1, за всю историю Земли на нашей планете предположительно существовало 6 миллиардов видов животных и растений - большинство из них давно вымерло. Лишь часть из них сохранилась до наших дней в виде окаменелостей. Тем не менее окаменевшие реликвии ушедших миров играют большую роль в современных исследованиях. С их помощью ученые пытаются разгадать тайны эволюции.
Палеонтология - это наука, уходящая своими корнями в биологию и геологию и опирающаяся на целый ряд других научных дисциплин для реконструкции истории жизни и эволюции ее разнообразия.«Только палеонтологи способны поместить ход эволюции в конкретные временные и пространственные рамки», - говорит профессор Джес Руст из Института Штейнмана Боннского университета, описывая важность области своих исследований.
Когда кажется, что эволюция остановилась - «живые ископаемые»
Чарльз Дарвин уже знал, что эволюция не является непрерывным и равномерным процессом, который всегда работает с одной и той же скоростью, как часовой механизм. В то время он даже «изобрел» термин для крайнего случая медленной эволюции вплоть до кажущегося застоя: «живые ископаемые». К ним относятся животные или растения, которые со стороны кажутся необычайно консервативными, иногда даже «старомодными». Например, мечехвост Limulus, форма которого почти не изменилась за 150 миллионов лет. Или знаменитый целакант, которого ученые причисляют к группе рыб, живущих на земле почти 400 миллионов лет.
Восточноазиатское храмовое дерево Гинкго билоба также считается «живым ископаемым». В мезозое - от 250 до 65 миллионов лет до сегодняшнего дня - он был широко распространен почти по всему миру. Позже дикая форма существовала лишь на небольших участках Восточной Азии, откуда она также натурализовалась и здесь как выносливое парковое дерево.
Устойчив к изменениям окружающей среды?
Почему феномен «живых ископаемых» вообще существует, еще окончательно не объяснено. То же самое относится и к другой крайности очень быстрых эволюционных изменений. «Недаром известный биолог Эрнст Майр всего несколько лет назад выделил эти явления как особо актуальную проблему в эволюционных исследованиях», - говорит Раст. Однако основными условиями существования живых ископаемых, по-видимому, являются минимум экологической устойчивости среды обитания и в значительной степени устойчивый образ жизни в течение более длительных периодов времени.
Ярко выраженная толерантность к изменяющимся условиям окружающей среды и особая репродуктивная стратегия, вероятно, также играют важную роль. Некоторые виды даже считаются настоящими выжившими. Например, пресноводные рачки группы Triops образуют так называемые постоянные яйца, которые легко выдерживают годы высыхания в своих прудах. Вот почему они также предлагаются в универмагах как «крабы тапесдад» в наборах для экспериментов для детей.
Теория «прерывистого равновесия»
С помощью ископаемых, найденных до сих пор во всем мире, - ученые говорят о летописи окаменелостей, - не только распознаются разные скорости эволюции, но и становятся понятными разные процессы.
Американские палеонтологи Найлс Элдридж и Стивен Джей Гулд подчеркивали этот аспект еще в 1972 году в своей теории «прерывистого равновесия», которая до сих пор вызывает споры. «Основой их заявлений является предположение, что эволюционные изменения связаны исключительно с относительно краткосрочными событиями видообразования и не являются результатом постепенного или постепенного разветвления родословных», - объясняет Раст.
Развитие племени, таким образом, должно оставаться в «равновесии» в течение длительного времени, которое лишь через более длительные промежутки времени прерывается короткими и быстрыми эволюционными рывками. Это теория. Но проверить тезисы Гулда и Элдреджа оказалось чрезвычайно сложно. Именно поэтому они и по сей день являются предметом споров среди ученых.
"И-и" вместо "или-или"
Недавний анализ окаменелостей показывает, однако, что в природе встречаются как модель так называемого постепенного расщепления, так и модель нарушенного равновесия. Например, эволюция млекопитающих из более древнего третичного периода Северной Америки около 50 миллионов лет назад имеет преимущественно постепенный характер. С другой стороны, ископаемые останки так называемых мшанок из нижнего третичного периода Карибского бассейна предполагают развитие около пяти миллионов лет назад, что согласуется с гипотезой о нарушении равновесия.
Конечно, как и в боксерском поединке, теория не решается согласно соответствующему счету. Скорее, новые результаты ясно показывают, что существует значительная потребность в дальнейших исследованиях, чтобы прояснить вопросы, которые до сих пор оставались открытыми. «Не решение «или/или», а объяснение «и/и» явлений, наблюдаемых до сих пор, должно отдавать должное закономерностям, обнаруженным на основе окаменелостей», - резюмирует Руст.
Скоро вас ждут новые захватывающие открытия?
Эволюционные исследования на основе окаменелостей - это захватывающая и актуальная тема, получившая новый импульс в последние годы благодаря генетике, биологии развития, экологии и результатам геолого-геофизических исследований. Прежде всего, точные палеоклиматические реконструкции или анализ причин глобальных массовых вымираний сделали ученым решающий шаг вперед.
Но важные «элементы головоломки» все еще отсутствуют, но они могут помочь в дальнейших исследованиях окаменелостей. Предыдущие теории также не кажутся подходящими для всестороннего и исчерпывающего ответа на открытые вопросы. «Не в последнюю очередь из-за этого эта область исследований, вероятно, продолжит давать нам много интересных новых открытий в будущем», - говорит Раст.