Содержание

1 Оглавление

Друзья мои, дорогие ютубоподы и ютубопотки. В прошлой лекции мы выяснили, что высшие позвоночные делятся на синапсидов и диапсидов. И это разделение случайное. Скорее всего, у инопланетян такого разделения не будет. Сейчас, кстати, в Баку произошел очередной съезд масолдский.

Начальные размышления о половых органах

Синапсиды и диапсиды. Осторожно и деликатно мы также затронули тему половых органов и пришли к выводу. Но никакому выводу мы не пришли, поэтому давайте обобщим сейчас. Инопланетяне изначально будут неизбежно двуполые. И неизбежно у них будут пенисы и влагалища. И располагаться они будут там, где им положено — внизу туловища, рядом с органами выделения. Подобное месторасположение стандартно и самоочевидно. Вспомните, например, насекомых.

А вот что у инопланетян может быть не похоже на хомо сапиенсов, так это форма, размер и окраска пениса. Тут даже у обезьян наблюдается огромная вариативность. Потому что это не только органы размножения, но и красота. То есть объект для полового подбора, имеющего случайные и зачастую иррациональные правила. Потому что речь идет об опознавательном знаке. А знак — это не механизм, а абстрактный символ. Он может быть любой.

Инопланетяне и половое разнообразие

Анатомические вариации у млекопитающих

Вот полюбуйтесь на красавца. У многих млекопитающих в результате эволюции в пенисе появилась кость. Например, у собак. Так что они обходятся без виагры. Так что у инопланетян там может быть все, что угодно. Хоть семисвечники. Я не шучу. У кенгуру два пениса и два влагалища. Вот такая неожиданность.

Инопланетная фауна — многообразие форм

Стоят инопланетяне из десяти планет. Вроде все похожи друг на друга. Если приглядеться, у кого-то зрачок щелевидный, у кого-то воздушных раковин нет, у кого-то кожа фиолетовая. Рост еще более-менее варьирует. Как правило, не сильно — на полтуловища. И это скорее не из-за разной эволюции, а из-за разной гравитации на инопланетах.

А снимут инопланетяне штаны, а там хоть стой, хоть падай. Чего только нет. Потому что это знак. То есть разновидность одежды. А важнейшим критерием одежды является не только функциональность, но и мода.

Вымирание как биологическое явление

Понимание вымирания видов

Перейдем к суровым будням. А именно к такому мрачному, но важному эволюционному понятию как вымирание. Понятно, что в процессе эволюционной борьбы за выживание биологические виды периодически и неизбежно вымирают. Продолжительность жизни вида невелика. Велика продолжительность жизни рода. Биологи не знают, сколько в среднем живет один биологический вид. От фонаря называются разные цифры. Например, в среднем вид млекопитающих якобы живет один-два миллиона лет, а вот вид рептилий пять-десять миллионов лет. Мне представляются такие оценки чрезвычайно завышенными, примерно раз в десять.

Вымирание вида нельзя понимать буквально. Речь идет о прекращении воспроизводства однотипной биологической продукции. Она может просто трансформироваться.

Трансформация видов на примере птиц

Предположим, на удаленный остров попала группа птиц. При этом оказалось, что там богатая кормовая база, а врагов птиц, например, мелких грызунов, разоряющих их гнезда, нет. В благоприятных условиях птицы размножились и резко увеличили размер из-за внутривидовой конкуренции. Это уже другой вид. Они могли даже потерять способность летать. Такие случаи описаны. Но есть ли это вымирание? Это скорее процветание. Число особей резко увеличилось, большинство особей дали потомство. Они просто в течение ряда поколений радикально изменились.

Циклические изменения видов

А теперь возьмем такой вариант. Тоже удаленный остров, где живет вид грызунов. Он медленно, но упорно подъедает определенный вид растений. В результате эти растения через две тысячи лет исчезают. Больше подходящего корма на острове нет. Но пять процентов адаптируются и переходят на другую пищу. Например, начинают питаться червями. Это вызывает адаптационную перестройку организма, болезни пищевого тракта и так далее. В результате образуется другой вид, который за две тысячи лет подъедает червей. А за это время на острове снова появилось уничтоженное растение. Ветром принесло семена. Опять кризис и создание нового вида. Теперь снова питающегося тем же видом растений. А будет ли этот вид новым?

А теперь представьте, что такие циклы на острове продолжаются сто тысяч лет. Посмотрите, как изменилась природа в Европе за те же сто тысяч лет. Там было последовательно несколько оледенений и потеплений с массовой трансформацией видов. Поэтому, скорее всего, продолжительность жизни видов невелика. Велика продолжительность жизни рода. Если этот род состоит из многих видов. Еще более продолжительна жизнь семейства. Это уже часто десятки миллионов лет, а то и сотни. Класс или тип — это всерьез и надолго. Случаи вымирания таких больших групп животных редки. Если они все же встречаются, то это или прерывание каких-то реликтов, чимящихся на обочине жизни, или это следствие вселенских катаклизмов.

Периодичность и причины глобальных вымираний

Масштабы вымираний в геологической истории

Суммируя возраст палеонтологических находок, биологи подсчитали общее время существования тех или иных видов. А потом свели данные в единую базу. Оказалось, что множество видов прекратило свое существование в одно и то же время. В среднем за миллион лет вымирало несколько процентов видов, но иногда процент подскакивал в десять-двадцать раз. Получился график с характерной волнообразной структурой.

Понятно, что чем ближе к нашему времени, тем он точнее. Иногда за короткие промежутки времени погибало до пятидесяти процентов родов, представленных на Земле. Вымирали целые классы и даже типы. Это периоды глобального вымирания. По иронии судьбы, автор этой шкалы произвел сенсацию, а затем вымер в пятьдесят лет от внезапной остановки сердца.

Методология изучения вымираний

Этот график часто воспроизводится. На самом деле тут показано только морское вымирание. И разумеется, вымирание только родов, которые хорошо сохраняются в виде окаменелости. Сейчас выделяется пять великих вымираний и около двадцати менее масштабных. Пытаются установить их периодичность. Строгая периодичность означала бы, что дело в изменении астрономических условий. Например, цикличные мета-нестабильности Солнца или прохождение какой-то неблагоприятной области при вращении Солнечной системы вокруг центра галактики.

Периоды вымираний и факторы

Выделяются периоды в двадцать шесть миллионов лет, в шестьдесят два миллиона и в сто сорок миллионов. Вероятно, как и в случае мелкой периодизации, вроде циклов Миланковича, есть множественная интерференция плюс добавление случайных событий, а также вторичное влияние биосферы, выступающая как катализатор или ингибитор. То есть замедлитель тех или иных геологических процессов.

Я лично считаю, что на Земле было только одно настоящее великое глобальное вымирание. Хотя это, конечно, мое личное скромное частное мнение.

Эффект Сеньора-Липса и провалы в данных

Во-первых, данных о древних организмах мало и провалы в плотности нахождения останков в том или ином геологическом слое могут носить случайный характер. Особенно это относится к самым древним периодам. Существует эффект Сеньора-Липса. Первые и последние окаменелости одного вида обычно не находятся палеонтологами из-за недостаточности выборки. Представьте, что будущие археологи находят монеты советского времени. Они выпускались с тысяча девятьсот двадцать первого по тысяча девятьсот девяносто первый год, то есть семьдесят лет. Предположим, найдено одиннадцать монет. Крайне маловероятно, что в их число будут входить монеты первого и последнего года выпуска. Даже если монет будет найдено семьдесят, это далеко не факт, потому что некоторые монеты будут одного и того же года. Поэтому будущие историки, если они не будут учитывать эффект Сеньора-Липса, решат, что советское государство существовало с тысяча девятьсот тридцать восьмого по тысяча девятьсот семьдесят седьмой год или с тысяча девятьсот двадцать четвертого по тысяча девятьсот семьдесят второй год. Тогда как реальное вымирание зверя здесь приходится на тысяча девятьсот девяносто первый год, а в товарных количествах он появился в тысяча девятьсот двадцать первый год.

Принцип биологического баланса

Во-вторых, жизнь себе не враг. Это еще один фундаментальный закон биологии. То есть вариант, что вдруг какой-то появился зверь-суперхищник, всех поел, сам себя лишил кормовой базы, а потом сдох от голода — это вещь невозможная. Жизнь — это не просто шахматная партия, а шахматная партия с самим собой. Поэтому на действии всегда будет противодействие. И оно будет по силе в общем равным действию. Конечно, со всеми частностями. Например, конкретный дятел может выдолбить конкретный вид короедов. Но поскольку видов огромное количество, в целом всегда будет баланс.

Дурафаги и адаптивная гонка

Например, в один прекрасный момент появились крупные организмы, научившиеся жрать ракушки. Такие животные называются дурафаги. Это те самые крысы, которые питаются мышеловками, о которых мы намекали в прошлой лекции. Щелкать раковины, как орехи, штука замысловатая. Но если подобрать ключик, откроется огромная пищевая база. И, кстати, про поедание мышеловок я говорил не только в переносном, но и в буквальном смысле. Многие дурафаги не ломают мышеловки, а поедают их целиком. Например, утки глотают целиком улиток и морских творчатых. А затем дробят мускулатурой желудка, используя в качестве жиров проглоченные для этого камни. Утка — зверь непростой. Мы про это уже говорили.

Древние дурафаги стали пылесосить ракушки со страшной силой. Ракушки напряглись и стали взрываться в землю. Произошло большое вымирание, но на биоценозе оно не сказалось. И большего быть не может. Поэтому все глобальные вымирания вызваны не действиями живых организмов друг против друга, а внешними силами.

Роль косвенного влияния биосферы

Конечно, элементом геологии обитаемой планеты являются отдаленные последствия деятельности живых организмов, вроде изменения состава атмосферы из-за перехода на фотосинтез или технологию расщепления древесины. Но это очень медленные процессы, вызывающие не вымирание, а постепенную трансформацию. Глобальное вымирание — это следствие космических и геологических событий. Событиями геологи и палеонтологи тактично называют «катастрофы». Мне очень нравится такая щадящая терминология. Одни тысяча девятьсот семнадцатый год в русской истории называют революции, другие — катастрофы, а это просто события.

В тысяча девятьсот восьмом году произошло событие в Тунгусской тайге, падение метеорита, вызвавшее взрыв мощностью в десять мегатонн. В тысяча девятьсот семнадцатом году произошло событие в Петрограде, вызвавшее исчезновение самого большого государства планеты и депопуляцию населявшего его вида в социальных вторичных ротах. Приходится, что жизнь, если она разумна, способна воздействовать на саму себя в планетарном масштабе, не только постепенно и косвенно, но и прямо в виде организации коротких и страшных событий. Об этом мы поговорим в отдельной лекции.

Кембрий и театр эволюции

Кембрийский дебют

В смысле эволюции по большому счету все было решено в Кембрии. Именно в Кембрии возникли все современные типы животных. И вероятно, подобный Кембрии неизбежен на всех обитаемых планетах. Все дебюты шахматных партий похожи, потому что вариантов оптимальной расстановки фигур немного. Поэтому мы назвали нашу тринадцатую лекцию «Расстановкой фигур». А что было дальше?

Метафора перемены скатерти

А вот дальше, с учетом глобальных изменений, было несколько перемен скатерти. У товарища Сталина был заведен такой обычай, взятый им с Кавказа. Сидят за столом члены политбюро, кушают. Потом Сталин хлопает в ладоши. Охранники берут скатерть за четыре конца и завязывают узлом вместе с тарелками и недоеденной едой. Затем расстилают новую скатерть и накрывают новыми блюдами. А в общем, теми же самыми, но немного другими. Вместо кураги и инжира, вместо цинандалия кинзмараули, а вместо шашлыка люля-кебаб. И так несколько раз. Ну и иногда вместо скатерти убирали членов политбюро. Вместо Кассиора появлялся Хрущев, а вместо Бухарина — Жданов.

То же самое происходило с жизнью на Земле. Она развивалась в полноценную театральную труппу. Первый раз это было в Кембрии. А затем наступало глобальное вымирание и состав участников менялся. За пять-десять миллионов лет все восстанавливалось. Раньше Гамлета играл Смоктуновский, а Офелию — Вертинская. А потом Гамлета играл Евгений Леонов, а Офелию — Крачковская. Поскольку шанс выжить имели более совершенные и жизнеспособные особи, получалось повышение уровня. Обычно Смоктуновский сменял Леонова, а не наоборот. Но не всегда.

Расширение среды обитания

И сам театр увеличивался. В смысле театра военных действий или мирных действий. Хотя какой уж там мир в биологии. Общая площадь среды обитания высокоразвитых существ увеличивалась. Как это было и в случае земной цивилизации. Полностью она освоила земную поверхность только к концу девятнадцатого века. Как известно, в Кембрии суша только начала осваиваться.

Устойчивые элементы эволюции

Некоторые особо удачные блюда остаются на столе в любом случае. При любых переменах. Сациви, например. Или Ворошилов. Это будет всегда украшение стола.

История великих вымираний

Ордовик и биоразнообразие

Что было дальше после кембрийского дебюта? Дальше был Ордовик. Меня, кстати, поправили в комментах, сказав, что надо говорить Ордовик. Может быть, я так прочитал совсем маленьким мальчиком и запомнил на всю жизнь. Но пускай будет Ордовик. В Ордовике по сравнению с Кембрием ничего не произошло. Но там произошло все с точки зрения не возникновения типов, а возникновения классов и более мелких таксонов. Таксон — это структурная группа в биологической систематике: вид, род, семейство, отряд, класс, тип, царство. То, что произошло в Ордовике, называется великим событием ордовикского биоразнообразия или великой ордовикской радиации. Это вызвало изменения кембрийской фауны. Но это изменение есть вследствие не вымирания, а наоборот эволюционного излучения. В шахматах это миттельшпиль, а вымирание эндшпиль. Но поскольку природа играет сама с собой, играет вечно, эндшпиль заканчивается не матом, а новым дебютом. Конечно, если в партию не вмешиваются разумные существа, находящиеся на доске.

Ранние вымирания в Кембрии

Первые крупные вымирания были в Кембрии пятьсот двенадцать и пятьсот два миллиона лет назад. Но они не очень интересны, потому что там особенно вымирать было еще нечему. Одну группу трилобитов сменила другая группа трилобитов. Такие вымирания были, разумеется, и раньше, но поскольку зверушки были мягкотелые, останков их не сохранилось.

Кембрийско-ордовикское вымирание

Следующее вымирание разделяет Кембрий и Ордовик. Оно было четыреста восемьдесят восемь миллионов лет назад. Но сейчас есть мнение, что его не было. Дело в том, что окаменелости по-разному сохраняются в осадочных породах разных эпох. Поэтому кажется, что они в известный момент исчезли. А просто там более агрессивная среда, и они хуже сохранялись. Некоторые из этих останков недавно нашли. Дело темное. Я лично полагаю, что с биологической точки зрения между Кембрием и Ордовиком разницы особой нет. Ордовик — это развитый Кембрий.

Ордовико-силурийское вымирание

Далее грянуло Ордовико-Силурийское вымирание. Оно считается первым из пяти великих вымираний по хронологии и третьим по мощности. Это случилось четыреста сорок пять миллионов лет назад. Как вы уже заметили, вымирание приходится на период смены геологических эпох. В это время на Земле был очередной ледниковый период, который, вероятно, и вызвал катастрофу.

Концепция ледникового периода

Однако само понятие ледниковый период содержит в себе двойную ошибку. Это достаточно длительная эпоха, которая может продолжаться миллионы, десятки миллионов и даже сотни миллионов лет. Ледниковые эпохи отличаются друг от друга гораздо больше, чем от противопоставляемых им эпох теплого климата, выдаваемых за стандарт.

Сравните Землю с «Снежком», когда наша планета триста миллионов лет была покрыта коркой льда. Сравните это с последним оледенением, начавшимся в четвертичном периоде. На своем пике оно дало обледенение значительной части Европы и Северной Америки. По сравнению со Снежком это пустяк. Даже на пике последнего ледникового периода значительную часть суши покрывали тропические леса и пустыни, вроде Сахары. А в некоторых районах было теплее, чем сейчас, например, в Восточной Сибири.

По сравнению со Снежком это незначительное колебание климата, к тому же очень кратковременное. Поскольку считается, что последний ледниковый период не кончился и подобные периоды составляют значительные отрезки геологической истории, то для нас это стандарт. Никакого похолодания нет. Наоборот, надо считать аномалиями периоды жаркого климата.

Фанерозойский ион и его деление

Мы довольно хорошо знаем эпоху современного оледенения. Время развитой многоклеточной жизни называется фанерозойский ион и делится на три эры: Палеозой, в середине которого мы барахтаемся, Мезозой и Кайнозой. Кайнозой традиционно делится на третичный и четвертичный период. Сейчас его иначе разделяют, мы это скажем, когда дойдем до кайнозоя. Третичный период длился шестьдесят пять миллионов лет, а четвертичный менее двух. А что такое четвертичный период? Это просто ледниковый период третичного периода. В этом периоде сформировался хомо сапиенс и почти все предшествовавшие ему разумные виды. Этот период, поскольку мы в нем живем, изучен неизмеримо лучше, чем весь остальной кайнозой в придачу с мезозоем и палеозоем.

Климатическая нестабильность как характеристика

Климат сильно меняется каждые десять-двадцать тысяч лет. Ледниковая эпоха — это, прежде всего, эпоха климатической нестабильности. Поэтому период Земли-Снежка в определенном смысле не является ледниковым периодом. Он был удивительно стабилен. Во всей видимости, другие относительно короткие оледенения были нестабильны. Там потепление и похолодание быстро чередовались. Однако продолжительность этих быстрых геологических событий была несопоставима с продолжительностью не только жизни особей, но и с продолжительностью жизни биологических видов. Они успевали приспособиться, а вовсе не вымирали. Процесс был незаметный для глаза, и это нельзя назвать вымиранием.

Сокращение видов и процветание семейств

Сегодня мы уже говорили о плавной сменяемости биологических видов, лишь внешним похожей на вымирание. К этому надо добавить еще одно обстоятельство. Сокращение общего числа видов вовсе не обязательно свидетельствует о начале эпохи вымирания. Предположим, существует сорок видов дятлов. Из них четыре вида наиболее удачные. Они работают как отбойные молотки. Они идут в серию и постепенно вытесняют экзотику. Ее ареал сокращается, а половина видов вообще прекращает существование. Но при этом общее число дятлов увеличивается в сто раз. Это вымирание значительного числа видов и родов. Но это процветание семейства дятловых.

Оценка первого великого вымирания

Ввиду всего вышесказанного я бы не считал первое великое вымирание действительно великим вымиранием. Существует множество спекуляций по поводу его причин. Одно время всерьез говорили даже о вспышке сверхновой, которая выжгла земную жизнь. Но на самом деле это был длительный процесс, занимающий миллионы лет и имеющий два пика с промежутком в миллион лет. Подмело там сильно, но не следует забывать, что пьеса жизни в этот период разыгрывалась целиком под водой. Пострадали там в основном брахиоподы.

Вспоминаемые из детства слова

Это все слова из моего детства. Брахиопод, динатерий, диплодок, бетальгейзе, диадохи, минилай. Милая фрау Наталья Минилай — это младший брат Агамемнона. А вокруг параллельный мир, который я не видел, но слышал отчетливо. И вот все эти слова были волшебными паролями, пентаграммами, которые очертили детство маленького мальчика и оградили его от стороны дураков. Кто знает, если бы маленькие мальчики на Украине увлекались палеонтологией или греческой мифологией, а они там феню сделали государственным языком.

Мшанки и коралловые полипы

Про брахиоподов я уже много говорил, но во время ордовико-силурийского вымирания еще сильно подмели мшанок. Мшанки, как и брахиоподы, дожили до современности на эволюционной обочине. Это особая группа в спиральных первичноротах, похожие на коралловые полипы. И они такие же двойники полипов, как брахиоподы двойники двустворчатых моллюсков. В древности мшанки, как и кораллы, строили рифы. При этом, если между брахиоподами и двустворчатыми ракушками эволюционная пропасть, то полипы и мшанки вообще с разных планет. Мшанки это первичнороты, а полипы это стрекающие.

Причем интересны мшанки. Подобно кораллам, они образуют колонии, но в отличие от кораллов у них существует четкая дифференциация особей. Одни особи добывают пищу, другие размножаются, третьи поддерживают чистоту, четвертые обороняются. По одиночке они не жизнеспособны, то есть это социальные животные. Вот, кстати, ископаемая мшанка Винт-Архимеда, на заметку сторонникам рептилоидов. Если говорить серьезно, в гипотезе о рептилоидах, точнее силурианцах, есть резон. Но мы поговорим об этом отдельно.

Кризис каменноугольных лесов

Продолжим тему вымираний. С точки зрения эволюционных изменений гораздо существеннее вымирания, бывшие триста пять миллионов лет назад. Так называемый кризис каменно-угольных лесов. Хотя оно не входит в пятерку великих вымираний. Думаю, вы уже поняли, что пять великих вымираний — это штамп массовой культуры, с которой палеонтология сильно связана. Народ любит читать про чудных зверушек. Пять великих вымираний — это заголовок, вроде «пяти способов похудеть» или «пяти признаков душнилы».

Трансформация лесных экосистем

Во время кризиса каменно-угольные леса стали перемежаться пустошами. Сплошной гиперлес, покрывающий почти всю сушу, сменился изолированными островами растительности, что привело к видовому разнообразию. Потому что в каждом лесу эволюция стала идти немного по-другому. Представьте себе, до этого эволюция шла в Мировом океане, можно было всегда плыть куда угодно. Были, но очень мало, замкнутые участки, из которых нельзя было уйти. Когда был огромный океан леса, гиперлес тоже был сплошной, и можно было по этому лесу идти в разные стороны куда угодно. А здесь получились такие резервации.

Космополиты и эндемики

Вообще повсеместно распространенные виды называются космополитами, а региональные эндемиками. Эндемиков стало на порядок больше, а космополиты стали вымирать, то есть быстро меняться. В каждом лесу они изменялись немножко по-своему.

Климатические изменения и рептилии

Климат стал холоднее и засушливее, поэтому рептилии, способленные к жизни на суше, получили бонус по сравнению с земноводными. Многие виды земноводных вымерли, но до господства рептилий тогда было еще далеко. В каменноугольных лесах произошло изменение флоры, над плавунами стали преобладать более сложные папоротники. Процесс эволюции каменноугольных лесов занимал миллионы лет, также медленно менялась фауна. Это нельзя считать резким вымиранием, но это первые вымирания, затронувшие сушу. В это время там шла интенсивная жизнь. Уменьшение лесного покрова вызвало падение содержания кислорода в атмосфере, а до этого оно было избыточным по сравнению с сегодняшним современным периодом.

Позднедевонское вымирание

Говоря о кризисе каменноугольных лесов, мы пропустили второе великое вымирание, позднедевонское. Это сделано не случайно. Оно приходится на очередной ледниковый период. А ледниковый период — это период климатической нестабильности. Позднедевонское вымирание было масштабным, но приходилось на морских животных. А главное, оно длилось очень долго, по некоторым подсчетам двадцать пять миллионов лет, во время которых было около десяти отдельных событий. Ясно, что это никакое не вымирание, а огромная эпоха, в которую происходила более интенсивная, чем обычно смена видов. Это у нас второе великое вымирание. Оно произошло триста семьдесят миллионов лет назад. Это самое длительное по времени вымирание.

Кислород в атмосфере и его роль

Кривая содержания кислорода

Вот кривая содержания кислорода в атмосфере за последний миллиард лет. Пик приходится на период, предшествующий кризису каменноугольных лесов. В какой степени именно гибель лесов вызвала падение содержания кислорода, вопрос спорный. В какой-то вклад был внесен, но был ли он содержательным, я лично сомневаюсь. Красной пунктирной линией показано современное содержание кислорода. Гибель каменноугольных лесов приходится на время резкого снижения содержания кислорода с тридцати пяти процентов до пятнадцати.

Кислород для человека

Пятнадцать процентов много или мало по сравнению с сегодняшним уровнем? Это очень мало. Человек рассчитан на содержание кислорода в двадцать один процент. Не больше и не меньше. Больше на Земле нигде и нет. На уровне моря или в лесу концентрация может достигать двадцать один запятая девять градуса. Это зона кислородного максимума, вызывающего без адаптации легкое кислородное опьянение. Обычное содержание кислорода двадцать один процент. Для крупного города двадцать запятая восемь процента. Минимальный стандарт двадцать запятая пять процента. После этого загорается красный сигнал. Порушение санитарных норм. Если в помещении кислорода менее двадцать запятая пять процента, это повод для проведения вентиляционных работ. А если содержание кислорода падает до девятнадцать запятая пять процента, такое помещение необходимо закрыть и прекратить работу.

Субъективное восприятие воздуха

Что такое душно и что такое свежий воздух? Душно начинается, когда кислорода менее двадцать запятая пять процента. А свежий воздух двадцать один процент и выше. Вот такие узкие рамки. Нам кажется, что кислорода в лесу в два раза больше. Конечно, человек может дышать спертым воздухом. Он будет это чувствовать, у него будет дискомфорт, но он может со временем к этому адаптироваться. Но только в случае, если содержание кислорода не падает ниже восемнадцати процентов. Тогда автоматом начинается головная боль, голова соображает плохо, возникает вялость и сонливость. Но если не жить в такой атмосфере длительное время, серьезных последствий это не вызывает.

Критические уровни кислорода

Если концентрация менее восемнадцать процентов, то нужен дыхательный аппарат. Без него работника по ГОСТу не допустят к работе. При шестнадцать процентов начинается сильное головокружение, и человек начинает задыхаться. Ему плохо. То есть при пятнадцать процентов кислорода человек бы дышал на пределе. А такая концентрация кислорода была на земле миллионы лет. А дальше при тринадцать процентов наступает потеря сознания. Человек в таком состоянии может находиться довольно долго, потому что организму в глубоком сне требуется меньше энергии. Это и есть защитная реакция. Организм начинает выключать многие функции, чтобы сохранить себя целым. Но уже при двенадцать процентов начинаются необратимые изменения в коре головного мозга. А при семь процентов наступают мгновенные смерти. Поэтому с кислородом шутить не надо. Кислород это не вода. Без воды можно прожить несколько дней, а без кислорода несколько минут.

Избыток кислорода в древние времена

При том, что кислород в атмосфере будет в два раза меньше, чем требуется для поддержания минимальной жизнедеятельности. Но и избыток кислорода превращает в воздуховый яд. Максимальная норма для человека двадцать три запятая пять процента. А в каменноугольных лесах кислород доходил до тридцать пять процентов. Это вызвало бы у человека кислородную интоксикацию. При длительном вдыхании такого воздуха человек стал бы кашлять, у него бы началась сухость во рту, и он бы постепенно выжег себе легкие. Избыточный кислород, поступающий в организм кружным путем, а не через легочное дыхание, вызвал бы общее отравление тканей. Кислород это едкий агрессивный газ. Через кровь он бы в большем количестве не попадал, потому что гемоглобин переносит столько молекул кислорода, сколько может. Это мы все говорим относительно атмосферного давления на уровне моря. При падении давления процентное содержание кислорода тоже, но его масса меньше. Поэтому человек смог бы жить в каменноугольный период высоко в горах. При совсем низком давлении можно дышать сто процентов кислородом без быстрых последствий. Последствия будут, но это длительный период.

Пермское вымирание и синапсиды

Третье великое вымирание

Третье — это великое пермское вымирание. Самое мощное оно было двести пятидесят миллионов лет назад, в конце Пермского периода. Таким образом, оно разделяет не только два периода, но и две эры — Палеозой и Мезозой. В результате этого вымирания погибло девяносто шесть видов морских позвоночных и семьдесят три процента сухопутных. Фактически это первое великое вымирание сухопутных животных. Кроме всего прочего, там погибло восемьдесят три процента всех насекомых, а тогда их было довольно много. Более-менее сопоставимое вымирание сухопутных животных произошло во время кризиса каменноугольных лесов. С этой точки зрения это второе вымирание, но более масштабное.

Масштабность и продолжительность события

Это было реальным вымиранием, потому что все произошло за относительно небольшой период от тридцать до шестьдесят тысяч лет. Причин называются уйма; смещение полесов, удары больших метеористов, выброс метана со дна океана и многое другое. Но наиболее вероятной причиной считается извержение гигантского супервулкана в Восточной Сибири, после которого образовалось траповое плато Путорана.

Супервулканы и их масштабы

Супервулкан — это уже не отдельная гора, а определенная местность. Гигантское вздутие земной коры, подпираемое снизу раскаленной магмой. Оно занимает большую площадь, изрезанную трещинами, из которых происходит периодическое излияние раскаленной лавы. Эта лава застывает огромными ступенями, траппами. Общая площадь подобных территорий колоссальна и может достигать два миллиона квадратных километров.

Сейчас таких территорий в активном состоянии нет. Гигантские извержения и излияние магмы могли существенно изменить химический и физический состав атмосферы, содержание разных газов в воздухе и в воде и уровень проницаемости света сквозь толщу атмосферы. Все это приводило к резким и длительным скачкам температуры и массовому вымиранию.

Проблемы траповой гипотезы

В этой красивой концепции есть две проблемы. Время излияния магмы и выбросов вулканического пепла. У траппов они приобретают колоссальные планетарные масштабы, в тысячу раз перекрывающие самые мощные извержения отдельных вулканов. Но при этом все это очень растянуто во времени. Извергается Везувий или нет? Вообще-то нет. А с геологической точки зрения он постоянно фонтанирует лавой. Мы видим Yellowstone, он немного побулькивает. Нам кажется, что это давно остывший спящий супервулкан. Но с геологической точки зрения он сейчас в разгаре. Через пятьдесят миллионов лет геологи будут писать об активности Yellowstone в нашу эпоху. Он несколько раз мощно извергался за последние два миллиона лет и, скорее всего, будет извергаться и дальше. Например, через сто двадцать тысяч лет.

Как это скажется на флоре и фауне даже близлежащих территорий? Люди там живут одиннадцать тысяч лет и не видели ни одного извержения. Плата Путорана имеет другой размер — Yellowstone по сравнению с ним карлик. Но временной масштаб там такой же. Извержения на Путоране длились в общей сложности более миллиона лет.

Противоречия в геологических данных

Второе возражение против глобальной траповой катастрофы, связанное с первым возражением и вытекающее из него, это наличие многочисленных окаменелостей животных и растений в разных слоях древней лавы. То есть ее излияние не приводили к стерилизации биосферы даже непосредственно в районах извержения. На застывшую лаву изливалась новая лава, а по ней в это время прыгали лягушки, потому что прошло уже тысячи лет и все заросло. Это геологический процесс, который привел к долгосрочным глобальным изменениям, но это не причина быстрого спонтанного вымирания, которое происходит по щелчку.

Значение пермского вымирания

С точки зрения перемены скатерти, конечно, Пермское вымирание было самым настоящим вымиранием, как, например, и кризис каменноугольных лесов. Кризис лесов вызвал резкое усиление позиций рептилий по отношению к земноводным. Они стали в результате помощью двумя равноценными классами. Что было бы достигнуто и без резких изменений климата? Рептилии прогрессивнее, но земноводные тоже на месте не стояли. Скорее всего, была бы длительная гонка вооружений, в результате чего на Земле бы не изменилось ничего.

Эволюция количества пальцев

Весьма вероятно, количество пальцев на лапах позвоночных было бы другим, может быть, даже разным. То есть были бы и пятипалые, и, например, семипалые, или шестипалые, или девятипалые. У древних земноводных количество пальчиков гуляло. Пятипалость была только одним из вариантов. Но надо сказать, с самого начала самым распространенным. Поэтому и так получилось. А второе, что на миллиончиков десять, двадцать, тридцать эволюции бы притормозило. В принципе, ничего особенного, но люди бы появились чуточку попозже того времени, в котором мы живем.

Синапсиды: предшественники млекопитающих

Теперь по поводу Великого Пермского вымирания. Кому там повезло, а кому не повезло. Вот там вымерли синапсиды, мы там погибли, как более примитивные животные. К началу Пермского вымирания существовала огромная группа древних анапсид, парарептилии. Она процветала, но постепенно вытеснялась древними синапсидами. К концу Пермского периода синапсиды стали доминировать над анапсидами и в частности захватили верхушку пищевой пирамиды. Самыми крупными животными этого периода были синапсиды. Ранее их относили к древним динозаврам и внешне они были на них похожи. Но у них была одна дырочка в черепе, а не две.

При обладании синапсидов в этот период строение их черепа было более прогрессивным по сравнению с анапсидами. И при этом они появились раньше диапсид. Скорее всего, в черепе сначала образовалась одна дырочка, а потом две. Поэтому синапсиды старше диапсид и успели занять нишу до того, как они появились. В период своего расцвета синапсиды достигали веса до семи тонн.

Типичные представители синапсид

Вот крупный травоядный синапсид диноцидонт размером со слона. У современных ему анапсид были гораздо более скромные размеры. А диапсиды бегали под ногами в виде обычных ящериц. Останков древних синапсид найдено довольно много, в том числе из-за локализации в отложениях пермского периода в бассейнах Волги и Камы. Например, это иностранцевия и православливия. Иностранцевия была крупным хищником, православливие — мелким. В православливии волоски нарисовали. Думаю, художник не очень понял, что эти зверушки, хотя и являются предками млекопитающих, жили задолго до динозавров и мало отличались от земноводных. Назвали их так в честь российских палеонтологов Александра Иноземцева и Павла Православлива. Иноземцев умер сразу после революции, а его сын, тоже крупный ученый, вместе с Православливым вымер от голода во время блокады Ленинграда. Тогда погибла последняя сплоченная группа русских ученых, хотя уже и сильно прореженная. После вымирания русских Ленинград по разнарядке начали с тысяча девятьсот сорок шестого года заселять украинцами. После этого бывший Петербург стал очень грязным городом и криминальной столицей России.

Палеонтологические артефакты и теории

Любителям рисовать волоски на древних синапсидах, лепить им хитрящие красивоподобные мордочки, могу продемонстрировать Диметродона. Это крупный хищник-синапсид пермского периода. Какие тут волоски? Это типичные, хладнокровные, с парусом для терморегуляции. Его даже рептилией-то назвать сложно, он стоит на грани между настоящими рептилиями и земноводными. У него нет чешуя щитой кожи, и он жил в болотистой пойме.

Это, кстати, хороший пример биологического сюжета. До Диметродона зверушкам с гребнем играла темно-спандильная амфибия Платигистрикс. А после Диметродона на сцену выползли динозавры Уранозавр и Спинозавр. При теплокровности теплообменник стал не нужен. И такого рода зверушки они исчезли.

Альтернативные специализации парарептилий

Мы уже говорили в предыдущей лекции, что парарептилии воспроизвели весь спектр специализаций позднейших динозавров, кроме полностью летающих ящеров. Они просто не успели, потому что полноценный полет — это конечно штука очень сложная. Но дело того, согласитесь, стоит. Так что сразу зверушка становится такой вот окрыленной. Одно дело перемещаться в двух измерениях полноценно, а другое дело не менее полноценно перемещаться в трех измерениях. Это примерно то же самое, что если появился бы зверь, который смог бы перемещаться не в трех измерениях, а в четырех измерениях. Попробуйте его достать и съесть. И кого он может достать из четвертого измерения, кого захочет.

Суперпозиция двух конкурирующих групп

Конкурирующие с диапсидами синапсиды тоже достигли достаточно высокой степени специализации. У них уже появились прямоходящие виды, а впервые характерное для динозавров было прямохождение еще у парарептилий. Тут грянула Великая Пермская революция и свела в ноль и парарептилий, и синапсидов. То есть все мы знаем, что рептилии вымерли и уступили дорогу млекопитающим. А что было ранее? А вот ранее вымерли предки млекопитающих и уступили дорогу ящерам. Вот такой парадокс.

Листрозавры и живучесть

Единственные выжившие синапсиды

Из крупных синапсидов выжили только листрозавры. Попрошу женщин и детей отойти от мониторов, сейчас покажу, как они выглядели. Это наши предки, уже гораздо более близкие, чем котилоринхи. Такой у них череп, по своим контурам похожий на череп человека. Кстати, котилоринхов тоже напомню, если вы забыли.

Характеристики листрозавра

Листрозавр — это буквально лопата-ящер. Назвали потому, что у него морда лопатой. Он выжил дегенерировав. После Пермского вымирания продолжительность его жизни сократилась с тринадцати лет до двух. А размер ужался до размеров средней собаки. И все равно он потом вымер в следующем периоде, в Триасовом. Но! Вы знаете, я открыл тайну масонского чайника. Здесь есть большое но.

Листрозавры в раннем Триасе

Как выжил листрозавр в начале Триаса? Похоже, что выжил только он. Потому что листрозавров в раннем Триасе было огромное количество. Они составляли девяносто пять процентов всех наземных позвоночных. Это единственный случай, когда один род наземных животных доминировал в такой степени. Причины этого выдвигаются разные. Например, есть версия, что он в силу того, что мог впадать в анабиоз, впервые среди наземных позвоночных он освоил эту технологию. И он, кроме того, вел нормный образ жизни и относительно легко переносил недостаток кислорода. А именно в этот период кислород упал до минимума в пятнадцать процентов.

С другой стороны, у него нет увеличенной грудной клетки. И, скорее всего, причина была более простая. Крупные животные вымерли, в том числе все хищники. Он выжил и размножился без хищников, как кролик в Австралии. А потом его подъели увеличившиеся в размерах диопсиды.

Синапсиды в раннем триасе и появление млекопитающих

Кто вообще выжил из синапсидов и развился в первых млекопитающих? Об этом мы поговорим в другой лекции. После быстрого уничтожения листрозавров диапсиды стали составлять девяносто пять процентов всех высших позвоночных. В следующей лекции мы расскажем о последних крупных вымираниях. Остановимся на диаметрально противоположном понятии — выживлении. А пока поднимем тост за живучесть.

Икхтиозавр Ленин

Как говорится, Ленин жил, Ленин жив, Ленин будет жить. Есть такая зверушка Ленин, это вид автальмозаура, крупного ихтиозавра. Назван в честь Владимира Ильича российскими и западными учеными в две тысячи тринадцать году. На рисунке он кажется маленьким, но это у него просто глаза в двадцать сантиметров, а сам он длиной в семь метров. Вот такой вождь мировой эволюции.

Ленин, или точнее Лениний вымер. Но именем Ленина современные биологи называют виды животных, а это всегда почетно. А вот у человека, открывшего ДНК, современные биологи отобрали все премии и научные звания. Видимо, не с теми пил за выживаемость.

Заключение

Оставайтесь с нами, подписывайтесь на наш канал. Ставьте лайки, присылайте донат. Большие у нас трудности с его извлечением, потому что платежные системы трещат по швам. Но, тем не менее, будем надеяться, что дальше все это будет функционировать. До новых встреч!

203. Драма жизни: перемена скатерти. Лекция №16 по астроломии