Современные рыбы рассказывают о прошлом Земли
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Известно, что ископаемые рыбы — наряду с другими ископаемыми организмами — могут послужить основой для распознавания возраста тех слоев земной коры, в которых находят их остатки. Но на этот раз речь пойдет не об ископаемых рыбах, а о современных. Ибо изучение их, сегодняшних обитателей рек, морей и океанов, также помогает познавать геологическую историю нашей планеты. Конечно, ныне живущие рыбы не могут рассказать ровным счетом ничего о тех давно прошедших временах, когда на Земле жили только их далекие предки. Но о событиях относительно недавнего — в геологическом понимании — прошлого Земли, например, о последнем этапе геологической истории — четвертичном (или антропогеновом) периоде с характерной для него ледниковой эпохой, — современные рыбы рассказывают очень и очень много интересного, необычного, подчас расходящегося с существующими в науке представлениями.
Именно безгласные рыбы помогли разработать биогеографический метод познания геологической истории Земли. Уже около сорока лет я изучаю систематику, биологию, распространение и историю происхождения рыб Дальнего Востока. В процессе этой работы пришлось столкнуться с любопытными и труднообъяснимыми на первый взгляд фактами. Одни и те же виды пресноводных рыб — именно пресноводных; для морских и проходных это было бы не удивительным — встречаются в далеко удаленных друг от друга реках на материке и в реках островов, значительно удаленных от материка.
Например, в сахалинских реках Тымь и Поронай, впадающих в Охотское море, живут — в каждой из них — восемь видов типично пресноводных рыб: щука, чебак, маньчжурский гольян, горчак, золотой карась, вьюн, щиповка и голец. Все они входят также в состав обширного рыбьего населения Амура. И все, за исключением гольца, не встречаются в реках западного склона Сахалина.
Чем объяснить такое своеобразное их распространение? Как могли амурские рыбы проникнуть в Тымь и Поронай? Может быть, они «перебрались» на остров через опресненный амурский лиман, а затем расселились по Сахалину, преодолев даже проходящий вдоль всего острова горный хребет? Но тогда они должны были более или менее равномерно расселиться по всем рекам острова и в первую очередь по рекам западного склона. Однако, как уже было сказано, в этих реках из амурских рыб встречается только голец. Следовательно, предположение о том, что амурские рыбы могли проникнуть из сахалинских рек, впадающих в лиман, в далекие Тымь и Поронай, приходится признать неверным.
И еще одна загадка подобного же рода. В материковой реке Уде, значительно удаленной от Амура, водятся девять видов амурских рыб. Семь из них обитают также в Тыми и Поронае. Более того, два амурских вида — щука и голец — живут в речках Шантарских островов, отделенных от материка морем. Как объяснить эти факты?
Наиболее разумным было бы предположение, что в геологически недавнем прошлом на месте современного Охотского моря существовала суша. На ней располагалась обширная система древнего Амура, притоками которого были и река Уда, и Тымь, и Поронай, и реки Шантарских островов. Но есть ли другие, кроме сопоставления видов рыб, свидетельства этому?
Да, есть! Это «показания» гидрографических карт. Если изучить их, проанализировать характер распределения глубин, то удается обнаружить следы затопленных речных долин, которые связывали нынешние материковые реки с реками Шантарских островов и Северного Сахалина. Долины не слишком хорошо сохранились под водой, они подчас не очень заметны в рельефе морского дна, но этому, в свою очередь, можно дать вполне удовлетворительные объяснения и считать, что подводные следы речных долин служат достаточным подтверждением справедливости подсказанной рыбами гипотезы.
Следует отметить, что в итоге последующих работ геологов совершенно другими методами было установлено, что в недавнем прошлом северная часть Охотского моря была сушей.
Похожие результаты дал биогеографический метод и для рек, впадающих в залив Петра Великого. Биолог А. Я. Таранец установил тесное родство рыб реки Суйфун и рек, впадающих в Амурский и Уссурийский заливы. Ныне эти водоемы разобщены. Но изучение гидрографических карт обнаружило на дне залива подводные долины — затопленные части ранее единой речной системы древнего Суйфуна. Эти факты опять-таки говорят о том, что в геологически недавнем прошлом здесь была суша. Но как далеко она простиралась?
На морском дне не удалось найти место слияния рек Суйфуна и Тумангана, хотя близкое родство рыб этих рек говорит о том, что связь между ними должна была существовать. Можно утверждать поэтому, что суша здесь простиралась далеко на восток — значительно дальше даже современной материковой отмели. А большие — в 2000—3000 метров — глубины, которые сейчас подходят к ее краю, образовались сравнительно недавно в результате опускания центральной части дна Японского моря. Кстати, это предположение опять-таки подтверждают рыбы — на этот раз не пресноводные, а морские глубоководные. В Японском море на больших — более тысячи метров — глубинах встречаются лишь такие рыбы, личинки которых живут в верхнем, двухсотметровом слое воды.
Они могли быть занесены сюда течениями через мелководные проливы. Типично глубоководных же рыб в Японском море нет. Это — одно из свидетельств недавнего образования здешних больших глубин.
Сначала биогеографический метод, а затем и исследования геологов позволили установить, что в недавнем прошлом сушей был и Татарский пролив. Сушей было и дно современных Желтого и Восточно-Китайского морей: ведь в реке Хуанхэ, впадающей в Желтое море, и реках северного Китая, восточной Кореи и юго-восточной Японии обитают совершенно одинаковые виды или очень близкие формы рыб. Кроме того, на дне этих морей также удалось проследить долины древней Хуанхэ и ее притоков. Следы эти идут до японского острова Кюсю и далее теряются в глубокой впадине Восточно-Китайского моря, которая, надо полагать, возникла лишь в недавнем прошлом. В четвертичное время, как свидетельствуют рыбы, здесь существовала суша, по которой должна была течь древняя Хуанхэ, притоком которой была река Янцзыцзян.
Существовала суша и на месте современного Южно-Китайского моря. Примерно сорок лет назад об этом впервые сообщили голландские ученые Молленграаф и Вебер. Тесное родство рыб в реках островов Борнео, Явы, Суматры и Малаккского полуострова побудило этих ученых высказать предположение о том, что в одну из ледниковых эпох уровень воды в океане понизился и обнажилось дно Южно-Китайского и Яванского морей. Разрозненные реки нынешних островов и полуостровов слились и образовали обширную систему реки Большая Зунда. В те времена и произошло расселение рыб.
Современные данные позволяют предположить, что Большая Зунда была лишь притоком еще более крупной речной системы древнего Меконга, простиравшейся на месте современного Южно-Китайского моря. Большие глубины в северной части моря являются, по-видимому, следствием недавнего опускания суши, происходившего одновременно с образованием глубоководных впадин в Восточно-Китайском, Японском и Охотском морях и в западной — вдоль восточных склонов гирлянды Рю-Кю, Японских островов и Курильской гряды — части Тихого океана.
Недавно американский ихтиолог Вальтере выдвинул убедительные доказательства существования суши на месте современного Чукотского моря. Основанием для этих доказательств опять-таки послужило тесное родство рыб, обитающих в реках северного склона Чукотки и северного побережья Аляски и Канады, а также подводные следы затопленных речных долин, соединявших некогда эти реки. Те же самые доводы позволяют утверждать, что дно нынешнего Берингова моря тоже было в недавние времена сушей.
Изучение родственных отношений рыб Сибири позволило высказать предположение, что в недавнем прошлом некоторые сибирские реки должны были сливаться друг с другом. В те времена дно современного Северного Ледовитого океана, или хотя бы часть его, было сушей.
Геологические исследования, произведенные с судов и с дрейфующих станций, дали много новых сведений о рельефе дна океана. На карте, подготовленной к изданию работниками Института геологии Арктики, хорошо видно, что широкая материковая отмель всех сибирских морей, Баренцева моря и морей, омывающих северные побережья Гренландии и Северной Америки, сплошь изрезана речными долинами. Обнаружены и другие формы затопленного рельефа суши — они с еще большей несомненностью подтверждают выводы биогеографического анализа.
Изучая область материковой отмели Западной Европы, можно прийти к выводу, что и здесь в недавнем прошлом была суша. Впервые мысль о том, что на месте современного Северного моря некогда существовала суша, была высказана более ста лет назад английским биологом Форбсом. Это предположение было необходимо для объяснения происхождения фауны и флоры Британских островов. Форбс считал, что в ледниковую эпоху часть океанских вод пошла на образование ледников. Позже, в самом конце XIX столетия, идея существования суши, соединявшей Британские острова с Европой, развивалась англичанином Шарфом. Впоследствии она была забыта. Сейчас снова можно вернуться к ней.
Изучение типично пресноводных рыб в реках восточного склона Британских островов показывает, что они совершенно тождественны рыбам реки Рейна. Рыбы рек южного склона и рек Ирландии, в свою очередь, тождественны рыбам реки Сены. Поскольку в настоящее время точно установлено наличие на дне Северного моря затопленного продолжения Рейна, а на дне пролива Ла-Манш — Сены, то существование — причем в самом недалеком прошлом — суши на месте современного Северного моря не подлежит сомнению.
Итак, обследованные биогеографическим методом материковые отмели Азии, Европы и Северной Америки надлежит рассматривать как участки недавно затопленной суши. Часть территории бывшей суши опустилась даже на значительную глубину, образовав глубоководные впадины.
Большой интерес представляют результаты биогеографического анализа родственных отношений типично пресноводных рыб в реках восточного склона Северной Америки и в реках Западной Европы. Рыбы этих двух бассейнов, разделенных в настоящее время широким и глубоким Атлантическим океаном, являются в значительной степени родственными между собой. Правда, родство это более отдаленное, чем во всех ранее рассмотренных случаях. Но оно несомненно. Степень же родства позволяет судить о времени существования связи между реками, то есть о том времени, когда на месте моря или океана простиралась суша. Если родство рыб, обитающих в изолированных в настоящее время реках, близкое, если рыбы могут считаться «родными братьями и сестрами», значит, суша существовала недавно.
Рыбы Северной Америки и Европы не очень близкие родственники — они всего лишь «троюродные братья и сестры». Но родство их несомненно. Изучение степени их родства, основанное на учете палеонтологических данных, позволило уточнить время, когда материки соединялись друг с другом. Это было примерно шесть миллионов лет тому назад — в конце миоцена — начале плиоцена по геологическому «календарю».
На месте северной части Атлантического океана в те времена была суша, по которой протекали две реки. Первая из них — древний Гудзон, притоками которого были современные реки бассейна Гудзонова залива и атлантического побережья Северной Америки, включая реку Святого Лаврентия, а также реки западной и южной Гренландии и Исландии. Вторая — древний Рейн, в который впадали реки восточной Исландии, Норвегии и нынешняя Сена. Водораздел двух могучих речных систем проходил в районе Исландии.
Подтверждением существования этих речных систем служат подводные срединно-океанические каньоны, детально обследованные американскими учеными и подробно занесенные на карту. Правда, американские океанографы пытаются объяснить происхождение этих каньонов действием подводных мутьевых потоков, образующихся в устьях рек. Предположение о том, что суша, бывшая в давние времена на этой части территории Атлантического океана, могла опуститься на глубину до 5 тысяч метров, кажется им совершенно немыслимым. Но, как мы видели выше, для районов Тихого океана, Арктического бассейна и других участков Мирового океана подобные предположения достаточно обоснованы. По аналогии с ними можно сделать вывод и о погружении суши со следами древнего Гудзона.
Каковы причины наступления океана — вопрос другой и значительно более сложный. Рыбы рассказывают лишь о фактах. Чтобы выяснить их первопричину, нужны другие свидетели и новые гипотезы.
Автор: Г. Линдберг.