Органический мир нашей планеты также участвовал в ходе изменений, изменяясь сам. Живые существа, обитающие на поверхности нашей планеты и образующие ее живую оболочку, подчиняются тем закономерностям и процессам, которые действуют в этой оболочке — биосфере. Но их остатки, преимущественно твердые — кости, зубы, раковины, древесина, попадают в рыхлые осадки, которые затвердевают, превращаясь в осадочные горные породы: песчаники, известняки и глины. Окаменевая, или, как говорят, фоссилизируясь, остатки животных или растений становятся составными частями горных пород. Следовательно, превращаясь в окаменелости, живые организмы из составных частей биосферы (живой оболочки Земли) становятся частями каменной оболочки Земли (литосферы) и подчиняются закономерностям геологических процессов.
Без познания закономерностей образования геологической летописи нельзя раскрыть до конца эволюцию органического мира. Нельзя понять ни закономерностей сохранения остатков животных и растений, ни подлинного значения доходящих до нас документов.
Огромные пробелы в напластованиях горных пород, отсутствие прямых связей между различными ископаемыми животными и растениями, как бы внезапно появляющимися и также внезапно исчезающими, неизбежно приводили к теории катастроф и признанию актов многократного творения жизненных форм, т. е. к идеалистическому отрицанию эволюционного процесса.
Теперь известно, что неполнота, пробелы в документации истории Земли и жизни возникли закономерно как следствие геологических процессов. Еще в 1940 году было намечено новое направление в исторической геологии и палеонтологии, названное «тафономией» или учением о закономерностях захоронения органических остатков в слоях осадочных пород, а также закономерностях сохранения самих пород в течение геологического времени.
С самых первых шагов исследований, еще в 20-х годах нашего столетия, мы столкнулись с полной загадочностью в вопросах образования очень немногих, тогда мало известных на территории СССР мест залегания окаменелых остатков древнейших наземных позвоночных или, как их называют геологи, местонахождений. Постепенно, год за годом росло число местонахождений, открывались новые животные и целые фауны на разных уровнях геологического времени. В Астраханской области, на горе Богдо, удалось найти остатки древнейших земноводных — стегоцефалов. Эти остатки залегали в известняках, образовавшихся на дне илистой морской бухты триасового времени, около 150 млн. лет тому назад.
Земноводные не могут жить в морской воде, от воздействия соленой воды на их незащищенную кожу нарушается обмен веществ и животные погибают. Значит, остатки земноводных были принесены в морскую бухту откуда-то издалека. Следовательно, мало найти ископаемых в той или другой породе, надо еще понять, как они туда попали, чтобы решить, жили они здесь же или попали сюда далекими странниками. Странниками живыми или мертвыми?
Два последующих года пришлось посвятить изучению северных районов европейской части Союза. Здесь нам повезло, удалось открыть богатейшие местонахождения хорошо сохранившихся древнейших земноводных. Черепа и кости этих животных, хотя и заключенные в твердый песчаник, оказались так прочны и свежи, что можно было, очистив их от породы, изучать как скелеты ныне живущих животных.
Материалы эти впоследствии позволили ленинградскому анатому профессору А. П. Быстрову и мне написать книгу по анатомии древних земноводных, в которой строение скелета столь древних животных было разобрано с небывалой полнотой.
Но самым поразительным было то, что пласт серого песчаника, содержавший кости этих земноводных, оказался распространенным на огромной площади в тысячи квадратных километров от Мезени до Унжи и от Северной Двины до Дона. Колоссальное количество животных было захоронено здесь 170 миллионов лет назад в какой-то относительно короткий промежуток времени. Таким образом, оказалось, что палеонтологические остатки животных столь большой древности, вовсе не являются величайшей редкостью как это нам представлялось ранее. Наоборот, эта гигантская область захоронения — «поле смерти», по своим масштабам соизмерима с крупными геологическими процессами.
Еще более убедительным было исследование скоплений остатков динозавров в Средней Азии. Динозавры — гигантские ящеры, господствовавшие на Земле в мезозойскую эру (эру средней жизни) в период от 120 до 60 миллионов лет назад. Их громадные кости, перепутанные, изломанные и беспорядочно смешанные с крупной. галькой, образуют местами, (вдоль северных подножий Тянь-Шаня) «костяные гряды», в которых залегают сотни тысяч тонн (в гряде Бозабы в низовьях р. Чу миллионы тонн) костей, принадлежавших многим миллионам животных. Если добавить, что подобные скопления, по существу, являются остаточными, уцелевшими от размыва когда-то бывших еще больших скоплений, целых скелетов, то «геологические» масштабы процессов образования местонахождений станут очевидными.
С накоплением опыта изучения местонахождений очень скоро стало ясным, что понять, как образуются местонахождения ископаемых животных без знания и тонкого понимания геологии, невозможно.
Необходимо было вести сопряженные геолого-палеонтологические исследования в местах, где находились интересные местонахождения ископаемых животных. Из них для понимания строения осадочных отложений, вмещающих остатки древнейших позвоночных, особенно много дали работы по пермским красноцветным материковым отложениям Приуралъя. Два года я лазил по заброшенным подземным выработкам старинных рудников, в которых еще в конце XVIII и в начале XIX века наши наблюдательные горняки находили кости интереснейших ящеров, самых древних, какие только были найдены на территории Советского Союза. На стенках в заброшенных рудниках прослеживались мельчайшие подробности напластования пород, расшифровывались процессы их отложения, восстанавливались направления струй древних потоков. И вместе с этим накапливалось все больше сведений для палеонтологии: не только как залегают в породах ископаемые остатки, но и почему они залегают так, а не иначе.
В дальнейшем, с развитием советской науки благодаря возросшим материально-техническим возможностям палеонтологи смогли проводить большие раскопки. Так было раскопано Ищеевское местонахождение — остаток дельты реки, протекавшей на территории Татарии 200 млн. лет назад. В песках этой дельты было найдено множество костей скелетов крупных пресмыкающихся: первых растительноядных ящеров; грызуноподобных ящеров; хищников с огромными зубами; необычайных животных, обладающих одновременно строением земноводных и пресмыкающихся; древних акул; крупных рыб, похожих на нынешних сазанов, но еще более плоских и покрытых толстой эмалевой чешуей.
В Кировской области пробили целую подземную штольню, врезавшуюся в угол древней лагуны, куда были снесены остатки тысяч древних земноводных и рыб, захороненных в крепком белом известняке. На горе у г. Белебея было раскопано болото двухсотмиллионолетней давности, куда потоки во время когда-то бывшего половодья занесли остатки мелких ящеров и крупных крокодилообразных земноводных. И еще другие местонахождения вскрывались широкими площадками; строение их, до той поры загадочное, становилось все более ясным, особенно после дополнительных геологических исследований.
Полученные первые наблюдения помогли понять закономерности образования скоплений ископаемых остатков. Стало ясным, что окаменелости образуются не повсюду в пластах осадочных горных пород, а только там, где во время отложения этих пород были условия приноса остатков не живших на этом месте животных. Для животных или растений, обитавших на месте отложения осадков, их остатки переходили в окаменелости только там, где были условия для их сохранения.
После анализа этих процессов стало ясно, что видовой состав животных и растений, залегающих в данном слое, зависит в очень большой степени от скорости текучей воды, приносившей породу вместе с остатками. Видовой состав животных или растений, живших на месте отложения, зависит больше всего от скорости отложения осадка и его затвердения. Оказалось, что остатки животных и растений не представляют собой исключительной редкости, их присутствие в отложениях закономерно.
