Эдиакарская сприггина

©Nicolas Primola / Shutterstock

Кембрийский период (541–485 миллионов лет назад)

Кембрийский взрыв был временем стремительной эволюции, когда многоклеточные виды заняли новые экологические ниши. Этот процесс начался 541 миллион лет назад и продолжался примерно 15 миллионов лет. Обнаружены многочисленные окаменелости этого периода благодаря развитию твердых наружных скелетов и раковин. Это были членистоногие – предки крабов, омаров, насекомых, паукообразных и так далее. Для одних это мерзость, для других – самое дорогое блюдо в ресторанном меню.

Появился глаз. Поначалу это был примитивный сенсорный инструмент, при помощи которого животные определяли изменения в освещении и движении. Новшество прижилось, поэтому мы видим глаза у всех живых существ, даже если появившиеся позже виды не испытывали в них особой нужды, как, например, летучие мыши, барсуки и глубоководные рыбы. Глаза развивались по-разному. К примеру, у многих моллюсков они расположены вдоль тела, а не по центру в той части тела, которую мы распознаем как голову. Глаза муравьев и пауков тоже совсем не похожи на наши. Даже у таких близкородственных видов, как человек и собака, зрительные возможности различаются.

Самым успешным отрядом членистоногих были различные виды трилобитов. В кембрийском периоде размеры трилобитов варьировались от 5 до 35 сантиметров, питались они самыми разными организмами – от бактерий и растительности до других животных. Иногда трилобиты собирались вместе сотнями и тысячами. Трилобиты продолжали развиваться и просуществовали до пермского вымирания 252 миллиона лет назад.

Хордовые (наши предки) имели несколько более скромный старт. Первые из них появились 530 миллионов лет назад. Они возникли в виде пикайи (Pikaia glacilens), похожей на червя и плававшей как угорь. Пикайя имела всего несколько сантиметров в длину. Вдоль ее тела проходил стержень из хряща – примитивный позвоночник. Так выглядел предок позвоночных. Благодаря способу плавания один конец особи всегда был обращен вперед, навстречу пище и опасности. В результате началась цефализация – процесс, в ходе которого органы чувств все больше смещаются в одну часть тела: нервы стали прокладывать себе путь вдоль хряща к тому концу тела, который мы сейчас считаем головой. Таковы первые детские шаги эволюции мозга. Тенденция цефализации продолжилась 525 миллионов лет назад с появлением хайкоуихтиса (Haikouichthys), одной из первых идентифицируемых кембрийских бесчелюстных «рыб».

Трилобит

©Sebastian Kaulitzki / Alamy

Другим новшеством кембрийской эпохи стало хищничество. Аномалокарис (Anomalocaris), живший примерно 515–520 миллионов лет назад, был злобным членистоногим длиной около метра (превосходя размерами большинство других кембрийских форм жизни). Он имел бронированный внешний скелет, а спереди у него было два массивных цепких шипастых когтя. С их помощью аномалокарис захватывал беспечную добычу в океанах, насаживал ее на шипы, а затем подносил к своему обращенному вниз рту, чтобы съесть. Забавно, что название Anomalocaris происходит от неточно переведенного латинского слова, означающего «диковинная креветка» или «диковинный морской краб».

Во многих отношениях хищничество – это просто неизбежное эволюционное расширение энергетических потоков в природе. Если вы можете питаться солнечной энергией, химическими веществами, растениями или мертвыми органическими остатками (как это делают грибы), почему вы не можете эволюционировать, чтобы питаться многоклеточными существами, которые едят все это? Причина, по которой накалывание и пожирание аномалокариса выглядит для людей отвратительным, состоит в том, что мы инстинктивно стремимся избежать того, чтобы съели нас самих. Процессы получения энергии, которые мы предпочитаем считать либо безобидными, либо отвратительными, определяются субъективно, формируются нашими эволюционными инстинктами и взглядами. Эта субъективность несколько усложняет этические споры между всеядными людьми и вегетарианцами, а также нашу позицию по поводу природной жестокости дарвиновского мира.

Аномалокарис

©Liliya Butenko / Shutterstock

Хищничество положило начало эволюционной гонке вооружений. В ответ на появление таких хищников, как аномалокарис, некоторые виды трилобитов стали наращивать шипы на своих наружных скелетах, чтобы помешать себя съесть. Другие виды трилобитов для самозащиты научились сворачиваться в клубок. У третьих появились маскировочные средства и возможности быстрее передвигаться, чтобы избежать обнаружения и нападения. Четвертые трилобиты стали питаться червями, медузами и другими незащищенными живыми существами – и сами превращались в хищников. Эволюционная гонка вооружений между хищником и жертвой продолжается по сей день.

Ордовикский период (485–444 миллиона лет назад)

В ордовикский период атмосфера Земли содержала в десять раз больше углекислого газа (СО2), чем сегодня. Средняя температура океана в начале этого периода была где-то между температурой теплой и горячей ванны (35–40 °C). К моменту 460 миллионов лет назад моря остыли до средней температуры 25–30 °C, то есть все равно оставались теплыми, примерно как тропические воды в наше время.

Появились первые предки осьминогов и морских звезд. В теплых водах образовались коралловые рифы. Размножились предки устриц, моллюсков и морских улиток. Появились первые морские скорпионы. Некоторые из них были размером с современных скорпионов, другие – длиной с голень человека. В целом по сравнению с кембрием количество морских видов в ордовикский период увеличилось в четыре раза.

Кроме того, во время ордовика первые многоклеточные организмы начали выходить на сушу. Это были растения. Возникнув как очень простые водоросли в прибрежных водах и реках, некоторые из них превратились в маленькие, похожие на траву структуры высотой не более 10 сантиметров. Растения также вступили в симбиоз с грибами, которые снабжали их минералами. Грибы прикреплялись к корням растений.

Впервые со времен «Земли – снежного кома» над планетой нависла угроза массового вымирания. Вследствие жизнедеятельности наземных растений уровень кислорода на Земле снова начал расти и вызвал период охлаждения, ставший причиной гибели тепловодных видов. Однако похолодание было недолгим: CO2 быстро достиг прежнего уровня в атмосфере, нагревая мир и убивая виды, которые эволюционировали, чтобы приспособиться к более холодным условиям.

В общей сложности погибло 70 % морских организмов. Их ниши освободились для тех, кто выжил, чтобы эволюционировать и заполнить их.

Силурийский период (444–420 миллионов лет назад)

Растения продолжали продвигаться по суше, образуя небольшие кустарники и мхи. Планета по-прежнему оставалась преимущественно каменистой, лишь кое-где вблизи источников воды встречались карликовые леса.

Грибы развивались на суше быстрее. Некоторые из них вырастали до нескольких метров в высоту. Тогда как корни растений были примитивными и еще не могли пробиться в скалистую поверхность Земли, грибы буквально вгрызались в камни и процветали в течение этого периода.

В морях у некоторых рыб развились челюсти и более сочлененный позвоночник. Челюстные рыбы вскоре обеспечили появление первых акул. Эволюционная гонка вооружений продолжилась, поскольку другие рыбы развивали скорость рефлексов и более сложный мозг.

Челюстная рыба силурийского периода

©Gwen Shockey / Science Photo Library

В силурийском периоде на сушу