СОВРЕМЕННЫЕ НЕДАРВИНОВСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭВОЛЮЦИИ

Глава 9

«КОСМИЧЕСКИЕ» ГИПОТЕЗЫ ЭТАПНОСТИ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

«Космическая» гипотеза О. Шиндевольфа

Первая гипотеза, в которой для объяснения смены фаун при­влечены факторы внеземного происхождения, принадлежит О. Шиндевольфу. На протяжении всего жизненного пути Шин-девольф занимался исключительно разработкой проблем макро­эволюции и на всех этапах творчества сохранял принципиально негативное отношение к дарвинизму.

Знаменитая теория типострофизма, наложенная Шиндевольфом в двух монографиях (Schindewolf, 1950a, 1950b), была построена пре­имущественно на автогенической основе. Шиндеволъф считал, что типострофы, т.е. акты возникновения новых типов организа­ции, осуществляются исключительно под действием внутренних причин, заложенных в живой материи. Однако в начале 1950-х го­дов в его представлениях о причинах эволюции произошел резкий перелом. Он испытывает разочарование в своей автогенической кон­цепции и начинает настойчиво развивать гипотезу о ведущей ро­ли в биологической эволюции космических факторов.

Здесь ради исторической справедливости мы должны сделать отступление и напомнить, что идея о тесной зависимости живой природы от космической радиации принадлежит замечательному русскому и украинскому ученому, основателю гелиобиологии АЛ. Чижевскому (Tchijevsky, 1929, 1936-1937)¹. Чижевский посвя­тил свои исследования главным образом выяснению зависимости массовых эпидемических заболеваний («эпидемических катаст­роф») и смертности от периодичности солнечной активности.

Согласно новой концепции Шиндевольфа (Schindewolf, 1954a, 1954b, 1963), резкое увеличение частоты макромутаций, приводив-

¹ А.Л. Чижевский был убежден в глобальном воздействии солнечной и косми­ческой радиации на весь органический мир. Он, в частности, писал: «Жизнь... в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное... Начиная с круговорота атмосферы... многолетней периодичности в физико-химической жиз­ни Земли и кончая сопутствующими этим процессам изменениями в органическом мире, мы всюду находили циклические процессы, являющиеся результатом воз­действия космических сил.

Если бы мы продолжали наш анализ далее, то увидели бы, что максимумы и минимумы космических и географических явлений согласно совпадают с макси­мумами и минимумами тех'или иных явлений в органическом мире» (Tchijevsky, 1936-1937; цит. по: Чижевский, 1976. С. 33-34).

шее к ускорению темпов макроэволюции, вызывалось периоди­ческими катастрофическими изменениями в уровне жесткой кос­мической и солнечной радиации. Такие изменения должны бы­ли оказывать на все живое самое радикальное воздействие — вызывать угасание одних форм и появление на основе удачных макромутаций других, как правило более прогрессивных и высо­коорганизованных. При этом падающий на Землю радиационный поток, естественно, охватывал всю биосферу в целом.

Шиндевольф рассматривал не только прямое мутагенное дей­ствие проникающей радиации. Он учитывал также и возможный биологический эффект образующихся под ее влиянием радиоак­тивных изотопов. Последние способны проникать в живое орга­ническое вещество, входить в состав его макромолекул, в том чис­ле и тех, из которых построены хромосомы.

По мнению Шиндевольфа, губительное воздействие радиации должно было сильнее всего сказываться на животных, поздно достигающих репродуктивного возраста. Таковы в основном круп­ные формы. Поэтому неудивительно, что, например, в конце ме­лового периода в первую очередь вымерли гигантские динозавры и птерозавры.

Еще до перехода на позиции эктогенеза Шиндевольф реши­тельно отвергал все теллурические гипотезы, доказывавшие обу­словленность макроэволюции орогенезом, изменениями клима­та или трансгрессиями (Schindewolf, 1950a). Во-первых, опираясь на палеонтологический материал, он доказывал, что «великие фаунистические разрывы» хронологически далеко не всегда сов­падают с этими событиями, и был в этом отношении абсолютно прав. Во-вторых, Шиндевольф также справедливо считал, что геологические катаклизмы никогда не охватывали одновременно всего земного шара, а тем более всех сред и биотопов. В период геологических эволюции на Земле всегда оставались зоны, не за­тронутые катастрофами и служившие прибежищем для многочис­ленных представителей прежних фаун и флор.

Зато при объяснении коренных переломов в составе морской и наземной фаун на рубежах геологических эр выявляется явное преимущество «космической» гипотезы. Состоит оно в том, что космическое излучение было глобальным фактором, радиаиия одновременно охватывала животный мир во всех средах жизни — в морях, на суше, в воздушном пространстве (Schindewolf, 1954b).

Шиндевольф — яркий представитель того направления в нео-катастрофизме, которое отстаивает периодичность явлений мас­сового вымирания крупных таксонов и возникновения новых ти-

пов организации. Доказательство существования таких перелом­ных моментов в истории органического мира и прежде всего об­наружение великих фаунистических разрывов на границах эр сам Шиндсвольф считал главным в своей теории (Schindewolf, 1958). Каждый из таких переломных моментов знаменуется появлени­ем новых филогенетических стволов животных. Что касается вы­мирания, то его может и не быть, как, например, при переходе от кембрия к ордовику. Проанализировав фаунистический разрыв на рубеже между Пермью и триасом, Шиндевольф пришел к заклю­чению, что на этом рубеже состав фауны полностью обновляет­ся: вымирают 22 отряда и возникают 20 новых. На границе мела и третичного периода также имеет место полное обновление фау­ны: вымирают 14 и нарождаются 24 отряда.

Многие палеонтологи, рассматривавшие фактическую сторо­ну работ Шиндевольфа, справедливо обратили внимание на не­полноту охвата палеонтологических данных, сознательный или бес­сознательный недоучет таксонов, переходящих из одной эры в другую.

Так, М.А. Шишкин (1964) показал, что стереоспондильные ам­фибии жили в перми и триасе. Л.Ш. Давиташвили (1969) писал, что в «подборе» групп, характеризующих разрыв между мелом и кайнозоем, нет важнейших групп, геохронология которых совер­шенно не соответствует концепции Шиндевольфа. Это относит­ся, в частности, к костистым рыбам и таким их подразделениям, как Subholostei, Holostei и TeJeostei. Представители трех отрядов на­секомых (термитов, блох, веерокрылых), внесенные Шиндеволь-фом в таблицу как третичные, в более ранних отложениях просто не найдены. Отсутствие их находок в дотретичное время, как по­лагает Давиташвили, нельзя считать доказательством того, что они тогда еще не существовали. К сказанному надо добавить, что между специалистами существуют немалые разногласия в оценке объема и в характеристиках многих крупных таксонов как беспо­звоночных, так и позвоночных животных. Соответственно, и мо­мент первоначального обнаружения представителей таких таксо­нов в палеонтологической летописи фиксируется по-разному.

Шиндевольф признавал, что предложенная им гипотеза силь­но упрощает реальный механизм эволюции и что она совершен­но недостаточно обоснована. Но после многолетних размышле­ний над причинами макроэволюции он останавливает на ней свой выбор за неимением лучшего объяснения той «гигантски сложной» загадки, какую представляют собой великие переворо­ты в органическом мире.

О. Шиндевольф ясно видел и те затруднения, с которыми стал­кивается его гипотеза (Schmdewolf, 1954b). Одно из них — несов­падение во времени фаунистичееких разрывов с разрывами- в рас­тительном мире. Прежде всего Шиндевольф пытается найти объяснение несоответствию рубежа палеофита и мезофита, при­ходящегося на середину перми, границе в развитии фаун, разде­ляющей пермь и триас. Но это оказывается практически невоз­можно, если не вступать в противоречие с фактами. Чтобы выйти из затруднительного положения, Шиндевольф стремится показать, что разрывы между флорами не были столь резкими, как разры­вы между фаунами, поскольку основные группы растений нико­гда не испытывали такого массового вымирания, как животные. Шиндевольф допускает, что в исторические моменты, перелом­ные для животного мира, мир растений мог вовсе не реагировать на повышение уровня радиации,

«Космическая» гипотеза, имевшая дело с универсальными общепланетарными агентами, охватывавшими все среды жизни, казалось, снимала трудности, стоявшие перед многими теллури­ческими (относящимися к земным факторам) гипотезами. Одна­ко она не учитывала экранизирующий и поглотительный эффек­ты водной среды, практически избавлявшие водных обитателей от воздействия жесткой радиации. А между тем многие группы морских животных вымирали синхронно с наземными группами, и, например, «солевая» гипотеза Личкова лучше объясняла Дан­ный феномен.

Признавал Шиндевольф и несоответствие своей гипотезы данным экспериментальной генетики, свидетельствовавшим о полной летальности или пониженной жизнеспособности мутан­тов, возникающих под действием ионизирующего облучения. И тем не менее он остался верен идее макроэволюции в силу кос­мических причин до конца своих дней.

В последующих работах (Schindewolf, 1958, 1960, 1963) Шин-дельвольф выступает в защиту «космической» гипотезы более ре­шительно и категорично, но никакой дополнительной аргумен­тации не приводит. Он окончательно утверждается в мысли, что неокатастрофизм, «космические взрывы» ~ это простое выраже­ние фактов, а не что-то надуманное, идущее от философии или мировоззрения. Шиндевольф (1963) ссылается теперь и на своих русских единомышленников — Н.П. Дубинина, Е.А. Иванову, В.И. Красовского и И.С Шкловского.

«Космическая» гипотеза Шиндевольфа получила известный ре­зонанс на Западе. В ее поддержку выступили некоторые палеонто-

логи (Liniger, 1961; Henshaw, 1963; Hatfield, Camp, 1970; Boureau, 1972), однако гораздо большее число специалистов подвергли ее критике. Н. Ньюэлл {Newell, 1956) обратил внимание на абсолют­ную спекулятивность гипотезы Шиндевольфа, на то, что она ос­нована на произвольных и труднопроверяемых допущениях. До­за облучения, достаточная, чтобы вызвать летальный исход у наземных животных, вероятнее всего, оказалась бы совершенно неэффективной в отношении водных обитателей, живущих на глу­бине хотя бы нескольких метров. Поэтому, окажись данная гипо­теза правильной, эффект воздействия космической радиации ска­зался бы на наземных организмах гораздо сильнее, чем на водных. Сходные соображения высказал и К. Бойрлен (Beurlen, 1956), отмечавший невозможность проверки гипотезы существующими методами исследования. Он указывал также, что факт повышения мутабельности под действием радиации еще не дает основания для вывода об ускорении эволюционного процесса.

В Советском Союзе одним из первых концепцию Шинде­вольфа подверг разбору и критике Д.Л. Степанов, называвший ее автора «наиболее... последовательным выразителем идей катаст-рофизма в современной палеонтологии» (Степанов, 1959. С. 11). На ее умозрительный характер и несоответствие фактам обрати­ли внимание также Л.Ш. Давиташвили (1969), К.М. Завадский и Э.И. Колчинский (1977), В.И. Назаров (1984). «Коренной недос­таток построений Шиндевольфа, — пишут Завадский и Колчин­ский, — недооценка актуалистического метода, что открыло ему возможность построить концепцию преимущественно на догад­ках... Вместо того чтобы осторожно дополнять наши знания о кау­зальных основах эволюции, полученные путем эксперименталь­ного анализа современных процессов, и вносить лоправхи на специфические условия прошлых геологических эпох, Шинде-вольф отверг эти знания и пытался заменить их целой системой догадок» {Завадский, Колчинский, 1977. С. 155). Приведенную ха­рактеристику правомерно отнести ко всему неокатастрофизму.

Гипотеза В.И. Красовского и И.С. Шкловского. Расширение ис­следований в области космической и радиационной биологии

В 1957 г. советские астрономы В.И. Красовский и И.С. Шклов­ский опубликовали короткую статью, в которой независимо от Шиндевольфа высказали гипотезу, близкую к его концепции. По их мнению (Красовский, Шкловский, 1957), Земля, двигаясь в Га­лактике вместе с Солнцем и окружающими ее планетами, перио-

дически попадает в такие области межзвездного пространства, где вследствие вспышек сверхновых звезд плотность космических лу­чей оказывается на несколько порядков выше по сравнению с нор­мой и ее современной величиной. Ближайшие к Солнцу звезды, по данным этих авторов, вспыхивали как сверхновые за время су­ществования Земли около десяти раз. В статье со ссылкой на А; Тэкерея (1956) приводятся даже годы вспышек сверхновых на­шей Галактики за последнюю тысячу лет, а в отдельной книге И.С. Шкловского (1973) говорится, что история сохранила доволь­но значительное число хроник и научных трактатов с описания­ми самих вспышек.

Эпохи, когда поток жесткого излучения от сверхновых превы­шал на Земле средний уровень космической радиации в десятки раз, продолжались до нескольких тысяч лет. В пределах этих эпох могли быть и относительно короткие периоды, длившиеся сотни лет, когда поток первичных космических лучей, достигавших Земли, превышал современный в сотни раз. Этот важнейший фактор, по мнению авторов, до настоящего времени никогда не учитывался, а на некоторых этапах эволюции он мог иметь важ­ное, если не решающее значение, так как влек за собой серьез­ные биологические и прежде всего генетические последствия (Красовский, Шкловский, 1957. С. 198). Усиление радиации вы­звало увеличение частоты мутаций. Если для видов с коротким циклом размножения для удвоения частоты мутаций требуется уве­личение интенсивности космической радиации в сотни и тыся­чи раз, то для долгоживуших форм удвоение частоты мутирова­ния достигается при увеличении дозы облучения всего в 3-10 раз. Отсюда авторы сделали заключение, что длительное, продолжаю­щееся тысячи лет воздействие в десятки раз увеличенной радиа­ции могло оказаться губительным для специализированных видов животных с ограниченной численностью популяций, как это бы­ло в случае с крупными рептилиями, вымершими в конце мела.

С другой стороны, значительное повышение уровня космиче­ского излучения могло оказаться фактором, благоприятным для дальнейшей прогрессивной эволюции других видов животных и растений. Высокая радиоактивность, обусловленная попаданием Солнечной системы в радиотуманность, могла явиться причиной, стимулировавшей возникновение самой жизни из неживой мате­рии (Шкловский, 1962). На Западе идеи Красовского и Шклов­ского поддержал Д. Рассел.

Критикуя взгляды Красовского и Шкловского, Давиташвили (1969) указывал, что, даже по представлениям типичных сторон-

ников неокатастрофизма, великие переломы в истории жизни (например, мезозойское вымирание) растягивались на миллионы лет. Утверждать, что они совершались всего за какие-нибудь не­сколько тысяч лет, могут лишь исследователи, мало искушенные в сложных проблемах геологической истории и палеонтологии, ко­торым их решение потому и кажется «очень легким делом».

С начала 60-х годов XX в. объем работ в области космической биологии стремительно возрастает, происходит и расширение об­щего фронта исследований, который охватывает всю совокупность проблем — от астрофизики до радиационной генетики. Появил­ся и ряд обобщающих работ (Henshaw, 1963; Terry, Tucker, 1968; Бернал, 1969; и др.), в которых для объяснения причин револю­ционных событий в истории биоса использовались сведения по космическому радиационному метагенезу.

Данные о качественной характеристике космических излуче­ний и радиационной устойчивости организмов все более обрас­тали количественными показателями. Так, было приблизительно подсчитано, что сверхновые звезды, которые создают на поверх­ности Земли летальную для многих животных дозу облучения в 500 Р, вспыхивают каждые 50 млн лет, а звезды, создающие об­лучения 25 000 Р, — один раз в 600 млн лет. Последняя доза, по-видимому, никогда не достигала земной поверхности, поскольку в противном случае жизнь на нашей планете была бы уничтоже­на или прервана (Terry, Tucker, 1968). Если для млекопитающих летальная доза при облучении в течение 30 суток составляет от 250 до 600 Р, то для амеб она оказывается порядка 100 000 Р, а для инфузорий — 300 000 Р (Современные проблемы радиацион­ной генетики, 1969). Сине-зеленые водоросли способны сущест­вовать чуть ли не в условиях атомных реакторов.

В 1974 г. в Москве состоялось совещание по теме «Космиче­ские факторы и эволюция органического мира*. В ряде выступ­лений его участников было подтверждено, что спорадическое увеличение интенсивности жесткой радиации вызывает резкое уси­ление генных и хромосомных мутаций и что оно ответственно за периодические биологические революции, охватывающие почти все группы биоса (см.: Космос и эволюция организмов, 1974). По­добная позиция была четко представлена в обзорном докладе Л.И. Салопа, который еще в 1964 г. на примере биологического взрыва в начале кембрия высказал гипотезу, аналогичную гипо­тезе Красовского и Шкловского (Салоп, 1964. С. 23).

Л.И. Салоп (1977) рассматривает «животворное» действие кос­мических лучей в плане важнейших биологических революций.

Первая и самая важная биологическая революция — появление жизни на Земле в начале архейской эры — была всецело обязана жесткой радиации, приведшей к возникновению абиогенным пу­тем простейших живых органических молекул, как это следует из теорий Опарина, Бернала, Мюллера и Кальвина. Поданным бос­тонской школы биохимиков и микробиологов во главе с М. Нас-сом, прародителями всех существующих организмов были сине-зеленые водоросли и бактерии, которые и сейчас очень скоро после атомных взрывов, производившихся на атоллах Тихого океана, пер­выми заселяют освободившиеся экологические ниши. Переходя к биологической революции в начале кембрия, Салоп отмечает, что одновременное появление скелетных организмов, их быстрая филогенетическая дивергенция, приведшая к появлению высоко-специализированных форм, могла быть только следствием интен­сивного мутагенеза под действием радиации.

Изменения в уровне радиации явились, по Салопу, причиной и массовых вымираний, как это было, например, показано на планктонных фораминиферах, подвергшихся кризису в конце перми (Loeblich, Tappan, 1964), или на известковых нанофосси-лиях Алабамы позднего мела (Mayers, Worsley, 1973).

Самое важное подтверждение гипотеза космического мутаге­неза находит, по мнению Салопа, в исследованиях причин выми­рания динозавров.

Литература, затрагивающая эту проблему, огромна. Десятки, а возможно, даже сотни различных гипотез проникли на страни­цы многочисленных популярных изданий. Ограниченный объем данной книги не позволяет нам касаться этого специального и к тому же более частного вопроса. Поэтому приведем лишь одну ори­гинальную гипотезу.

В 1968 г, на территории Франции были обнаружены яйца де­вяти видов верхнемеловых динозавров. Исследование этих яиц по­казало, что они обладали очень толстой скорлупой, состоящей из нескольких слоев, подобно тому как это бывает в патологических случаях у яиц современных домашних птиц. Возникает это явле­ние, названное «яйцом в яйце», оттого, что выношенное яйцо не откладывается, а возвращается (нередко многократно) из вывод­ных путей назад в яйцевод птицы. При этом каждый раз нарас­тает новый слой скорлупы. Образование многослойной скорлупы закупоривает каналы, по которым в яйцо поступает кислород, и эмбрион погибает. Было высказано предположение, что единст­венной причиной подобного патологического явления могло быть резкое учащение мутаций под действием космических причин, вы-

звавших гормональные дефекты у древних рептилий {см.: Кирил­лов, 1970).

Пригодность «космической» гипотезы обнаруживается, по Са­лопу, и при анализе революционных этапов в развитии растений. Он опирается на версию М.И, Голенкина (1947), который в по­исках причины быстрой экспансии покрытосеменных в конце ме­ла, якобы совпавшей с усилением яркости света и сухости возду­ха, склонялся в пользу космического излучения. Салоп полагает, что в силу гораздо большей радиочувствительности хвойных ин­тенсивное облучение могло погубить хвойные леса или затормо­зить их развитие, но совершенно не сказаться на лиственных или даже благоприятствовать их эволюции. Аналогичным образом можно объяснить взрывное распространение трав в конце плио­цена — начале плейстоцена. Не исключено, добавляет Салоп, что и появление предков человека было также связано с косми­ческим мутагенезом, вызвавшим ускоренное развитие человеко­образных приматов.

Подобно Чижевскому, Салоп приходит к заключению, что Земля и жизнь на ней представляют собой не закрытые самораз­вивающиеся системы, а являются частью космоса. «Не только сол­нечные, но и далекие межзвездные — галактические — космиче­ские лучи животворны; без них невозможно ни появление, ни существование, ни развитие* (Салоп, 1977. С. 30).

Со сходными идеями о видообразовательном значении ра­диации, действующей через изменение магнитного поля Земли, выступил на Западе С. Тсакас (Tsakas, 1984; Tsakas, David, 1986).

Возможное влияние на организмы взрывов сверхновых звезд на сравнительно близком расстоянии от Солнечной системы бы­ло специально подвергнуто проверке в ряде исследований по данным об изотопном составе ряда элементов для эпох массовых вымираний. Эти исследования дали отрицательные результаты (см., например: The quest fora catastrophe, 1980).

Интенсивная разработка космических гипотез этапности раз­вития органического мира выдвинула на первый план старую про­блему вымирания. Эта чрезвычайно сложная проблема оказалась в центре внимания даже далеких от биологии исследователей. Продолжали появляться все новые версии, касающиеся факторов вымирания разных групп организмов. Фундаментальную сводку о причинах вымирания, обобщившую существующие гипотезы и накопленный палеонтологией материал по основным группам жи­вотных и растений в разрезе геохронологической шкалы, опубли­ковал Л.Ш. Давиташвили (1969). Признавая участие в процессах

вымирания внешних физических факторов, Давиташвили в основ­ном развивал в качестве причины вымирания дарвиновскую идею о конкурентном вытеснении менее высокоорганизованных су­ществ более высокоорганизованными и лучше приспособленны­ми. Однако во второй половине XX в. эта идея все более утрачи­вала доверие ученых, включая и палеонтологов, большинство которых искали объяснение вымирания в катастрофических собы­тиях, внешних по отношению к биосу. Параллельно крепло пред­ставление о вымирании как важнейшем факторе макроэволюции, освобождающем жизненное пространство для вновь возникающих форм. Подобный взгляд на вымирание стал существенным ком­понентом теории прерывистого равновесия.

Все чаще стали публиковаться новые сведения о периодично­сти массовых вымираний, основывающиеся на статистической об­работке палеонтологических данных. Мы еще вернемся к этому во­просу и соответствующим ему трудностям в конце этой главы. Содержащиеся в ряде таких работ выводы о правильной периодич­ности этого феномена наводили на мысль о его астрономической (космической) природе. В начале 1980-х годов старые представле­ния о вспышках сверхновых звезд получили неожиданное разви­тие. Некоторые американские и английские астрономы (Д. Уайт-мор, Р. Меллер, А. Джексон) выдвинули гипотезу, по которой периодические массовые вымирания могли вызываться еще не от­крытой звездой — Немезидой. Гипотетическая звезда вращается вокруг Солнечной системы по сильно удлиненной эллиптической орбите, то удаляясь от Солнца, то приближаясь к нему. При сбли­жении с Солнцем, происходящим каждые 26 млн лет, Немезида про­ходит через кометное облако и выбивает из него десятки астерои­дов, часть из которых падает на Землю. Далее разыгрывается цепь уже земных событий, завершающаяся массовым вымиранием.

Различные варианты этой гипотезы обсуждались на специаль­ной конференции по причинам периодичности массовых выми­раний, состоявшейся в 1984 г. в Калифорнийском университете (США), По свидетельству Л.П. Татаринова (19856), впервые на по­добном форуме тон задавали не палеонтологи и геологи, а астро­номы и физики.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: