От причуд природы до вымерших организмов: как объясняли палеонтологические находки ученые от Средневековья до XIX века
Веками и даже тысячелетиями люди не знали, откуда берутся ископаемые остатки животных, растений и других организмов. Наряду с представлениями о том, что это следы древних существ, существовали мифы о «хлебах фей», камнях, падающих с Луны, и происках дьявола. Андрей Вдовенко — о том, как трактовали находки окаменелостей люди разных эпох.
Окаменелости, древние люди и античные философы
Жизнь существует на Земле миллиарды лет, и за это время она неизбежно оставила многочисленные следы на планете. Так, остатки живых существ — раковины моллюсков, скорлупки морских ежей, чашечки растений, кости и зубы позвоночных, вайи папоротников и другие — накапливались в воде и на суше. При благоприятных условиях они не разлагались полностью, а сохраняли форму, которую имели миллионы лет назад. При этом их состав иногда полностью менялся. Так появлялись ископаемые остатки животных, растений и других организмов, которые также называют окаменелостями, или фоссилиями.
Однако окаменелости — очень неточные «исторические источники». Как правило, сохраняются только твердые остатки, вроде скелетов или раковин. Поэтому до нас дошел лишь небольшой процент древнего разнообразия жизни, многие формы которого сегодня не существуют. К тому же фоссилии оказывались погребенными под толщей пород, у которых нередко от изначального строения не осталось ничего. Поэтому неудивительно, что расшифровка палеонтологических «документов» заняла много времени.
Останки древних животных были известны человеку с глубокой древности. Еще 400 тысяч лет назад гейдельбергские люди, а затем и неандертальцы использовали окаменелых иглокожих для изготовления орудий, стараясь сохранить характерный пятиконечный узор, напоминающий человека. Позднее такими камнями с отпечатками морских ежей украшали погребения, а также делали из них бусы.
Из эпохи неолита подобные украшения перешли к первым цивилизациям. Например, их использовали почти пять тысяч лет назад в Месопотамии. Впоследствии символ пятиконечной звезды закрепился во многих культурах и живет до сих пор. Также известно, что древние египтяне хранили ископаемые остатки как реликвии. Например, череп гиппопотама они отождествляли с культом бога Сета.
Издревле ископаемые были известны и античным философам. Так, Ксенофан Колофонский (ок. 570–438 гг. до н. э.) предполагал, что следы морских созданий на земле появились в эпоху, когда сушу в этих местах покрывал океан. Того же мнения придерживались Геродот (500–425 гг. до н. э.), Эратосфен (276–194 гг. до н. э.) и Страбон (64 г. до н. э. — 24 г. н. э.). Аристотель (384–322 гг. до н. э.) пошел дальше и попытался объяснить, как ископаемые раковины превратились в камень. Он считал виной тому геологические процессы — некие спонтанные «сухие выделения» из земли.
Читайте также
Однако наряду с философскими не менее, а то и более прочными были мифологические воззрения на природу окаменелостей. Например, Эмпедокл (492–432 гг. до н. э.) полагал, что кости крупных наземных млекопитающих — это части скелетов людей-гигантов, которые некогда населяли землю. Плиний (23–79 гг. н. э.) в «Естественной истории» приводил мнение, что ископаемые акульи зубы — это упавшие на Землю с Луны во время затмения камни. Аммонитов, вымерших головоногих моллюсков, он называл рогами Амона — символом египетского божества Амона (Амон-Ра) — по поверьям той эпохи, приносившими удачу. А зубы лучеперых рыб мелового периода (145–66 млн лет назад), по Плинию, — это так называемые жабьи камни, которые, как считалось, нейтрализуют яды.
Вероятно, находки фоссилий дали начало многим мифам о фантастических существах по всему миру. Так, череп ископаемого слона с огромной выпуклой черепной коробкой и большой одинарной носовой впадиной на передней плоской части напоминал череп великана-циклопа. А находки в пещерах порождали легенды о живущих в них драконах и их жертвах. Так, в некоторых старинных изображениях драконов можно найти сходство с черепами пещерных медведей, в изобилии встречающимися в пещерных отложениях Западной Европы. Мифологические представления об окаменелостях существовали также в Японии, Китае и у скандинавов.
Средневековые суеверия, схоластика и Леонардо да Винчи
Многие из суеверных воззрений античных времен на окаменелости просуществовали вплоть до XVIII века. Но возникали и новые. Так, тех же ископаемых морских ежей хранили как магические сувениры. В Англии их, например, называли «коронами пастухов» или «хлебами фей». Считалось, что они приносят удачу, помогают подняться тесту и сохранить молоко свежим, а также отпугивают дьявола, если разместить их у дверей или окон.
Не лучше было дело со средневековой философией, в которой господствовали церковная догматика, схоластика и метафизика, а добиблейская история отрицалась.
Слова, обозначавшие объекты природы, считались тогда ее частью, носителями живого смысла, ведь язык дан человеку богом. Ученый должен был обладать широкой эрудицией, чтобы трактовать старинные тексты, а также владеть магией, чтобы предсказывать природные явления. Знания о жизни представляли собой сложную цепочку рациональных и не очень умозаключений. Например, Джамбаттиста делла Порта писал в труде «Натуральная магия» (1558), что в отношении своего произрастания растение сходно с диким зверем, тот через чувство сходен с человеком, а последний благодаря разуму — с небесными светилами. Еще пример: из-за визуальной схожести считалось, что волчьим корнем можно лечить глаза, а грецким орехом — мозг.
В таких условиях возникло несколько теорий о происхождении окаменелостей. Согласно одной, это были останки животных, не переживших Ноев потоп. Другие отрицали органическое происхождение фоссилий вовсе. Популярный в Средние века неоплатонизм поощрял идею о родстве живых и неживых предметов. Поэтому одно из объяснений приписывало создание окаменелостей «игре природы» — якобы сами камни хотят превратиться в живых существ. Звучит экстравагантно, но для того времени, когда считалось, что мыши могут самозарождаться в гнилой соломе, вполне правдоподобно.
Более приземленная версия гласила, что окаменелости появились естественным путем под воздействием некой «пластической силы», и это всего лишь образования из глины и камня.
Например, известный итальянский врач и анатом Габриеле Фаллопий (1523–1562) считал зубы ископаемых слонов результатом химической реакции — конкреции (стяжения) осадочных горных пород. Более экзотичный вариант предполагал таинственное влияние звезд или Луны на возникновение окаменелостей. Наконец, были и те, кто видел в ископаемых находках козни дьявола, который с помощью окаменелостей хочет смутить благочестивую мысль человека.
Все эти теории были популярны вплоть до XVIII века. Однако не все средневековые мыслители разделяли их. Так, персидский ученый Ибн Сина, больше известный как Авиценна (980–1037), продолжая идеи Аристотеля, выдвинул теорию окаменевших жидкостей.
«Если то, что говорят об окаменении животных и растений, правда, то причиной этого [явления] является мощная минерализующая и окаменяющая сила, которая возникает в определенных каменистых местах или внезапно исходит из земли во время землетрясений и оседаний и окаменевает всё, что соприкасается с ней. На самом деле окаменение тел растений и животных не более необычайно, чем трансформация вод», — писал Ибн Сина.
В XIV веке взгляды Авиценны развивал немецкий философ Альберт Саксонский (1320–1390). А немногим позже Ибн Сины китайский ученый Шэнь Ко (1031–1095) выдвинул гипотезу, что морские окаменелости, найденные вдали от океана, могут доказывать, что побережье смещалось на протяжении веков.
Интересовали фоссилии и Леонардо да Винчи. Будучи ученым-универсалом, он изучал кристаллы, окаменелости, животных, растения и человека и объединял знания по анатомии, эмбриологии, физиологии и механике. Да Винчи также был сторонником идей Аристотеля и с выводами средневековых мыслителей не соглашался. В противовес им Леонардо заявлял, в частности, что окаменелости похожи на существующих животных.
Изучая пласты, в которых залегали фоссилии, он заметил следы передвижения моллюсков и червей между разными слоями. Следовательно, животные окаменевали в разное время, заключил да Винчи.
Находил Леонардо и другие слабые места в построениях своих оппонентов:
«Если бы Потоп перенес раковины на расстояние в триста и четыреста миль от моря, он перенес бы их вперемешку с различными другими природными объектами, сваленными в кучу; но даже на таком расстоянии от моря мы видим устриц, а также моллюсков, каракатиц и все другие раковины, которые собираются вместе, найденными все вместе мертвыми; а отдельные раковины находятся отдельно друг от друга, как мы видим их каждый день на морских берегах.
И мы находим устриц вместе в очень больших семьях, среди которых можно увидеть некоторых с их раковинами, всё еще соединенными вместе, указывая на то, что они были оставлены там морем и что они всё еще были живы, когда пролив Гибралтар был прорезан. В горах Пармы и Пьяченцы можно увидеть множество раковин и кораллов с отверстиями, всё еще прилипших к скалам».
Однако это были единичные примеры. Более того, в Европе такие взгляды могли признать еретическими и за них можно было серьезно поплатиться. Это подтверждает пример французского ученого Бернара Палисси (ок.1510—1589 гг.): его посадили в Бастилию (где он и умер) за предположение о том, что некоторые окаменелости — это останки морских ежей, превратившиеся в камень.
Впрочем, эпоха Ренессанса принесла и некоторый прогресс в палеонтологии. Так, именно тогда стала складываться естественная история, которая объединила зоологию, ботанику, геологию, физиологию, анатомию и медицину и впоследствии господствовала в европейской науке пару-тройку столетий. А экономический подъем, географические открытия, активная торговля и возвращение к античным знаниям расширили представления европейцев о мире.
В том числе стало активно развиваться горнорудное дело, что подтолкнуло и развитие геологии. Вехой стал 12-томный трактат «О горном деле» (1530), который составил Георг Бауэр под псевдонимом Агрикола (1494–1555). Это сочинение было основным трудом по геологии, горному делу и металлургии вплоть до XVIII века. В нем Агрикола впервые дал широкую классификацию минералов, включая ископаемые остатки животных и растений. Правда, их происхождение его интересовало меньше, чем магические свойства. Тем не менее сведения об окаменелостях к XVII веку значительно расширились.
Эпоха разума, старые мифы и Жорж Бюффон
Рубеж XVI–XVII веков стал временем начала научного переворота, который возглавил сторонник экспериментального метода Фрэнсис Бэкон (1561–1626). Эмпиризм — приверженность знанию, основанному на опытах и наблюдении, — в сочетании с агностицизмом пришел на смену метафизике и схоластике. Родство между организмами натуралисты стали искать не в словах и их значении, а через сходства и различия видов.
Но признать фоссилии следами древних вымерших предков современных животных ученые пока не решались, признавая такие взгляды нелепыми.
Окаменелости они считали останками животных, не переживших библейский потоп. Историю мира тогда по-прежнему считали короткой, а виды животных и растений неизменяемыми — созданными богом в определенной и неизменной во веки веков форме.
Однако постепенно взгляды менялись, и от мистических причин и «осеменяющих начал» возникновения фоссилий отходили. Всё чаще ископаемые находки стали трактовать как остатки вымерших организмов, часть геологической и биологической истории Земли.
Большую роль в этом сыграли работы английских ученых Роберта Гука (1635–1703) и Джона Рея (1627–1795), а также датского астронома и геолога Нильса Стенсена (1638–1686). Так, Стенсен обнаружил сходство зубов акулы с фоссилиями, которые часто находили в скальных породах. Соответственно, писал он, это именно зубы, оказавшиеся погребенными в отложениях и изменившие свой химический состав в результате геологических процессов. Еще однозначнее был вердикт Роберт Гука, труды которого были опубликованы только после его смерти, в 1705 году:
«[Окаменелости] обязаны своим образованием и формой не какой-либо пластической добродетели, присущей земле, а раковинам некоторых моллюсков, которые… оказались… заполненными каким-то илом, глиной или окаменевшей водой, или каким-то другим веществом, которое с течением времени оседало вместе и затвердевало в этих ракушечных формах в те сформированные вещества, которые мы сейчас находим».
Одним из сторонников эмпиризма был французский естествоиспытатель Жорж де Бюффон (1707–1788). Он, автор 44-томной зоологической энциклопедии «Естественная история», издание которой растянулось до 1805 года, заложил основы зоогеографии и сформулировал элементы трансформизма — теории об изменяемости видов, предшествовавшей эволюционизму.
Может быть интересно
Перерождение животных. Как предшественники Дарвина развивали теорию эволюции в Российской империи
В сочинении «Эпохи природы» (1778) Бюффон впервые выделил в жизни Земли ряд последовательных эпох — то, что в будущем ляжет в основу современной исторической геологии. Он же впервые заговорил о том, что одни животные в прошлом вымирали и их сменяли другие.
Так, рассуждая о том, что останки носорогов и слонов встречаются в Европе, Америке и Азии, Бюффон заключил, что в древности все материки Северного полушария были соединены друг с другом. И когда на полюсах Земля стала охлаждаться, крупные млекопитающие на этих территориях вымерли или расселились туда, где живут ныне.
Бюффон имел мужество отступить от библейской истории. В «Эпохах» он трактовал Великий потоп как событие локальное, а не всемирное.
Свои выводы Бюффон делал исключительно путем размышлений: в его эпоху надежных фактических материалов для обоснования таких идей просто не было. Во многом поэтому его научную интуицию оценили только значительно позже.
Читайте также
Жорж Кювье, возникновение палеонтологии и теория катастроф
Начиная с XVIII века ученые стали накапливать сведения об экологии и биогеографии, анализировали приспособленность видов растений и животных к среде их обитания, а также взаимосвязи между разными видами. Неудовлетворенность дедуктивными толкованиями явлений природы и стремление накопить больше фактических данных в специально организуемых экспедициях характеризовали конец XVIII — начало XIX столетий.
Одним из главных систематизаторов новых данных стал французский натуралист Жорж Кювье (1769–1832). Именно он считается основателем палеонтологии (правда, это название она получила значительно позже), сравнительной анатомии (морфологии) и исторической геологии.
Кювье не просто предположил, а доказал, что в земной коре содержатся останки животных, ныне не существующих. Сделал он это на примере слонов. В 1796 году Кювье представил доклад, в котором сравнил строение ископаемого слона с нынешними подвидами. Ученый привел убедительные доказательства, что древний слон (Кювье назвал его мастодонтом) отличался как от африканского и индийского, так и от мамонта.
«Эта мысль, — впоследствии писал Кювье, — то есть отличие ископаемых слонов от современных, открыла мне совершенно новый взгляд на теорию Земли и побудила меня посвятить себя изучению ископаемых животных, которыми я и занимался двадцать пять лет».
Интересно, что свою роль в открытии Кювье сыграли опубликованные в английском журнале изображения мамонтовой челюсти, найденной в Сибири. Дело в том, что еще в 1720-х годах приглашенные в Россию немецкие исследователи Даниэль Готлиб Мессершмидт (1685–1735) и Иоганн Георг Дювернуа (1681–1759) указали на возможное родство мамонта со слонами.
Позднее в богатых окаменелостями окрестностях Парижа Кювье нашел еще много останков, очевидно отличающихся как от современной фауны, так и от эпохи мамонтов. Значит, жизнь на планете сменялась не раз, заключил он. Причину этого Кювье полагал во внезапных страшных катастрофах, сотрясавших всю Землю. Они уничтожали бо́льшую часть населения, затем планета наполнялась другими животными, и из них бо́льшая часть опять погибала в катастрофе. Если сам ученый таких вымираний находил всего несколько, то его ученики различали уже десятки (хотя сегодня ученые насчитывают всего пять массовых вымираний).
Кювье говорил о том, что каждое новое поколение животных было совершеннее предыдущих. Но при этом он считал, что между поколениями нет никакой взаимосвязи и новые, в том числе ныне существующие, виды возникают независимо от предшественников (в результате творения). В этом его воззрения отличались от протоэволюционного учения Жана Батиста Ламарка (1744–1829) о сменяемости видов или взглядов того же Бюффона.
Еще трудами Кювье, а также его соотечественника Александра Броньяра (1770–1847) и англичанина Уильяма Смита (1769–1839) была составлена не только литологическая (по породе), но и фаунистическая шкала отложений в толще Земли.
Два Чарльза, эволюционизм и палеонтологи против Дарвина
Открытия Жоржа Кювье подстегнули интерес к окаменелостям, вслед за ним другие ученые стали описывать всё новые и новые формы фоссилий. Однако на протяжении почти полувека лишь немногие ученые спорили с убеждением о том, что между различными группами ископаемых и современными видами нет никакой связи. Одним из таких был немецкий палеонтолог Генрих Георг Бронн (1800–1862). Он еще до Дарвина учил, что некоторые виды переходят из одной геологической системы в другую и что смерть старых и появление новых видов происходят постоянно.
Вхождению эволюционных взглядов в палеонтологию способствовали английские ученые-естественники. Геолог Чарльз Лайель (1797–1864) с единомышленниками доказал, что катастроф, которые описывал Кювье, не было. Он наглядно продемонстрировал, что изменения геологических пород в основном происходят медленно: в результате вулканической, тектонической активности, эрозии и седиментации (осаждения). Соответственно, Лайель считал теорию катастроф, в том числе и потопового вымирания, несостоятельной.
Труды Лайеля сильно повлияли на другого ученого англичанина по имени Чарльз — Дарвина (1809–1882). Именно в геологии Дарвин начал свои изыскания на основе идей Лайеля, и именно это натолкнуло его на создание теории эволюции. В «Происхождении видов» (1859), доказывая существование естественного отбора, Дарвин привлек и данные палеонтологии.
Однако, как ни странно, самих палеонтологов работа Дарвина не очень впечатлила. Многих из них появление эволюционизма застало врасплох, и они отнеслись к нему с неприязнью и даже враждебно.
Попытки Дарвина распространить свое учение на ископаемых животных описывали как неуместное вмешательство в область, в которой тот не был специалистом. Сказывалось то, что после Кювье палеонтологи, по сути, занимались лишь накоплением данных, но не пытались их структурировать. И когда дарвинизм появился, взаимосвязей между ископаемыми материалами, которые могли бы лечь в его основу, почти не было.
Лишь по прошествии десятка лет эволюционные идеи стали проникать в палеонтологию. Значительная заслуга в этом принадлежала российскому ученому Владимиру Ковалевскому (1842–1883) — юристу по образованию, но страстно увлеченному естественными науками.
Ковалевский работал за границей. Он изучал третичных копытных, останков которых в России, в отличие от Европы, тогда было найдено немного. Собрав большое количество данных, Ковалевский с помощью эволюционного учения наметил общую картину развития изучаемой группы млекопитающих. В своей работе он шел не от отдельных видов, как это делали до него, а от родов. Также Ковалевский настаивал на изучении всего скелета, а не отдельных костей, ведь различие отдельных органов еще не означает различия организмов в целом. По развитию ступни и зубного аппарата копытных ученый наметил пути изучения механики конечностей, а также возникающих независимо отдельных признаков животных. Принципы работы с палеонтологическими находками, сформулированные Ковалевским, актуальны и сегодня.
Так ископаемые животные перестали быть «игрой природы» или естественно возникшими камнями и начали рассматриваться как звенья непрерывной цепи последовательно развивающихся форм жизни. Палеонтология же стала историей мира.