимодействуют с окружающей средой и другими, гораздо более сложными способами. Так, иные растения в Намибии, чтобы не быть съеденными, маскируются под камни; мимоза при прикосновении уменьшается в размере, становясь менее заметной; некоторые орхидеи, похожие на самок насекомых, привлекают самцов, которые, в попытке совокупиться с ними, забирают пыльцу.
Однако природа не бесплатный завтрак. На любом уровне иерархии жизни каждый раз, когда организм подключается к энергетическому запасу, лишь десятая часть доступной на данном уровне энергии переходит на более низкий. Общее количество энергии, произведенной путем фотосинтеза зелеными растениями и водорослями, уменьшается, проходя через полмиллиона видов растений, тридцать миллионов видов беспозвоночных, сто миллионов разных насекомых и более пятидесяти тысяч видов позвоночных. До тех несчастных микроорганизмов, которым выпало оказаться в конце этой цепочки, доходит лишь одна десятитысячная от первоначальной энергии, полученной с неба хлорофиллом.
На всем пути, от всепланетного атмосферного энергетического цикла до микросистем у корней растений великое прохождение энергии по цепочке жизни создает постоянные подциклы. Например, в Северной Америке живущие на корнях растений бактерии содействуют росту листьев, служащих основным источником пищи для белохвостых оленей. Поедая листву, олени оставляют богатые азотом отходы, которыми в свою очередь питаются бактерии. Но когда популяция оленей увеличивается, они становятся объектом охоты со стороны волков, а если у волков дела идут хорошо, численность оленей начинает сокращаться, и тогда уже голодают волки. Им приходится искать добычу поменьше, например овец. Когда же и овец становится меньше, волки возвращаются к восстановившим численность оленям, возрастающая масса отходов которых способствовала увеличению служащей им пищей растительности.
Этот и другие подобные бесчисленные циклы постоянно случайным образом возникают и завершаются. Комбинация циклов порождает множество разнообразных форм используемой энергии, которая обеспечивает поддержание на Земле великого разнообразия видов. Это разнообразие придает долгосрочную устойчивость всей экосистеме, потому что комбинированная система лучше приспособлена к адаптации перед лицом всех естественных перемен. Кто-то находит, кто-то теряет.
В первобытный период, благодаря бесконечным изменениям, жизнь миллиарды лет циклично развивалась, постепенно приспосабливаясь к переменам климата или внезапным катастрофам вроде падения метеорита. Но затем неотъемлемая способность природы к адаптации столкнулась с изменениями, которые система не могла компенсировать и от чьих последствий она никогда не оправится окончательно, потому что случившееся было новым типом перемен. Не цикличным, а последовательным и кумулятивным.
Вот как это произошло. Примерно 13 миллионов лет назад леса в Восточной Африке серьезно пострадали от продолжавшейся несколько столетий засухи. Эта причуда погоды положила начало цепи событий, в результате которых вся экосистема оказалась во власти одного вида особей. Полученной властью эти особи воспользовались для того, чтобы оборвать связи с природой и в конце концов привести планету на грань уничтожения.
Более засушливый климат вынудил обитающих на деревьях приматов искать новую экологическую нишу в расширявшихся саваннах. Оставшиеся в лесу особи со временем стали шимпанзе, гориллами и недавно открытыми промежуточными видами. Те, что спустились с деревьев, стали нами. А некоторые из них стали Создателями топора.
Установить точно, откуда и когда мы вышли, трудно. Не так легко найти свидетельства того, что случилось миллионы лет назад. Вот почему научное представление о наших предках постоянно меняется. Например, находка, сделанная в 1993 году антропологом Ген Сува в центральной части Эфиопии, заставила всех пересмотреть временную шкалу человеческой истории. Ген Сува нашел ископаемый зуб, принадлежавший, как оказалось, древнейшему из открытых предков человека. Ученые дали ему имя Рамидус.
Рамидус, кто бы он ни был, жил около 4,5 миллионов лет назад, был чуть выше 120 сантиметров ростом и обладал признаками как обезьяны, так и человека. Мы не знаем, был ли он прямоходящим. Вопреки прежним представлениям Рамидус, вероятно, жил в лесу, потому что его останки были найдены вместе с семенами деревьев, окаменелой древесиной и ископаемыми антилопами и белками. Скорее всего, он занимает промежуточное место в эволюции. Его назвали «утерянным звеном» между прямоходящими двуногими, существовавшими миллионом лет позже, и жившими на 6 миллионов лет раньше обезьянами. Так что процесс проходил медленно.
Данных пока слишком мало, но если Рамидус действительно был лесным жителем, поднявшимся на задние ноги, чтобы сорвать с дерева плод, то этот простой факт заставит биологов-эволюционистов пересмотреть прежнее объяснение происхождения двуногих. В любом случае переход к прямохождению, похоже, произошел либо во времена Рамидуса, примерно 4 миллиона лет назад, либо в эпоху другого предка, жившего на несколько сотен тысяч лет позже. Главное не то, когда именно это случилось, а то, что это вообще случилось.
Обнаруженный Мэри Лики в Восточной Африке отпечаток ноги, оставленный 3,5 миллиона лет назад, указывает на то, что к тому времени наши предки уже определенно отделились от обезьян. След однозначно принадлежит существу, стоявшему на двух ногах. Переход с перемещения на четырех конечностях на прямохождение означал повышение роли зрения и освобождал передние конечности для другой работы, например изготовления орудий или переноски предметов. Центр тяжести тела, прежде опиравшегося на четыре конечности, сместился на ноги и таз, который укрепился для удержания веса туловища. Это в свою очередь отразилось на деторождении теперь дети рождались менее зрелыми.