Тем не менее, большой опорой служит тот общий факт, что ископаемая фауна каждого периода в целом носит промежуточный характер между предшествующей и последующей фаунами. Мы приближаемся на один шаг к желаемому выводу благодаря похожему «факту», на котором настаивают все палеонтологи: окаменелости из двух последовательных формаций гораздо теснее связаны между собой, чем окаменелости из двух удаленных друг от друга формаций.
Справедливо говорится, что все органические существа сформировались на основе двух великих законов: единства типа и приспособления к условиям существования... Мистер Дарвин приводит их в гармонию и объясняет естественным путем. Приспособление к условиям существования есть результат естественного отбора; единство типа — результат общности происхождения».
За статьей Грея вскоре последовала другая статья Агассиса об индивидуальности и специфических различиях среди акалепт, но колонтитул озаглавлен как «Проф. Агассис о происхождении видов» (30, 142, 1860). Агассис твердо отстаивает свои хорошо известные взгляды и заключает следующим образом:
«Если бы теория трансмутации была верна, геологическая летопись должна была бы демонстрировать непрерывную последовательность типов, постепенно переходящих друг в друга. Факт же заключается в том, что во все геологические времена каждый период характеризуется определенными видовыми типами, принадлежащими к определенным родам, а те — к определенным семействам, относимым к определенным отрядам, составляющим определенные классы и определенные ветви, построенные по определенным планам. До тех пор пока не будет доказано, что факты природы были ошибочно поняты теми, кто их собрал, и что они имеют иной смысл, чем тот, который им обычно приписывают в настоящее время, я буду считать теорию трансмутации научной ошибкой, недостоверной по фактам, ненаучной по методу и пагубной по своим тенденциям».
Дана, рецензируя известную книгу Хаксли «Место человека в природе» (35, 451, 1863), утверждает, что человек обособлен от животной природы, поскольку демонстрирует «крайнюю цефализацию»: его руки больше не используются для передвижения, а скорее связаны с головой, и поскольку он обладает гораздо более высоким интеллектом и речью. Что же касается дарвиновской теории, то доказательства, по его словам, «поступают из низших сфер жизни и признаются ее сторонниками чрезвычайно скудными и несовершенными».
Развитие эволюционного учения изложено в Журнале в статье Асы Грея о Чарльзе Дарвине (24, 453, 1882), в которой последний назван «самым знаменитым ученым девятнадцатого века», а кроме того, «одним из самых добрых и обаятельных, непосредственных, простодушных и любящих людей». Больше сведений о зарождении эволюционизма в Америке можно почерпнуть из статьи Даны об Асы Грее (35, 181, 1888). Здесь мы читаем как продолжение его «Размышлений о видах», что эта «работа может рассматриваться, пожалуй, как кульминация прошлого, как раз в тот момент, когда должно было явиться новое будущее». Наконец, в этой связи следует упомянуть статью О. Ч. Марша о Томасе Генри Хаксли (50, 177, 1895), в которой зафиксирован вклад последнего в построение эволюционной теории.
Мы видели, что первоначально Дана был креационистом, но в ходе своей долгой и плодотворной жизни постепенно стал эволюционистом и скорее неоламаркистом, чем дарвинистом. Это изменение прослеживается в различных изданиях его «Руководства по геологии», и в последнем издании 1895 года он отмечает, что его «умозрительные выводы» 1852 года относительно происхождения видов не «соответствуют нынешнему суждению автора». «Свидетельства в пользу эволюции путем изменчивости теперь считаются в основном полными». С другой стороны, хотя человек «несомненно» близок по своему строению к человекообразным обезьянам, он тем не менее не связан с ними родством, а стоит обособленно благодаря «вмешательству Силы, стоящей над природой... Полагая, что Природа существует благодаря воле и вечно действующей силе Божественного Существа, и... что вся Вселенная не просто зависит от Воли одного Высшего Разума, а фактически ею является, Природа, в которой Человек выступает ее высшим видом, перестает быть загадкой».
В Америке большинство палеонтологов являются неоламаркистами — это направление независимо друг от друга развивали Э. Д. Коп (1840–1897) на основе данных по позвоночным и Алфеус Хайятт (1838–1902) главным образом на основе данных по аммонитам. Они утверждают, что вариации и приобретенные признаки возникают под воздействием окружающей среды, механики организма в результате упражнения и неупражнения органов и т. д. Одним из ведущих представителей этой школы является А. С. Паккард, чья книга «Ламарк: его жизнь и работа» (1901) подробно объясняет доктрины неоламаркистов.
Развитие палеонтологии беспозвоночных.
То, как и кем развивалась палеонтология, было подробно и весьма отчетливо изложено в Журнале профессором Маршем в его памятном президентском обращении 1879 года «История и методы палеонтологических открытий» (18, 323, 1879), а также Карлом фон Циттелем в его крайне интересной книге «История геологии и палеонтологии» (1901). В данном обсуждении мы будем в основном следовать за Маршем.
Наука палеонтология прошла через четыре периода. Первым из них был долгий мистический период, длившийся до начала XVII века, когда мысль о том, что окаменелости когда-то были живыми существами, осознавалась лишь изредка. Вторым периодом был дилювиальный период XVIII века, когда почти все считали окаменелости остатками Ноева потопа. С началом XIX века в Западной Европе возникло понимание того, что окаменелости являются «медалями творения» и имеют хроногенетическое значение, а также что жизнь периодически уничтожалась всемирными катаклизмами в природе. Примерно с 1800 по 1860 год наступило время креационистов и катастрофистов, которое можно назвать периодом катастрофизма. Четвертый период начался в 1860 году с выходом в свет «Происхождения видов» Дарвина. С тех пор теория эволюции пронизывает всю работу в области палеонтологии, и соответственно это время можно назвать эволюционным периодом.
Мистический период. — Мистический период в палеонтологии начинается с греков, за пять веков до нашей эры, и продолжается до начала XVII века нашего времени. Одни верно видели, что окаменелости когда-то были живыми морскими животными и что море находилось там, где они теперь встречаются. Другие интерпретировали ископаемые кости млекопитающих как останки человеческих гигантов — титанов, но аристотелевский взгляд на то, что они возникли в результате самозарождения под действием скрытых сил земли, доминировал во всех умонастроениях около двадцати столетий.
В XVI веке в Северной Италии рыли каналы, и множество обнаруженных при этом окаменелостей привело к ожесточенным спорам об их истинной природе. Леонардо да Винчи (1452–1519) выступил против общепринятого взгляда на их самозарождение и утверждал, что они являются остатками некогда живших животных и что море находилось там, где они залегают. «Вы говорите мне, — заявлял он, — что природа и влияние звезд сформировали эти раковины в горах; тогда покажите мне место в горах, где звезды в наши дни создавали бы раковинные формы разных возрастов и разных видов в одном и том же месте». Однако из его учений и учений его соотечественника Фракасторо (1483–1553), который к тому же высмеивал идею о том, что они являются остатками потопа, ничего не вышло. Первый минералог Агрикола описал их как минералы — fossilia — и утверждал, что они возникают в земле из жирового вещества, приводимого в брожение теплом. Другие утверждали, что они являются причудами природы. Мартин Листер (1638–1711) изображал окаменелости рядом с современными раковинами, чтобы показать, что они представляют собой вымершие формы жизни. В XVII веке, особенно в Италии и Германии, было опубликовано много книг об окаменелостях, причем некоторые с иллюстрациями настолько точными, что виды можно распознать и поныне. Наконец, ближе к концу этого столетия влияние Аристотеля и схоластическая склонность к диспутам более или менее сошли на нет. Для многих естествоиспытателей окаменелости уже были некогда живыми растениями и животными. Марш заявляет: «Многочисленные собранные коллекции окаменелостей и опубликованные о них иллюстрированные труды стали фундаментом для дальнейшего прогресса, и с наступлением XVIII века начался второй период в истории палеонтологии».
Дилювиальный период. — В течение XVIII века в Западной Европе было опубликовано еще много книг об окаменелостях, и теперь преобладающим объяснением стало то, что они являются остатками Ноева потопа. Почти целое столетие богословы и миряне разделяли эту точку зрения, и некоторые книги прославились именно по этой причине, однако к концу XVIII века дилювиальные взгляды заметно пошли на спад.
Истинная природа окаменелостей к тому времени была четко определена. Они представляли собой остатки растений и животных, отложившихся задолго до потопа, частью в пресной воде, частью в море. «Одни указывали на мягкий климат, другие — на тропики. О том, что какие-то из них являлись вымершими видами, пока лишь догадывались». И все же еще до окончания столетия в Англии и Франции нашлись люди, которые указали на то, что разные формации содержат разные окаменелости и что некоторые из них вымерли. Эти взгляды привели затем к множеству фантастических теорий о том, как образовалась земля, — большинство из них назвали снами. Марш говорит:
«Господствующей идеей первых шестнадцати веков нашей эры было то, что вселенная создана для Человека. Это стало главным препятствием для правильного определения положения земли во вселенной, а позже — возраста земли... В суеверную эпоху, когда каждое природное событие объясняется сверхъестественной причиной, наука жить не может... Едва ли менее губительна для роста науки эпоха Авторитета, как слишком хорошо доказывает прошлое. Свобода мысли принесла определенное знание и несомненный прогресс, но ждать пришлось целых две тысячи лет».
Одним из самых значительных изданий этого периода стала «Система природы» Линнея, вышедшая в 1735 году. В этом труде была введена бинарная номенклатура, то есть система присвоения каждому виду растений и животных родового и видового названия, например Felis leo для льва. Однако эта система не закрепилась окончательно вплоть до десятого издания труда в 1758 году, которое стало отправной точкой зоологической номенклатуры. С тех пор к ней добавился еще один канон — закон приоритета, согласно которому первое название, присвоенное данной форме, сохраняется вопреки всем последующим именам, данным тому же организму.
Период катастрофизма. — С началом XIX века в палеонтологии началась новая эра, и это было время, когда закладывались основы науки. Период длился шесть десятилетий, вплоть до появления «Происхождения видов». Марш говорит, что теперь «метод пришел на смену беспорядку, а систематическое изучение вытеснило случайные наблюдения». Окаменелости точно определялись, проводилось сравнение с живыми формами, а виды получали названия в соответствии с бинарной системой. Тем не менее, каждый вид — как современный, так и ископаемый — рассматривался как отдельный акт творения, и из-за обычно резкого разделения налегающих друг на друга ископаемых фаун и флор считалось, что они были уничтожены в результате серии периодических катастроф, последней из которых был Ноев потоп.
В период между 1802 и 1806 годами Ламарк описал третичные раковины Парижского бассейна. Сравнивая их с современными формами, он увидел, что большинство окаменелостей представляют собой вымершие виды, и таким образом стал основоположником современной палеонтологии беспозвоночных. После 1801 года он также утверждал, что жизнь была непрерывной с момента своего возникновения и что природа была единообразной в ходе своего развития. Марш добавляет:
«Его исследования ископаемых беспозвоночных Парижского бассейна, хотя и менее яркие, были не менее важны, чем исследования Кювье по позвоночным; в то же время выводы, которые он из них извлек, составляют основу современной биологии».
«Ламарк был гением-пророком, опередившим свое время на полвека».
Кювье заложил основы сравнительной анатомии и палеонтологии позвоночных и одним из первых указал на то, что ископаемые животные — это почти сплошь вымершие формы. К последнему выводу он пришел в 1796 году в результате изучения ископаемых слонов, найденных в Европе. «Кювье обогатил животное царство, введя ископаемые формы в число живых и сведя все это в единую всеобъемлющую систему». Это открыло перед ним совершенно новые взгляды на теорию земли, и он посвятил более двадцати пяти лет развитию теорий особого творения и катастрофизма, описанных в его «Рассуждении о переворотах на поверхности земного шара». «При всех своих знаниях о земле он не смог освободиться от традиций и верил в универсальность и мощь Моисеева потопа. Кроме того, он отказался признать доказательства, выдвинутые его выдающимися коллегами против постоянства видов, и использовал все свое огромное влияние, чтобы подавить учение об эволюции, которое тогда впервые было предложено» (Марш).
В Англии именно Уильям Смит (1769–1839) независимо открыл хроногенетическое значение окаменелостей и по их стратиграфическому наложению указал путь к изучению исторической геологии. Впервые он опубликовал материалы по этому вопросу в 1799 году, но его окончательные положения вышли в трудах под названиями «Пласты, идентифицированные по органическим окаменелостям» (1816–1820) и «Стратиграфическая система органических окаменелостей» (1817).
Палеонтология беспозвоночных в Америке в период катастрофизма берет свое начало с работ Лесюэра, который в 1818 году описал ордовикского брюхоногого моллюска Maclurites magna. Все палеонтологи того времени довольствовались описанием видов и родов и общим выявлением стратиграфического значения ископаемых фаун и флор. Джеймс Холл в 1854 году (17, 312) знал о 1588 видах (описанных и неописанных) в нью-йоркской системе, в то время как в Англии Моррис в том же году насчитал 8300 палеозойских форм. В 1856 году Дана приводит следующие данные об известных ископаемых видах (22, 333): общее число известных американских видов животных от пермского периода до современности составляет около 2000, в то время как в Британии и Европе их насчитывалось более 20 000. В перми у нас нет ничего, тогда как в Европе — более 200 видов. В триасе у нас ничего нет, в Европе — 1000 видов; в юре — 60, в Европе — более 4000; в меле — от 350 до 400, в Европе — около 6000; в третичном периоде — едва ли 1500, в Европе — около 8000. С тех пор были изучены почти все крупные американские палеозойские фауны, но тысячам видов еще предстоит описание. О том, кем были наиболее видные американские палеонтологи этого периода, рассказывалось в разделе о развитии геологического разреза.
Более масштабные палеонтологические результаты периода катастрофизма были изложены Маршем настолько хорошо, что стоит повторить их здесь:
«К тому времени было вне всяких сомнений доказано, что по крайней мере участки земной поверхности многократно покрывались морем с чередованием пресных вод и суши; что отложившиеся таким образом пласты формировались последовательно, причем самые нижние в серии являлись самыми древними; что определенная последовательность животных и растений населяла землю в течение различных геологических периодов; и что порядок последовательности, обнаруженный в одной части земли, был по существу одинаков во всех остальных. К тому моменту было описано более 30 000 новых видов вымерших животных и растений. Было также установлено, что от древнейших формаций к самым недавним происходило повышение уровня жизни — как животной, так и растительной, — причем древнейшие формы относились к числу простейших, а более высокие формы появлялись последовательно.
Более того, стало совершенно очевидно, что окаменелости из более древних формаций представляют собой сплошь вымершие виды и что лишь в самых недавних отложениях обнаруживаются остатки форм, живущих поныне... Другим важным выводом, достигнутым главным образом благодаря трудам Лайеля, было то, что земля в прошлом не подвергалась внезапным и жестоким революциям; напротив, происходившие великие изменения носили постепенный характер, ничем принципиально не отличаясь от тех, которые продолжают происходить и поныне. Как ни странно, следствие из этого утверждения — о том, что жизнь на земле также была непрерывной, — в то время не входило в число общеизвестных знаний. В физическом мире был провозглашен и широко принят великий закон „корреляции сил“, но в органическом мире по-прежнему царил догмат о чудесном сотворении каждого отдельного вида».
Эволюционный период. — Этот период начинается с 1860 года и публикации «Происхождения видов» Дарвина (в конце 1859 года). Это период современной палеонтологии, в котором доминирует убеждение, что универсальные законы пронизывают не только неживую материю, но и всю жизнь. Луи Агассис жил в Америке уже четырнадцать лет, когда появилась книга Дарвина, и его удивительное влияние на поднятие зоологии нашей страны на высокий уровень, а также дальнейшее влияние, которое он оказывал через своих студентов, не могло не сказаться благотворно на палеонтологии беспозвоночных. Вскоре после начала этого периода, в 1867 году, Алфеус Хайятт, один из студентов Агассиса, начал применять изучение эмбриологии к ископаемым головоногим, отчетливо показав, что эти раковины сохраняют значительную часть своих стадий роста, или онтогенеза. Этот метод исследования затем использовали Р. Т. Джексон, К. Э. Бичер и Дж. П. Смит, и он принес плоды в виде естественных классификаций головоногих (Cephalopoda), плеченогих (Brachiopoda), трилобитов (Trilobita) и морских ежей (Echinoidea).
Доминирующим палеонтологом-беспозвоночником этого периода был, безусловно, Джеймс Холл, описавший около 5000 видов американских палеозойских окаменелостей. Он также создал Музей штата Нью-Йорк, в то время как вокруг его частных коллекций окаменелостей выросли Американский музей естественной истории в Нью-Йорке и Музей Уокера при Чикагском университете. В его важнейшей палеонтологической лаборатории в Олбани прошли обучение (полностью или частично) следующие палеонтологи: Ф. Б. Мик, К. А. Уайт, Р. П. Уитфилд, К. Д. Уолкотт, К. Э. Бичер, Джон М. Кларк и Чарльз Шухерт.