Доказательства эволюции: 8(3).Палеонтологические доказательства

В целях ликбеза в рядах "стихийных" антиэволюционистов (т.е. не идейных - неизлечимых, а просто недоучившихся, с которыми не всё ещё потеряно) публикую на Конте отличную книгу "Доказательства эволюции" (2010 г., авторы: Борисов Н. М., Воробьев Ф. Ю., Гиляров А. М., Еськов К. Ю., Журавлев А. Ю., Марков А. В., Оскольский А. А., Петров П. Н., Шипунов А. Б. Под редакцией А.В.Маркова.). Поскольку её объём довольно велик, и мало кто осилит его сразу и целиком, публикую книгу по частям. Каждая из них представляет интерес. Сама книга (в HTML) доступна по ссылке. Желающие читать её в форматах FB2, ePub и др. могут найти соответствующие ссылки при помощи поисковых сервисов.

Группы доказательств:

3. Палеонтологические доказательства

Ископаемая летопись

Как правило, останки растений и животных разлагаются и исчезают без следа. Но иногда биологические ткани замещаются минеральными веществами, и образуются окаменелости. О том, как и при каких обстоятельствах это происходит, и почему иногда в древних остатках живых организмов могут сохраняться даже отдельные органические молекулы и тонкие структуры, такие как клетки или кровеносные сосуды, подробно рассказано в статье одного из авторов данной публикации, палеонтолога А.Ю.Журавлева "Вечно неживые".

Обычно учёные получают в распоряжение окаменевшие кости или раковины, то есть твёрдые части, скелеты. Иногда находят отпечатки следов животных или следы их жизнедеятельности. Еще реже находят животное целиком — вмороженным в лёд в районах современной вечной мерзлоты, попавшим в смолу древних растений (янтарь) или в другую естественную смолу — асфальт (см.: изображения окаменелостей).

Изучением ископаемых останков занимается палеонтология. Как правило, осадочные породы залегают слоями, поэтому более глубокие слои рассказывают более старые истории (принцип суперпозиции). Этот принцип лег в основу стратиграфии - "науки о земных слоях". Данные стратиграфии позволяют определять относительный возраст окаменелостей, то есть выяснять, какие ископаемые организмы жили раньше, а какие позже. Любопытно, что автор принципа суперпозиции, датский ученый XVII века Николай Стенон (Нильс Стенсен) за свои заслуги перед церковью был в 1987 году беатифицирован (причислен к лику блаженных) римским папой Иоанном Павлом II. Возможно, это единственный случай, когда католический блаженный внес столь важный вклад в развитие эволюционизма.

Принцип суперпозиции Стенона и основанная на нем наука стратиграфия позволяют, сравнивая ископаемые формы из последовательных напластований, делать выводы об основных направлениях эволюции. Для оценки возраста окаменелостей используются многочисленные методы датировки, которые подразделяются на относительные (стратиграфические) и абсолютные (разнообразные радиометрические методы, а также люминисцентные, методы электронно-парамагнитного резонанса и др.) (см. А.Марков. Хронология далекого прошлого). Надежность современных методов датировки земных слоев и содержащихся в них ископаемых доказывается, в частности, тем обстоятельством, что оценки возраста, полученные при помощи множества независимых методов, как правило, получаются сходными. Все эти методы быстро развиваются. Еще лет 20-30 назад довольно часто наблюдались значительные расхождения результатов, полученных разными методами. На этих расхождениях до сих пор любят спекулировать противники эволюции, но их сведения сильно устарели. По мере совершенствования используемых методов они становятся все более точными и дают все более сходные результаты. Поэтому, например, международная геохронологическая шкала образца 1980-х годов довольно заметно отличается по абсолютным датировкам от шкалы образца 2000-х годов (различия в некоторых датах, например, в дате начала кембрийского периода, могут достигать 5-7%), однако за последние 10 лет изменения такого рода практически перестали происходить. На сегодняшний день абсолютный возраст древних отложений во многих случаях удается определить с точностью до долей процента. О достоверности радиометрических методов и несостоятельности попыток антиэволюционистов их "опровергнуть" см.: Николай Борисов. Проставляем даты на геологической летописи, или Как физики геологам помогают; А.Марков. Хронология далекого прошлого.

Прогресс в изучении эволюции человека. Увеличение числа известных науке видов гоминин по времени. Каждый вид изображен в виде прямоугольника, показывающего границы, в которых варьировал объём черепа, и место вида в палеонтологической летописи. Видно постепенное заполнение промежутков между видами.

1850

Described Hominin species, 1850

1950

Described Hominin species, 1950

2002

Selection of described Hominin species, 2002

При взгляде на палеонтологическую летопись бросается в глаза тот факт, что жизнь на Земле существенно менялась, вплоть до полной неузнаваемости. Чем глубже в прошлое мы смотрим, тем меньше видим общего с современной биосферой. Первые прокариоты (простейшие одноклеточные, не обладающие оформленным клеточным ядром) появляются приблизительно 3.5 млрд лет назад. Первые одноклеточные эукариоты появляются 1.75 млрд лет назад (подробнее см.: Происхождение эукариот). Еще через миллиард лет, немногим более 635 млн лет назад, в палеонтологической летописи появляются первые бесспорные многоклеточные животные - губки (см.: Животные появились свыше 635 миллионов лет назад). Через несколько десятков млн лет мы находим первых червей и моллюсков, а еще через 15 млн лет — первых примитивных позвоночных, похожих на современных миног. Челюстноротые рыбы появляются 410 млн лет назад, насекомые — 400 млн лет назад, и еще 100 млн лет суша покрыта в основном папоротниками и населена насекомыми и земноводными. С 230 по 65 млн лет назад на Земле господствуют динозавры, самые распространенные растения — саговники и другие группы голосеменных. Первые цветковые растения появляются чуть более 100 млн лет назад. В целом чем ближе к современности, тем больше сходства имеют ископаемые флоры и фауны с современными. Наблюдаемая картина соответствует эволюционной теории и не имеет других научных объяснений.

"ГЕОЛОГИЯ ПОТОПА". Антиэволюционисты, как правило, отрицают геохронологическую шкалу и утверждают, что практически все осадочные породы сформировались единовременно во время Всемирного Потопа. При этом погибшие организмы отсортировались таким образом, что в нижних слоях осадков оказались самые маленькие и простые организмы, в верхних - крупные и сложные.

"Геология потопа" имеет целый ряд проверяемых следствий, ни одно из которых не подтверждается фактами.

Вот несколько примеров таких неподтвержденных следствий:

1) Слои осадочных пород должны располагаться всегда горизонтально (антиэволюционисты обычно отрицают тектонику и складчатость, из-за которых слои часто залегают не горизонтально);

2) На дне океанов должны быть широко представлены самые нижние (докембрийские, палеозойские) осадочные слои (их там нет совсем, потому что дно океанов постоянно обновляется в результате тектонических процессов);

3) Должно быть много районов, которые в течение всего Потопа находились под водой, и где поэтому должна была образоваться полная стратиграфическая колонна - все слои от архея до голоцена (таких полных геологических разрезов не существует, потому что ни в одной точке Земли не поддерживались благоприятные для осадконакопления условия непрерывно в течение всей земной истории);

4) Не должно быть на большой высоте над уровнем моря стационарных комплексов окаменелостей, таких как ископаемые коралловые рифы; не должно быть высоких гор, сложенных в основном осадочными породами;

5) Гидродинамическая "сортировка" ископаемых во время Потопа могла быть только статистической, но не абсолютной. Иными словами, мы должны были бы находить мало костей млекопитающих в докембрийских отложениях, но мы не находим их совсем, а этого "Геология потопа" объяснить не может. Одна-единственная достоверная находка ископаемого кролика в докембрии опрокинула бы современную эволюционную теорию, и научный прогноз состоит в том, что такая находка никогда не будет сделана.

"ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СОРТИРОВКА". Еще один хитроумный зигзаг антиэволюционной мысли породил "теорию", согласно которой "сортировка" ископаемых во время Потопа объясняется тем, что разные животные с разной эффективностью "спасались" от бедствия: низшие формы погибли первыми, тогда как высшие продержались дольше - например, потому, что были способны убежать в горы. Что касается растений, не способных куда-либо убежать, то их закономерное распределение в земных слоях противники эволюции объясняют, видимо, тем, что низшие растения росли ниже, а высшие - выше над уровнем моря (картина, имеющая мало общего с реальностью).

Эта "теория" еще смехотворнее и беспомощнее, чем "модель гидродинамической сортировки". Она рассчитана исключительно на людей, абсолютно не знакомых с реальными данными стратиграфии и палеонтологии.

Например, как объяснить с точки зрения этой теории, что и пыльца и споры наземных растений в осадочных породах тоже распределяются в соответствии с общим правилом? В докембрийских и кембрийских отложениях вообще нет пыльцы и спор наземных растений. Первые споры наземных мохообразных появляются в отложениях середины ордовикского периода (около 465 млн лет назад). Споры первых сосудистых растений известны с конца ордовика (450-444 млн лет назад) (см.: Палеонтологи уточнили время и место появления сосудистых растений). И так далее, вплоть до появления пыльцы цветковых растений (и самих окаменевших цветковых растений) в меловом периоде (немногим более 100 млн лет назад). Прекрасно известно, что пыльца и споры наземных растений далеко разносятся ветром, тонут в морях и поэтому повсеместно присутствуют в морских отложениях, образующихся в наши дни. Так же обстояло дело и в прошлом. Поэтому "споро-пыльцевой" анализ - один из надежнейших методов биостратиграфии, позволяющий с большой точностью определять возраст любых осадочных отложений, как морских, так и континентальных.

"Теория экологической сортировки" не в состоянии объяснить стратиграфическое распространение пыльцы и спор.

То же самое со всей очевидностью относится к таким категориям ископаемых, как:

1) окаменевшие следы (ихнофоссилии), оставленные древними организмами на морском дне и на мягкой почве континентов,

2) морской планктон (радиолярии, фораминиферы, кокколитофориды и т.д.) - какая у них-то могла быть экологическая сортировка?,

3) древние озерные отложения; хороший пример - отложения юрского озера Каратау, где есть разнообразные остатки юрских позвоночных (в т.ч. мелких птерозавров), насекомых, растений, но нет ни морских организмов, ни окаменелостей, принадлежащих животным и растениям других эпох.

Причем тут всемирный Потоп? Объяснить всю совокупность палеонтолого-биостратиграфических данных всемирным Потопом абсолютно немыслимо, если иметь об этих данных сколько-нибудь полное представление.

КАТАСТРОФИЗМ. На ранних этапах развития исторической геологии и палеонтологии, когда было выделено еще очень небольшое число геохронологических интервалов, наблюдаемую картину пытались объяснить при помощи теории катастроф (Бог несколько раз уничтожал свое Творение глобальными катастрофами, а потом творил заново). Но сегодня глобальные (узнаваемые по всему миру) геохронологические интервалы, каждый со своим уникальным комплексом окаменелостей, уже исчисляются сотнями, а преобразования животного и растительного мира в последовательностях слоев явно выглядят во многих случаях вполне постепенными. Даже самые ярые антиэволюционисты не могут вообразить, зачем могло понадобиться Богу сотни раз уничтожать жизнь, а потом каждый раз воссоздавать ее лишь в слегка измененном виде.

Развитие исторической геологии и палеонтологии, таким образом, опровергло катастрофизм.

Тем не менее в истории Земли действительно были периоды массовых вымираний, сыгравшие значительную роль в эволюции биосферы (см.: Экологические кризисы, их причины и эволюционная роль).

Биостратиграфия

Как и во многих других случаях, для того, чтобы получить верное представление о степени убедительности палеонтологических доказательств эволюции, необходимо прежде всего осознать масштаб происходящего, всю громадность объема накопленных данных. Для начала рассмотрим современную геохронологическую шкалу - результат многолетних трудов многотысячной международной армии геологов (См. также: Стратиграфия и геохронология).

На этой шкале выделено 115 временных (геохронологических) интервалов. Это "международные" интервалы, то есть такие, которые удается опознать по всему миру. В каждом регионе существуют еще и местные (региональные) стратиграфические шкалы, которые, как правило, намного более детальны. Однако многие региональные слои не удается точно соотнести ("скоррелировать", как говорят геологи) со слоями, известными в других регионах. Поэтому общее количество выделяемых слоев на международной шкале значительно меньше, чем на региональных шкалах. Почему же не все региональные слои удается скоррелировать? Дело в том, что корреляция слоев в большинстве случаев осуществляется по комплексам окаменелостей. А в разных регионах во все времена, как и сегодня, жили разные организмы. Для межрегиональной корреляции удобнее всего использовать такие ископаемые организмы, которые: 1) были распространены всесветно (такие организмы называют "космополитами"), 2) были достаточно многочисленными и неплохо сохраняющимися в ископаемом состоянии (для этого весьма желательно наличие скелета), 3) существовали недолго (иначе они будут встречаться во многих слоях, и их нельзя будет использовать для идентификации конкретного слоя). Ископаемые организмы, удовлетворяющие этим условиям, называют "руководящими ископаемыми", и они играют ключевую роль в стратиграфии. Как правило, роль руководящих форм играют группы организмов, для которых была характерна наиболее быстрая эволюция, быстрая смена видового состава. Как видим, стратиграфия - это наука, в которой геология теснейшим образом переплелась с эволюционным учением. Очень хорошими руководящими ископаемыми являются споры и пыльца растений, а также разнообразные мелкие планктонные организмы (например, фораминиферы, радиолярии, диатомовые водоросли, кокколитофориды), а во многих случаях и более крупные животные (трилобиты, аммониты, конодонты, археоциаты, двустворчатые и брюхоногие моллюски, брахиоподы и мн. др.). Каждый интервал геохронологической шкалы, кроме докембрийских (показаны на рисунке справа), характеризуется уникальным комплексом руководящих ископаемых, а также гораздо более обширным комплексом всех прочих ископаемых, по которым коррелировать слои тоже можно, но не так удобно. В докембрии ископаемых мало, и поэтому там стратиграфия базируется в основном на радиометрическом датировании (определении абсолютного возраста) горных пород. В настоящее время уже установилось практически полное согласие между палеонтологическими (основанными на эволюции организмов) и физическими (радиометрическими) методами геологической корреляции. Таким образом, налицо союз трех наук: геологии, эволюционной биологии и физики. Все вместе они дают стройную и непротиворечивую картину постепенного развития жизни на нашей планете.

Креационисты иногда заявляют, что они отрицают из всех наук только одну-единственную - эволюционную биологию, а со всеми остальными науками у них полное согласие. Неправда. Отрицая геохронологическую шкалу, креационисты идут сразу против трех наук: биологии, геологии и физики.

Фрагмент стратотипа (эталонного, или типового геологического разреза) отложений тоарского века (это последний век ранней юры, начавшийся 183 млн лет назад и закончившийся 175,6 млн лет назад; его можно найти на приведенной выше международной шкале - Toarcian). Стратотип находится во Франции, но отложения тоарского века известны по всему миру. Решения о том, какой разрез считать типовым, принимает Международная стратиграфическая комиссия. Быстрая эволюция аммонитов в тоарском веке (их изображения можно видеть на пронумерованных табличках) позволяет подразделить тоарские отложения на множество последовательных "зон" - геохронологических интервалов гораздо меньшей длительности чем "век" (геологические века длились по несколько миллионов лет). Никакая "сортировка" ископаемых во время Потопа - ни гидродинамическая, ни экологическая - не могла бы обеспечить присутствие каждого из руководящих видов аммонитов (морских активно плавающих животных) только в одном узком слое осадков, прослеживающихся на большой территории. Особенно если учесть, что эти виды были очень сходны и по размеру, и по экологии, и по строению, так что различить их может только специалист. Эти виды, несомненно, сменяли друг друга в геологическом времени, а осадки накапливались в течение весьма длительного срока.

Отложения датского века (Danian), первого века кайнозойской эры, - в данном случае это темный известняк - залегают поверх ярко-белых меловых отложений маастрихтского века (Maastrichtian), последнего века мезозойской эры. Граница белых и темных слоев соответствует рубежу мезозоя и кайнозоя (65,5 млн лет), когда вымерли последние динозавры, аммониты и многие другие животные. Ископаемые фауны белого и темного слоев различаются очень сильно (потому что на этом рубеже произошло массовое вымирание), и так по всему миру (этот снимок сделан в Дании).

"Золотой гвоздь", вбитый в границу отложений криогенового и эдиакарского (вендского) периодов в типовом разрезе в Австралии. Возраст этой границы - около 635 млн лет. Ниже этой границы, в криогеновых отложениях, по всему миру присутствуют недвусмысленные следы величайшего в истории Земли оледенения (ледники доходили до экватора, Земля в том время едва не превратилась в "снежок", см. Snowball Earth). В криогеновых отложениях обнаружены химические следы присутствия низших многоклеточных животных - губок (см.: Животные появились свыше 635 миллионов лет назад), более сложные животные не найдены. Выше этой границы, в эдиакарском периоде, появляются ископаемые эмбрионы многоклеточных, заключенные в сложные оболочки, и другие формы животной жизни (см.: Тайна эмбрионов Доушаньтуо раскрыта; Малаховская, Иванцов. Вендские жители земли). Дырки, высверленные около "золотого гвоздя", остались после взятия проб для палеомагнитного анализа (этот метод позволяет определить, на какой географической широте находился данный район в то время, когда образовывались эти слои).

Геологическая карта мира (источник: OneGeology). На геологических картах разными цветами обозначается возраст отложений, залегающих на поверхности (точнее, непосредственно под слоем четвертичных, то есть самых молодых отложений). На этой карте используются такие же цвета, как на глобальной геохронологической шкале, приведенной выше. Обратите внимание на то, как выглядит на геологической карте Атлантический океан (для океанского дна показан возраст базальтового основания, без учета накопившихся сверху более молодых осадочных пород). Возраст океанского дна наглядно свидетельствует об истории океана. Новое океанское дно формируется в районе Центрально-Атлантического хребта и "расползается" на запад и восток. Чем дальше от хребта, тем древнее породы. Самые старые участки дна океана, у берегов Африки и Америки, окрашены зеленым, кое-где голубым цветом, что соответствует меловому и юрскому возрасту. Именно тогда и начал образовываться Атлантический океан (см.: тектоника). Америка и Старый Свет расползаются в разные стороны примерно с такой же скоростью, с какой у человека растут ногти. Самое замечательное, что сегодня мы уже можем непосредственно наблюдать это движение и измерять его скорость (при помощи высокочувствительной аппаратуры, установленной на спутниках). Антиэволюционисты, верящие в молодой возраст Земли и не верящие в точность радиометрического датирования, все равно не в состоянии объяснить, почему результаты этого датирования оказались именно такими.

Биостратиграфия - наука весьма практическая, она играет ключевую роль в поиске полезных ископаемых. Если бы она была основана на ложных посылках, как утверждают антиэволюционисты, не стали бы нефтяные компании - организации, весьма далекие от предрассудков - платить большие деньги биостратиграфам, которых они всегда нанимают для разведки новых месторождений.

По имеющимся оценкам, более 99% видов живых существ, когда-либо существовавших на Земле, - это вымершие виды, не дожившие до наших дней. На сегодняшний день палеонтологи описали примерно 250000 ископаемых видов, каждый из которых имеет строго определенное стратиграфическое распространение, то есть встречается только в одном слое или в нескольких соседних слоях - и нигде больше. Средняя продолжительность существования вида, судя по палеонтологическим данным - порядка 2-3 млн лет (некоторые виды существовали значительно дольше, другие - значительно меньше). Число описанных ископаемых родов - где-то около 60000; семейств - примерно 7000. Каждый род и каждое семейство тоже имеет строго определенное стратиграфическое распространение. Роды существуют десятки миллионов лет, семейства - многие десятки или сотни миллионов лет (это средние, ориентировочные цифры). Между прочим, анализ палеонтологической летописи показывает, что средняя продолжительность существования родов и семейств живых организмов неуклонно росла по крайней мере в течение последних 550 млн лет. Эволюционное учение прекрасно объясняет этот факт: в биосфере постепенно накапливаются наиболее устойчивые, "выносливые" группы организмов, которые легче переносят изменения среды и поэтому вымирают реже. Как это объяснить с креационистских позиций, пусть придумывают сами креационисты. Наиболее интересные количественные закономерности эволюции, выявленные путем анализа палеонтологической летописи, рассмотрены в нашем специальном обзоре.

Стратиграфическое распространение каждой отдельной группы организмов (и всех их вместе) подтверждает эволюцию и может быть адекватно объяснено только с эволюционных позиций. В частности, практически в каждой группе ископаемых прослеживаются превосходные "эволюционные ряды": постепенные изменения строения организмов, сменяющих друг друга во времени. Довольно часто эти изменения выглядят направленными, в других случаях можно наблюдать более-менее случайные колебания. Есть ряды, в которых эти изменения невелики и ограничиваются появлением новых разновидностей или видов, а есть ряды, в которых можно наблюдать появление новых родов, семейств и более крупных таксонов. Примеры "макро-рядов" приведены ниже, а здесь приведем пример "микро-ряда".

Последовательная смена восьми видов неправильных морских ежей рода Micraster в отложениях верхнего турона - верхнего кампана (ок. 90 - 70 млн лет назад). Это пример последовательности небольших изменений, от которых антиэволюционисты обычно отмахиваются со словами "ну и что, еж остался ежом". Конечно, остался, ведь новые классы животных возникают крайне редко (морские ежи - это таксон ранга класса). Но здесь, тем не менее, мы видим последовательную смену восьми разных видов. Некоторые изменения морфологии в этом ряду выглядят ненаправленными, другие - вполне направленными (например, наблюдается неуклонное смещение рта все ближе к переднему краю панциря). Данный эволюционный ряд был связан с приспособлением микрастеров к жизни во все более тонкозернистом грунте (это зарывающиеся животные, питающиеся грунтом). Микрастеры вымерли 65,5 млн лет назад вместе с динозаврами, а вскоре после этого вымерли и другие роды этого семейства (Micrasteridae). Отряд, к которому относится это семейство (Spatangoida), дожил до наших дней, но он сегодня представлен уже другими семействами.

Читатели могут сами оценить масштаб накопленных палеонтологами сведений, ознакомившись с глобальными палеонтологическими базами данных, которые можно скачать здесь. Это колоссальный объем информации, от которого нельзя отмахнуться. Все эти сведения прекрасно согласуются с эволюционным учением и не имеют других научных объяснений.

Профессионально заниматься биостратиграфией и палеонтологией и при этом быть антиэволюционистом - немыслимо. Это все равно что быть хирургом, полагая, что в артериях течет воздух. При этом среди палеонтологов много верующих - возможно, даже больше, чем среди представителей других биологических специальностей. Многие палеонтологи склонны видеть в постепенном и закономерном развитии жизни Божий промысел.

Почему же некоторые выдающиеся палеонтологи прошлого, такие как Жорж Кювье, не признавали эволюцию? Ответ очень прост: потому что в те времена палеонтология находилась еще в зародышевом состоянии. Если бы современные палеонтологи знали о геологии, биологии, стратиграфии и палеонтологии только то, что было известно Кювье и его современникам, они тоже, вероятно, смогли бы обойтись без эволюционного учения. А вот если бы Кювье жил и работал в наше время, он бы непременно был эволюционистом.

<< Предыдущая часть || Следующая часть >>