Нил Шубин - Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей

Нил Шубин

Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей

Посвящается Мишель, Натаниэлю и Ханне

Пролог

Значительную часть времени я занимаюсь тем, что разглядываю камни под ногами, и поэтому у меня сложился определенный взгляд на жизнь и на Вселенную. Ответы на интересующие меня вопросы о возникновении живых организмов я ищу в песках пустынь или в арктических льдах. Возможно, кому-то это покажется странным, но примерно тем же занимаются и те мои коллеги, которые вглядываются в свет далеких звезд и галактик, рисуют карты океанического дна или изучают поверхность бесплодных планет Солнечной системы. Объединяют нашу работу некоторые из самых удивительных идей, когда-либо рожденных человечеством — идеи о том, как возникли мы и весь наш мир.

Именно эти идеи вдохновили меня на создание моей первой книги — «Внутренняя рыба»[1]. В каждом органе, в каждой клетке, в каждом фрагменте ДНК в нашем организме запечатлены следы трех с половиной миллиардов лет истории жизни на Земле. Эта история определила форму наших тел, но ключ к ее разгадке следует искать в отпечатках древних червей на камнях, в ДНК рыб и в гуще водорослей на дне прудов.

Обдумывая первую книгу, я понял, что черви, рыбы и водоросли указывают нам на другие, еще более глубокие связи, уходящие в прошлое на миллиарды лет, когда на Земле еще не существовало никакой жизни. Рождение звезд, движение небесных тел и даже появление дня и ночи оставили следы внутри нас.

За последние 13,7 миллиарда лет в результате Большого взрыва возникла Вселенная, стали появляться и исчезать звезды, образовалась из космической материи наша планета. С тех пор Земля неустанно вращалась вокруг Солнца, а на ней появлялись и исчезали моря и континенты. Многочисленные открытия прошлого столетия подтвердили многомиллиардную историю Земли, необъятность космоса и скромное положение человека на древе жизни. Все эти новые знания могут вызвать законный вопрос: неужели задача ученых состоит именно в том, чтобы заставлять людей чувствовать себя мелкими, ничтожными созданиями перед бесконечностью пространства и времени?

Но разве, расщепляя крошечные атомы и наблюдая за галактиками, изучая камни на самых высоких вершинах и в самых глубоких океанических впадинах, а также исследуя ДНК всех живущих ныне существ, мы не открываем изумительно прекрасную истину? В каждом из нас живет глубочайшая история всего сущего.

Глава 1

И все завертелось

С высоты птичьего полета я и мой напарник могли бы показаться двумя черными песчинками, застрявшими высоко на склоне среди камней, льда и снега. Подходил к концу наш долгий маршрут, и мы возвращались в лагерь, разбитый на гряде, зажатой между двумя крупнейшими ледовыми щитами планеты. Под ясным северным небом лежало пространство от дрейфующих льдов Арктики на востоке до безграничных ледниковых покровов Гренландии на западе. После продуктивного дня и долгой прогулки мы, увидев эту величественную картину, почувствовали себя на вершине мира.

Однако внезапно состоянию блаженства пришел конец, и все потому, что почва под ногами переменилась. Мы пересекали полосу материковой породы, и бурый песчаник уступил место участку розового известняка, а это, как нам было известно, верный признак того, что поблизости могут найтись окаменелости. Мы уже несколько минут разглядывали валуны, когда я заметил необычный отблеск, исходивший от одного из камней размером с дыню. Опыт работы в полевых условиях научил меня прислушиваться к внутреннему голосу. Мы приехали в Гренландию для охоты за мелкими окаменелостями, и потому я привык разглядывать камни сквозь увеличительное стекло. Это блестела белая крупинка размером не больше кунжутного семечка. Добрых пять минут я разглядывал камень, а потом передал находку Фаришу, моему спутнику, чтобы услышать его авторитетное мнение.

Фариш замер, вглядываясь в крупинку, а потом посмотрел на меня с восторгом и изумлением. Стащив перчатки, он высоко, метров на пять, подбросил их — и крепко сжал меня в объятиях.

Подобный взрыв эмоций отвлек меня от абсурдности ситуации: бурный восторг вызвала находка зуба размером с песчинку! Но мы нашли то, что искали три года, потратив уйму денег, то, в погоне за чем не раз растягивали себе связки на ногах: недостающее звено между пресмыкающимися и млекопитающими возрастом около двухсот миллионов лет. Конечно, наш проект не сводился к поиску одного-единственного трофея. Этот маленький зуб — лишь одна из ниточек, связывающих нас с древностью. В гренландских скалах заключена часть тех сил, что некогда сформировали наши тела, нашу планету и даже нашу Вселенную.

Отыскать связи с этим древним миром — все равно что обнаружить в оптической иллюзии первоначальный рисунок. Мы ежедневно видим людей, камни и звезды. Но тренируйте глаза — и привычные вещи предстанут перед вами в необычном ракурсе. Если вы научитесь смотреть на мир, то предметы и звезды станут для вас окном в прошлое — таким огромным, что оно почти не поддается осознанию. В нашем общем далеком прошлом случались страшные катастрофы, и они не могли не отразиться на живых существах.

Как огромный мир может отразиться в маленьком зубе или даже в человеческом теле?

Я начну с рассказа о том, как я и мои коллеги впервые попали на ту горную гряду в Гренландии.

Представьте себе долину, простирающуюся так далеко, насколько хватает глаз. И вы ищете здесь окаменелости размером с точку в конце предложения. Окаменелости и необъятная долина несопоставимы по размерам, но любая долина покажется крошечной в сравнении с поверхностью Земли. Научиться отыскивать следы древней жизни — значит научиться смотреть на камни не как на неподвижные объекты, но как на динамические сущности, часто с историей, насыщенной событиями. Это относится и ко всему нашему миру, и к нашим телам, представляющим собой «моментальный снимок», запечатлевший определенный момент времени.

За последние полтора века тактика открытия мест для охоты за окаменелостями почти не изменилась. В принципе, здесь нет ничего сложного: следует найти участок, где на поверхности лежат камни интересующего нас возраста, причем такие, в которых с наибольшей вероятностью могут содержаться окаменелости. Чем меньше придется копать, тем лучше. Этот подход, который я описал в своей книге «Внутренняя рыба», позволил мне и моим коллегам в 2004 году обнаружить остатки рыбы, готовившейся выйти на сушу.

Будучи студентом, в начале 80-х годов я вошел в группу, занимавшуюся разработкой новых методов поиска окаменелостей. В нашу задачу входил поиск самых ранних родственников млекопитающих. Ученые отыскали ископаемые остатки мелких животных, напоминающих землероек, и их родственников-пресмыкающихся, однако к середине 80-х годов зашли в тупик. Возникшую проблему лучше всего описывает известная шутка: «Каждое найденное недостающее звено создает два новых пробела в ископаемой летописи». Мои коллеги внесли свой вклад в создание новых пробелов и были вынуждены заполнять их, в том числе разыскивая камни возрастом около двухсот миллионов лет.

Обнаружению новых местонахождений окаменелостей способствовали экономические и политические события: в поисках источников нефти, газа и других полезных ископаемых многие государства стимулировали создание геологических карт. Поэтому практически в любой геологической библиотеке есть журнальные статьи, отчеты и — на что мы всегда очень рассчитываем! — карты территорий, регионов и стран с детальным описанием возраста, структуры и минерального состава пород, выходящих на поверхность. Задача в том, чтобы найти правильную карту.

Профессор Фариш А. Дженкинс-младший возглавлял исследовательскую группу в Музее сравнительной зоологии в Гарварде. Поиск окаменелостей — это его хлеб, точнее, его самого и его команды, и поиск они начали в библиотеке. Ключевую роль в этом исследовании сыграли коллеги Фариша из другой лаборатории — Чак Шафф и Билл Эймерал. Они использовали свой богатый опыт в геологии, чтобы указать потенциальные места нахождения ископаемых, и, что тоже важно, натренировались видеть на земле мелкие окаменелости. Совместная работа Чака и Билла нередко выглядела как долгая дружеская дискуссия: один выдвигал новую гипотезу, а другой с жаром пытался ее опровергнуть. Если гипотезе удавалось устоять, они выносили ее на суд Фариша, с его логикой и научным чутьем, для вынесения окончательного решения.

Однажды в 1986 году во время такой дискуссии Билл увидел на столе у Чака копию справочника компании «Шелл» по отложениям пермского и триасового периодов. Перелистывая страницы, Билл наткнулся на карту Гренландии с небольшим заштрихованным участком отложений триасового периода на восточном побережье, лежащем на 72-м градусе северной широты, примерно на широте самого северного мыса Аляски. Изучив карту, Билл заявил, что именно с этого места следует начать поиски. Завязалась обычная дискуссия: Чак доказывал, что горные породы здесь не те, а Билл ему возражал.