Значение палеонтологии для развития биологии

Палеонтология выходит в практику главным образом через гео­логию, развитие ряда областей которой теснейшим образом свя­зано с успехами палеонтологии. Вместе с тем палеонтология имеет первостепенное значение и для биологических наук.

Особо следует выделить роль палеонтологии в реконструкции филогенеза и в построении рациональной генетической классифи­кации современных животных и растений. Классификация совре­менных организмов не только учитывает достижения палеонтоло­гии: она продолжает перестраиваться и совершенствоваться под влиянием палеонтологии, свидетельства чему можно найти в лю­бой зоологической и ботанической сводке общего характера. Сна­чала процесс «палеонтологизации» системы охватил позвоночных животных, затем раковинных беспозвоночных, иглокожих, высшие растения. Сейчас на неонтологических данных основана лишь классификация групп организмов, слабо представленных в пале­онтологической летописи. Нет нужды специально говорить о зна­чении рациональной классификации организмов для всех обла­стей биологии, в том числе д экспериментальной: знание системы и происхождения основных групп организмов — фундаменталь­нейшая основа ботаники и зоологии. Биологу-экспериментатору также нужно знать систематическое положение и эволюционную историю изучаемого им объекта. Широкое осознание этого факта немало способствовало подъему исследований по систематике животных и растений в нашей стране в 50-х и 60-х годах.

Наибольшее значение палеонтология приобрела в филогенетике позвоночных (если не считать, конечно, групп, вообще изве­стных только в ископаемом состоянии, — например археоциат). По мере развития палеонтологии ее филогенетическое значение продолжает расти и абсолютно, и относительно. Уже к началу XX в. вопросы филогении млекопитающих стали решаться в ос­новном на палеонтологическом материале, а после опубликования в середине 20-х годов замечательных исследований Э. А. Стенше к палеонтологии сразу перешла руководящая роль в филогенети­ческих исследованиях над низшими позвоночными, как это раньше произошло в области филогении высших позвоночных. В настоящее время зоология сохраняет ведущие позиции в изучении филогенеза лишь групп позвоночных, слабо представ­ленных в ископаемом состоянии (птиц, ящериц, змей и отрядов рецентных амфибий).

Не все зоологи и сравнительные анатомы в должной мере осо­знали новую роль палеонтологии в филогенетических исследова­ниях, хотя еще Э. Геккель, исходивший из принципиальной рав­ноценности каждого из своих методов, ставил в особое положе­ние метод палеонтологический, считая его единственным методом, дающим прямые свидетельства о ходе филогенеза. С недо­верием относился к возможностям палеонтологии, например, А. Н. Северцов, полагавший, что в палеонтологии «мы имеем дело не с непосредственным наблюдением эволюцион­ного процесса, а лишь с теоретическими и гипотетическими выво­дами», основанными на исследовании очень неполного и только скелетного материала. Намного выше оценивал филогенетические возможности палеонтологии И. И. Шмальгаузен, специально ого­воривший в предисловии к книге «Происхождение наземных по­звоночных», что он даже не стал включать в нее «все те вопросы, которые не могут быть разрешены путем сопоставления с ископа­емым материалом».

Такие различия в оценках во многом зависят от своеобразия сохранности палеонтологического материала (обычно в ископае­мом состоянии представлены только скелетные остатки). Есте­ственно поэтому, что в данных по эволюции всех «мягких» систем органов ведущее место принадлежит зоологии. Еще в боль­шей мере сказанное справедливо в отношении изучения физиоло­гических, биохимических и экологических аспектов эволюции. На­конец, для палеонтологии мало доступно изучение морфогенезов органов в эмбриональном развитии. Все это закрепляет за зоологией ведущие позиции в восстановлении хода преобразо­ваний отдельных систем органов в эволюции. Блестящие примеры подобных исследований представляют, в частности, работы А. Н. Северцова по морфологии головы рыб. Однако неонтологические исследования дают лишь весьма обобщенные указания на группы организмов, в которых совершались соответ­ствующие морфологические преобразования, и основанные на них филогенетические выводы неизбежно оказываются слишком аб­страктными. В этом отношении палеонтологический материал принципиально не может быть восполнен никакими методами не­онтологического изучения хода филогенеза.

Широкий отклик в биологии нашла более новая и менее тра­диционная область палеонтологии — палеонтология докембрия. Представления о древности жизни на Земле и последовательно­сти первых этапов ее развития, продолжавшихся миллиарды лет, привлекли за последние десятилетия большое внимание биохими­ков-эволюционистов, особенно специалистов по проблеме проис­хождения жизни. Биохимики проявляют постоянный интерес к скудным пока данным палеонтологии и геохимии о времени по­явления на Земле фотосинтезирующих организмов, пигментов типа порфиринов и др. В то же время палеонто­логи, изучающие докембрийские организмы, обычно участвуют в биохимических конгрессах и симпозиумах.

Большое значение имеет использование данных палеонтологии для развития теории эволюции. В современную эволюционную теорию органически входят не только факты палеонтологии, ра­скрывающие общий ход эволюции жизни на Земле и его «иллю­стрирующие», но также факты и концепции, имеющие первосте­пенное значение для самих основ эволюционного учения. Только палеонтология дает реальный фактический материал о темпах эволюциина данных палеонтологии строится также значитель­ная часть концепций о направлениях эволюционного процесса и их смене, об эволюционном прогрессе, проблеме возникновения систематических подразделений животных и растений, закономер­ностях эволюции переходных групп, необратимости эволюции, на­конец, об общих закономерностях эволюции биосферы и причинах вымирания различных групп организмов.

Если в области учения о микроэволюции палеонтология, ско­рее, применяет достижения современной эволюционной биологии, а не разрабатывает самостоятельные теоретические концепции, то в области макроэволюции (учения об общих закономерностях филогенеза) роль палеонтологии становится ведущей. Факты, установленные палеонтологией, в некоторых случаях имеют принципиальное значение для современного дарвинизма — синтетической теории эволюции, требуя ее известной коррекции. Мы имеем в виду прежде всего данные о направленности эволю­ционного процесса и о широком распространении в эволюции па­раллелизмов, выражающихся в независимом приобретении род­ственными группами общих признаков. Создается впечатление, что подобного рода филогенетические параллелизмы основаны не только на постоянной направленности естественного отбора. Для их рационального объяснения требуется привлечение также кон­цепций современной биологии развития, характеризующих меха­низмы онтогенетических процессов. Таким образом, назревает необходимость синтеза современного дарвинизма и биологии разви­тия. Замечательно, что зарождение этой в высшей степени «неонтологической» идеи во многом связано с успехами палеонтологии.

Вместе с тем еще имеются области палеонтологии, весьма пер­спективные для современной биологии, но по различным причи­нам пока недостаточно привлекающие ее внимание. Прежде всего, это касается учения о глобальных экологиче­ских кризисах в истории Земли. Значение данной области знания для современной экологии трудно переоценить; не исключено, что данные палеонтологии могут оказаться полезными при прогнози­ровании развития биосферы на ближайшее будущее. Однако обоб­щения палеонтологов по этому вопросу не находят особого отклика у биологов. Такое положение объясняется в первую оче­редь совершенно неудовлетворительным методологическим уров­нем подавляющего большинства соответствующих палеоэкологи­ческих исследований.

В палеонтологических исследованиях, касающихся глобаль­ных экологических кризисов, анализ процессов, происходящих в биоценозах прошлого, обычно подменяется статистическими данными о числе вымерших и возникших видов, родов и семейств в различных группах организмов на отдельных этапах геологиче­ской истории. Основная цель такого анализа сводится к опреде­лению момента геологической истории, к которому приурочены максимальные изменения в биосе. Наиболее крупные изменения, затрагивающие большинство групп животных и растений, характеризуются как катастрофические. Полученные результаты сопо­ставляются с данными об изменениях физико-географической и геологической обстановки. При этом фактически любое выявлен­ное изменение выдвигается в качестве ведущего фактора, ответ­ственного за региональную или глобальную перестройку биоты. В некоторых случаях прибегают к гипотезам о действии космиче­ских факторов.

Трудно дать рациональную оценку подобным теориям, во вся­ком случае, в них сильно недооценивается значение процессов» происходивших в самой биоте и выражавшихся, в частности в появлении новых групп организмов. Видимо, переоценивается и роль абиотических факторов, вызывавших якобы избирательное вымирание целых групп организмов более или менее одновре­менно на всей планете. Этим же абиотическим изменениям в от­дельных работах приписывается роль факторов, обусловивших не только вымирание, но и возникновение новых групп.

Иногда полагают, что сдержанное отношение биологов к та­кого рода идеям объясняется неподготовленностью многих орто­доксальных эволюционистов к принятию выводов геологии о ре­альности периодических внешних воздействий среды на ход эво­люционного процесса. В действительности для большинства современных эволюционистов неприемлема лишь предвзятая идея о том, что такого рода внешние воздействия и вызывают изменчи­вость организмов, и определяют ход эволюции. Естественному от­бору сторонники этой идеи отводят второстепенную роль по срав­нению с прямым влиянием факторов среды. Такого рода взгляды в биологии не нашли подтверждения при экспериментальной про­верке.

Одно из немногих исследований глобального биоценотического кризиса, в котором предпринята попытка серьезного анализа про­цессов, происходивших в биоценозах в критическое время, выпол­нено в Палеонтологическом институте АН СССР, где изучались пути преобразования мезозойской (меловой) континентальной би­оты в кайнозойскую (палеогеновую): эволюция цветковых ра­стений и насекомых-опылителей; разрушение древних биоценозов в результате вторжения возникших групп организмов; экспансия реликтовых форм в обедненных и полуразрушенных биоценозах; процессы перестройки и обновления этих биоценозов и др. В ре­зультате исследования установлено, что воздействие факторов внешней среды опосредуется биотическими факторами. При этом изменения физико-географической обстановки преимущественно благоприятствуют расселению одних организмов и ограничению численности других и способствуют ускорению хода эволюции в определенном направлении. Оказалось возможным анализиро­вать пути преобразования биоты, не прибегая к гипотезам об ударном воздействии абиотических факторов, имевшем катастро­фический характер и одновременно вызывавшем бурную изменчи­вость и эволюцию выживающих организмов.

Наилучшим образом значение палеонтологических исследований для биологии сформулировал И. И. Шмальгаузен: «...перед палеонтологией открываются совершенно безграничные перспек­тивы исследований, которые должны вскрыть всю конкретную историю эволюционных преобразований мира организмов и ее общие закономерности. Эти вопросы могут решаться только на основании данных об ископаемых организмах».

С ростом наших знаний обрисовываются новые области при­ложения палеонтологии к биологии. Так, в последние десятиле­тия, когда значение мероприятий, направленных на охрану при­роды, стало очевидным, все яснее необходимость получения точ­ных сведений о состоянии животного и растительного мира различных регионов к началу хозяйственной деятельности чело­века. Это становится одним из стимулов развития четвертичной палеонтологии, и исследования в этой области привлекают вни­мание самых широких кругов зоологов и ботаников.

Биология, находя в палеонтологии решение многих своих про­блем, оказывает в свою очередь сильнейшее воздействие на раз­витие буквально всех направлений палеонтологии. Можно утверждать, что в тех разделах палеонтологии, в которых по ка­ким-либо причинам связь ее с современной биологией ослабевает, уровень проводимых исследований определенно понижается. Это> отрицательно отражается не только на теоретических построе­ниях, но и на решении палеонтологией практических вопросов — как биологии, так и прежде всего геологии.