Примечания и дополнительная литература

Примечания и дополнительная литература

Существуют прекрасные книги об истории Вселенной, нашей планеты и жизни, написанные для широкой публики. Со времен сочинения Карлом Саганом книги «Космос» (Sagan, Carl Cosmos. New York: Ballantine Books, 1985) прошло несколько десятилетий, но она по-прежнему остается одним из наиболее понятных и запоминающихся произведений о Вселенной и нашей с ней связи. Свой взгляд на историю Вселенной, начиная с Большого взрыва и заканчивая образованием нашей планеты, изложили многие ученые. Я советую, например, ознакомиться со следующими книгами: Krauss, L. Atom: A Single Oxygen Atom’s Journey from the Big Bang to Life on Earth… and Beyond. Boston: Back Bay Books, 2002; DeGrasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005. Ричард Форти со свойственной ему элегантностью описывает историю планеты в книге: Fortey, R. Earth: An Intimate History. New York: Knopf, 2002. В этом же списке и другие произведения об истории планеты и о происходящих на ней процессах: Flannery, Tim Here on Earth: A Natural History of the Planet. New York: Atlantic Monthly Press, 2011; Novacek, Michael Terra: Our 100-Million-Year-Old Ecosystem — and the Threats That Now Put It at Risk. New York: Farrar, Straus and Giroux, 2007; Stager, Curt Deep Future: The Next 100,000 Years of Life on Earth. New York: Thomas Dunne Books, 2011. Рекомендую следующие труды по истории жизни на Земле для широкого круга читателей:

Dawkins, Richard Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. New York: Mariner Books, 2005; Knoll, Andrew Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2004; Switek, Brian Written in Stone: Evolution, the Fossil Record, and Our Place in Nature. New York: Bellevue Literary Press, 2010.

Глава 1. И все завертелось

Поиск окаменелостей на основании предсказаний эволюционной теории и исторической геологии предполагает использование данных стратиграфии, седиментологии и структурной геологии. Если говорить кратко, то стратиграфия занимается изучением относительного геологического возраста и взаимосвязи горных пород. Седиментология рассматривает условия образования осадочных горных пород, таких как песчаники, сланцы и алевриты, в которых время от времени встречаются окаменелости, интересующие палеонтологов вроде меня. Возникли ли горные породы в результате отложения осадков в озерах, реках или океанах или были образованы в результате других геологических процессов? Структурная геология пытается определить суть и причины перемещений и изменений горных пород со времен их образования миллионы лет назад до сегодняшнего дня. Литература по этой теме очень обширна. Чтобы понять суть без какой-либо предварительной подготовки, советую ознакомиться с книгой: Bjornerud, Marcia Reading the Rocks: The Autobiography of the Earth. New York: Basic Books, 2005. Упомянутая выше книга Форти также относится к данной категории. Также посоветую замечательную книгу Уолтера Алвареса: Alvarez, Walter The Mountains of St. Francis: Discovering the Geological Events That Shaped the Earth. New York: Norton, 2008.

Билл Эймерал предположил возможность обнаружения окаменелостей в триасовых отложениях Гренландии в сборнике Shell Oil Guide to the Permian and Triassic of the World. Из горы макулатуры была извлечена статья Perch-Nielsen, K., et al. Revision of Triassic Stratigraphy of the Scoresby Land and Jameson Land Region, East Greenland // Meddelelser om Gr nland 193 (1974): 94–141. Эта статья привела Билла, Чака и Фариша к элегантным работам датского специалиста по седиментологии Ларса Клемменсена: Clemmensen, L. B. Triassic Lithostratigraphy of East Greenland Between Scoresby Sund and Kejser Franz Josephs Fjord. Gr nlands geologiske unders gelse, 1980; Clemmensen, L. B. Triassic Rift Sedimentation and Palaeogeography of Central East Greenland // Geological Survey of Greenland, Bulletin, no. 136 (1980): 5–72. Эти работы стали для нас своего рода Розеттским камнем, поскольку показали возможность существования окаменелостей в этих отложениях и их сходство с отложениями Северной Америки (которые, в свою очередь, описаны в статье Olsen, P. E. Stratigraphic Record of the Early Mesozoic Breakup of Pangea in the Laurasia-Gondwana Rift System // Annual Reviews of Earth and Planetary Science 25 [1997]: 337–401). Это был ключевой момент в нашей подготовительной работе.

Чтобы понять запечатленное в камнях прошлое, нужны практические знания (как подобрать еду и обувь, как научиться искать и находить) и направляющие идеи. Важность первых отметил еще Наполеон: «Армия марширует, пока полон желудок». У вас может быть лучшее в мире оборудование, но если с провиантом проблемы, очень скоро дела пойдут вкривь и вкось. Когда команда нормально питается, люди могут вытерпеть превратности погоды, тоску и монотонность, с которыми сопряжены поиски окаменелостей. Долгий день в холоде и сырости, не увенчавшийся никакими достижениями, может быть вознагражден хорошим ужином. Перед отправлением в Арктику мы насушили овощей и фруктов, чтобы обогатить рацион дополнительными вкусами и запахами. Зайдите ко мне в лабораторию в апреле, перед началом полевого сезона, и вы сможете увидеть и понюхать киви, клубнику и помидоры Сан-Марцано, подсыхающие в сушильных шкафах. В поле мы даже выпекаем хлеб, поскольку запах поднимающегося хлеба не только помогает продать дом, как гласит пословица, но и поднимает настроение угрюмой команды. В поле для нас этот хлеб подобен лучшему французскому багету. К сожалению, это наше произведение по плотности больше напоминает строительный материал, чем съедобную субстанцию, и дома таким хлебом, ясное дело, питаться нельзя.

В первый сезон, в 1988 году, мы мало об этом думали. Наша пища состояла из готовых сушеных продуктов в разноцветных упаковках и с такими затейливыми названиями, как скалопини из телятины, курица в соусе марсала и тетраццини с индейкой. Через две недели пребывания в экспедиции мы поняли, что все эти блюда одинаковы на вкус. Тоскливым подтверждением нашей догадки стал список ингредиентов: все блюда состояли приблизительно из одних и тех же составляющих и различались лишь цветом упаковки и формой макарон. Эта новость мало нас обрадовала. Мы сдабривали однообразную пищу острым соусом и специями, что мало изменяло ее вкус. В тот год в экспедиции я довольно сильно похудел.

Наши рецепты приготовления сушеных блюд можно найти на сайте: http://tiktaalik.uchicago.edu. Эта пища годится для ужина после долгого перехода по тундре или лазанья по скалам, требует минимум энергии и воды, может быть адаптирована для каждого — от строгого вегетарианца до большого любителя мясного — и мало весит. В принципе, такая еда пригодна даже для приема гостей (которых вы больше не собираетесь к себе приглашать).

В качестве популярного вступления в геологическую историю востока Северной Америки я предлагаю книгу Чета и Морин Раймо: Raymo, Chet, and Maureen E. Raymo Written in Stone. Hensonville, N. Y.: Black Dome Press, 2007. Историю о динозавре, обнаруженном в опорах моста, можно прочесть у Эдвина Колберта: Colbert, Edwin H. Men and Dinosaurs. New York: E. P. Dutton, 1968.

Открытия, сделанные нами в Гренландии, описаны в следующих статьях: Jenkins Jr., F. A., et al. A Late Triassic Continental Fauna from the Fleming Fjord Formation, Jameson Land, East Greenland / In: The Nonmarine Triassic. Lucas, S. G., and M. Morales, eds. Albuquerque: New Mexico Museum of Natural History and Science, 1993, 74; Jenkins Jr., F. A., et al. A New Record of Late Triassic Mammals from the Fleming Fjord Formation, Jameson Land, East Greenland / In: The Nonmarine Triassic. Lucas, S. G., and M. Morales, eds. Albuquerque: New Mexico Museum of Natural History and Science, 1993, 94. Наиболее важные из найденных нами окаменелостей млекопитающих описаны в статье Jenkins Jr., F. A., et al. Haramiyids and Triassic Mammalian Evolution // Nature 385 (1997): 715–718.

Общую информацию о происхождении млекопитающих и о связи маленького зуба с эволюционным древом нашего вида можно найти в следующих работах: Kielan-Jaworowska, Z., Cifelli, R. L., and Z.-X. Luo Mammals from the Age of Dinosaurs: Origins, Evolution, and Structure. New York: Columbia University Press, 2004; Luo, Z.-X. Commentary on Mammalian Dental Evolutionary Development // Nature 465 (2010): 669.

Глава 2. Эхо далеких взрывов

Информацию об относительном содержании различных атомов в организме человека я почерпнул из главы 1 книги Роберта Стернера и Джеймса Элсера: Sterner, Robert W., and James J. Elser Ecological Stoichiometry: The Biology of Elements from Molecules to the Biosphere. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2002. Конечно, это не истинная химическая формула, поскольку наше тело состоит не из одинаковых молекул, как кристаллик соли, а из множества молекул разных типов.

Представление о древе жизни, объединяющем всех ныне живущих и вымерших существ, является одним из следствий теории Дарвина. Это древо позволяет делать специфические и проверяемые предсказания и формулировать гипотезы. Основы этих методов изложены в книге Докинза: Dawkins, Richard Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. New York: Mariner Books, 2005. Если вас интересует мнение более узких специалистов, советую прочесть статью:

Wiley, E. O., et al. The Complete Cladist: A Primer of Phylogenetic Procedures / Special publication № 19. Lawrence: University of Kansas, Museum of Natural History, 1991. Чтобы полнее окунуться в атмосферу этой науки и познакомиться с разными мнениями, обратитесь к научным журналам в области кладистики и системной биологии.

История Генриетты Ливитт описана в статье: Pickering, E. C. Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud // Harvard College Observatory Circular 173 (1912): 1–3. Работе Ливитт и других женщин в обсерватории посвящены также книги: Byers, Nina, and Gary Williams, eds. Out of Shadows: Contributions of Twentieth-Century Women to Physics. New York: Cambridge University Press, 2006; Hamblin, J. D. Science in the Early Twentieth Century: An Encyclopedia. Santa Barbara, Calif.: ABC–CLIO, 2005, 181–184.

Обсуждение Большого взрыва и его последствий можно найти в книгах: Krauss, L. Atom: A Single Oxygen Atom’s Journey from the Big Bang to Life on Earth… and Beyond. Boston: Back Bay Books, 2002; De-Grasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005; Singh, Simon Big Bang: The Origin of the Universe. New York: Harper Collins, 2005; Weinberg, Steven The First Three Minutes. New York: Basic Books, 1993.

Испытание устройства Ivy Mike описано в книге: Rhodes, Richard Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb. New York: Simon & Schuster, 1995.

Глава 3. Под счастливой звездой

Со времен небулярной гипотезы Сведенборга, Канта и Лапласа происхождение планет Солнечной системы оставалось темой активных исследований и жарких споров. Основные вопросы обсуждаются в книге: DeGrasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005. О процессе образования Земли можно прочесть в статье: Canup, R. M. Accretion of the Earth // Philosophical Transactions of the Royal Society A 366 (2008): 4061–4075. Тем, кто математически подготовлен и хочет самостоятельно погрузиться в изучение оригинальных статей, советую обратиться к основному научному журналу в этой области — Icarus: The International Journal of Solar System Studies — официальному изданию отделения планетарных наук Американского астрономического общества.

Гарри Максуин замечательно написал о Солнечной системе, метеоритах и космохимии. Особенно советую прочесть книгу: McSween, Harry Stardust to Planets: A Geological Tour of the Solar System. New York: St. Martin’s Press, 1993. Рекомендую также замечательный обзор по динамике образования Солнечной системы: Beatty, J. Kelly, Petersen, Carolyn C., and Andrew Chaikin The New Solar System. 4th ed. Cambridge, Mass.: Sky Publishing, 1999.

Проблемы космохимии включают в себя изучение химического состава метеоритов, лунных камней и других материалов внеземного происхождения. В специальном выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) от 29 ноября 2011 года вы найдете несколько великолепных статей на эту тему. Особенно рекомендую ознакомиться с первой: MacPherson, G., and M. H. Thiemens Cosmochemistry: Understanding the Solar System Through Analysis of Extraterrestrial Materials // PNAS 108 (2011): 19130–34.

Изучение возраста Земли само имеет богатую историю. Рекомендую вам книгу, вышедшую несколько десятилетий назад, но все еще являющуюся великолепным источником информации об истории и методах изучения возраста Земли: Dalrymple, G. Brent The Age of the Earth.

Stanford, Calif.: Stanford University Press, 1991. Рекомендую также обзор того же автора: Dalrymple, G. Brent The Age of the Earth in the Twentieth Century: A Problem (Mostly) Solved / In: The Age of the Earth: From 4004 BC to AD 2002. Geological Society, London, Special Publication № 190. Lewis, C. L. E., and S. J. Knell, eds. London: Geological Society, 2001, 205–221. В этом специальном выпуске собрано множество замечательных статей об изучении возраста Земли, истории этой науки и ее методах.

Циркон может многое рассказать о происхождении Земли. Познакомьтесь, например, со статьей: Valley, J. W., Peck, W. H., and

E. M. King Zircons Are Forever // Outcrop — University of Wisconsin-Madison Geology Alumni Newsletter (1999), 34–35. Более подготовленным читателям предлагаю статью: Wilde et al., S. A. Evidence from Detrital Zircons for the Existence of Continental Crust and Oceans on the Earth 4.4 Gyr Ago // Nature 409 (2001): 175–178. Описание и значение самых старых горных пород Земли вы найдете в книге: Van Kranendonk, Martin, Smithies, R. Hugh, and Vickie C. Bennett, eds. Earth’s Oldest Rocks. Boston: Elsevier, 2007. В этом издании собрано огромное количество информации, подготовленной специалистами и для специалистов.

Описывая возраст пород, геологи оперируют понятиями относительного и абсолютного времени. Этой теме посвящена книга: Macdougall, Doug Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything. Berkeley: University of California Press, 2008. Относительное время описывает связь между различными геологическими пластами: обычно поверхностные пласты младше тех, что залегают глубже. Ситуация осложняется, когда пласты подвергаются последующим преобразованиям. Понимание истории таких отложений основано на расшифровке разломов, перемещений и сдвигов отдельных пластов.

Расчет абсолютного возраста горных пород и минералов основан на анализе радиоактивного распада. Некоторые атомы отличаются неустойчивой конфигурацией электронов, нейтронов и протонов, что заставляет их терять или приобретать некоторые компоненты. Если это происходит, масса атома может меняться, и атомы переходят в новую форму. Важно, что эти превращения происходят с постоянной скоростью, характеризующейся таким физическим параметром, как время полураспада. Время полураспада атома — это время, за которое половина образца распадается с образованием дочерних элементов. Если известно количество исходного и дочерних элементов, а также время полураспада, можно рассчитать, как долго продолжался распад исходных атомов. В этом смысле особый интерес для геологов представляют атомы урана-238, аргона-39, углерода-14 и некоторые другие. Для каждого вида исследований лучше подходит определенный атом: для анализа более старых пород используют атомы с более низкой скоростью распада, для более молодых — атомы с более высокой скоростью распада. Уран-238 отличается большим периодом полураспада, и поэтому с его помощью изучают самые ранние события истории Земли. Углерод-14 распадается так быстро, что его можно применять лишь для анализа недавних событий вроде появления и развития человеческого общества.

Особенно информативным может быть определение изотопов (вариантов атомов с разной массой) урана и свинца в цирконе, как в горном хребте Джек-Хиллс. Уран-238 с периодом полураспада четыре с половиной миллиарда лет превращается в стабильный свинец-206. Отсчет начался в тот момент, когда уран включился в состав циркона при его образовании. Стал накапливаться свинец-206. Если изучить этот циркон сейчас и сделать логичное предположение, что весь свинец-206 в его составе образовался в результате распада урана, можно рассчитать возраст циркона.

О временных рамках основных событий в истории Солнечной системы и Земли говорится в статье: Albarede, F. Volatile Accretion History of the Terrestrial Planets and Dynamic Implications // Nature 461 (2009): 1227–1233.

Было выдвинуто множество гипотез, объясняющих происхождение воды на нашей планете. Долгое время считалось, что основным источником воды были ледяные кометы. Однако эта версия была поставлена под сомнение, когда с помощью спутника удалось взять пробы льда с приблизившейся к Земле кометы Хейла — Боппа. Оказалось, что вода на комете имеет другой изотопный состав, чем вода в земных океанах. Однако позднее была взята проба льда с кометы Хартли-2, и оказалось, что эта вода по составу гораздо ближе к земной. Теперь существует несколько гипотез об источнике земной воды, причем они не являются взаимоисключающими: это могли быть кометы, астероиды и даже компоненты самой Земли, подвергшиеся сдавливанию и конденсации. Подробнее об этом можете узнать из обзоров: De Leeuw, N. H., et al. Where on Earth Has Our Water Come From? // Chemical Communications 46 (2010): 8923–8925; Drake, M. J., and H. Campins Origin of Water in the Terrestrial Planets // Proceedings of the International Astronomical Union 1, № S229 (2006): 381–394. Обнаружение воды на комете Хартли-2 из пояса Койпера описано в статье: Hartogh, P., et al. Ocean-Like Water in the Jupiter-Family Comet 103P/Hartley 2 // Nature 478 (2011): 218–220. О воде в полярных кратерах на Меркурии можно узнать на сайте НАСА: http://www.nasa.gov/mission_pages/messenger/multimedia/ messenger_ orbit_image20120322_3.html.

Об образовании планет Солнечной системы и их взаимоотношениях говорится в статье: Canup, R. M. Origin of Terrestrial Planets and the Earth-Moon System // Physics Today, April 2004, 56–62.

Глава 4. О времени

В последние годы были опубликованы результаты многочисленных исследований, касающихся происхождения Луны. См. например:

Canup, R. M. Formation of the Moon // Annual Review of Astronomy and Astrophysics 42 (2004): 441–475; Canup, R. M., and K. Righter, eds. Origin of the Earth and Moon. Tucson: University of Arizona Press, 2000; Canup, R. M. Origin of Terrestrial Planets and the Earth-Moon System // Physics Today, April 2004, 56–62.

О развитии способов измерения времени можно прочесть в работах Энтони Авени, в частности в книге: Aveni, Anthony Empires of Time: Calendars, Clocks, and Cultures. Boulder: University of Colorado Press, 2002.

Идея о том, что внутренние часы повсеместно распространены в природных объектах, подробно обсуждается в книге: Macdougall, Doug Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything. Berkeley: University of California Press, 2008.

Советую превосходную книгу Роберта Левайна о часах, времени и нашем восприятии времени: Levine, Robert A Geography of Time:

On Tempo, Culture, and the Pace of Life. New York: Basic Books, 1998.

Мишель Сифр свой опыт пребывания в пещере описал в книге: Siffre, Michel Beyond Time. New York: McGraw-Hill, 1964[6].

Жизнь в науке Курта Рихтера описана в его биографии, опубликованной Академией наук США: Biographical Memoirs, vol. 65. Washington, D. C.: National Academy Press, 1994.

История Сеймура Бензера и открытие молекулярных основ циркадных ритмов описаны в замечательной книге: Weiner, Jonathan Time, Love, and Memory: A Great Biologist and His Quest for the Origins of Behavior. New York: Vintage, 2000.

Если вы хотите больше узнать о биологических часах, советую начать с легкой и забавной книги: Palmer, John D. The Living Clock. Oxford: Oxford University Press, 2002. Некоторые оригинальные статьи перечислены ниже.

Обнаружение в лаборатории Бензера мутантных животных с нарушенным биологическим ритмом описано в статье: Konopka, R. J., and S. Benzer Clock Mutants of Drosophila melanogaster // PNAS 68 (1971): 2112–2116. Ген, ответственный за это нарушение, был клонирован и исследован в лабораториях Джеффри Холла (Jeffrey Hall; Университет им. Брандейса), Майкла Росбаша (Michael Rosbash; Университет им. Брандейса) и Майкла Янга (Michael Young; Институт им. Рокфеллера). Описанию мутантных организмов с нарушенным биологическим ритмом посвящено несколько статей, в том числе: Sun, Z. S., et al. RIGUI, a Putative Mammalian Ortholog of the Drosophila Period Gene // Cell 90 (1997): 1003–1011; Tei, H., et al. Circadian Oscillation of a Mammalian Homologue of the Drosophila Period Gene // Nature 389 (1997): 512–516; Young, M. W., and S. A. Kay Time Zones: A Comparative Genetics of Circadian Clocks // Nature Reviews Genetics 2 (2001): 702–715; Yu, W., and P. E. Hardin Circadian Oscillators of Drosophila and Mammals // Journal of Cell Science 119 (2006): 4793–4795; Hamilton, E. E., and S. A. Kay SnapShot: Circadian Clock Proteins // Cell 135 (2008); Lee, K., Loros, J. J., and J. C. Dunlap Interconnected Feedback Loops in the Neurospora Circadian System // Science 289 (2000): 107–110; Tauber, E., et al. Clock Gene Evolution and Functional Divergence // Journal of Biological Rhythms 19 (2004): 445–458; Bell-Pedersen, D., et al. Circadian Rhythms from Multiple Oscillators: Lessons from Diverse Organisms // Nature Reviews Genetics 6 (2005): 544–556.

Циркадные ритмы и их эволюция обсуждаются во многих превосходных научных обзорах и книгах. В качестве вступления рекомендую следующие статьи: Dunlap, J. Molecular Basis for Circadian Clocks // Cell 96 (1999): 271–290; Rosbash, M. Implications of Multiple Circadian Clock Origins // PLoS Biology 7 (2009): 17–25; Panda, S., Hogenesch, J. B. and S. A. Kay Circadian Rhythms from Flies to Human // Nature 417 (2002): 329–335.

Сходство механизмов сна у разных организмов подробно обсуждается в статьях: Cirelli, C. The Genetic and Molecular Regulation of Sleep: From Fruit Flies to Humans // Nature Reviews Neuroscience 10 (2009): 549–560; Panda, S., Hogenesch, J. B. and S. A. Kay Circadian Rhythms from Flies to Human // Nature 417 (2002): 329–335.

Об использовании раковин для определения длительности суток в разные геологические эпохи я прочел в статье: Zhenyu, Z., et al. The Periodic Growth Increments of Biological Shells and the Orbital Parameters of Earth — Moon System // Environmental Geology 51 (2006): 1271–1277. Об эволюции циркадных ритмов говорится в работе: Paranjpe, D. A., and V. K. Sharma Evolution of Temporal Order in Living Organisms // Journal of Circadian Rhythms 3 (2005): 7–17.

Общую информацию о медицине сна можно почерпнуть из книги:

Kryger, Meir H., Roth, Thomas, and William C. Dement Principles and Practice of Sleep Medicine. Philadelphia: Saunders, 2005. Также советую ознакомиться с коротким, но содержательным обзором о связи циркадных ритмов и клинических состояний: Barnard, A. R., and P. M. Nolan When Clocks Go Bad: Neurobehavioural Consequences of Disrupted Circadian Timing // PLoS Genetics 4 (2008).

Связь между репликацией ДНК, циркадным ритмом и раком обсуждается в статьях: Mitra, S. Does Evening Sun Increase the Risk of Skin Cancer? // PNAS 108, no. 47 (2011): 18857–18858; Gaddameedhi, S., et al. Control of Skin Cancer by the Circadian Rhythm // PNAS 108 (2011): 18790–18895; Sahar, S., and P. Sassone-Corsi Metabolism and Cancer: The Circadian Clock Connection // Nature Reviews Cancer 9 (2009): 886–896.

Подробнее о надгробных плитах из Индианы можно узнать из статьи: Kvale, E., et al. The Art, History, and Geoscience of Hindostan Whetstone Gravestones in Indiana // Journal of Geoscience Education 48 (2000): 337–342. О горных породах — ритмитах, из которых сделаны эти плиты, можно узнать из книги: Flemming, B. W., and A. Bartholom Tidal Signatures in Modern and Ancient Sediments. Oxford: Blackwell Science, 1995.

Глава 5. От малого к большому

Открытие древнейших живых существ и жизнь Баргхорна описаны в биографической статье, опубликованной Академией наук США в сборнике: Biographical Memoirs, vol. 87. Washington, D. C.: National Academy Press, 2005.

Яркое описание открытия первых живых организмов было сделано одним из учеников Баргхорна, впоследствии также знаменитым ученым — Уильямом Шопфом: Schopf, J. William Cradle of Life. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2001. Также советую прекрасную книгу: Brasier, Martin Darwin’s Lost World: The Hidden History of Animal Life. Oxford: Oxford University Press, 2009. Опознать в окаменелостях ранние формы жизни достаточно сложно, и этот вопрос часто вызывает дискуссии, как между Шопфом и Брейзиром. Обзор этой темы и изложение мнения одной из сторон вы сможете найти в статье: Brasier, M. D., et al. Earth’s Oldest (c. 3.5Ga) Fossils and the «Early Eden Hypothesis»: Questioning the Evidence // Origins of Life and Evolution of the Biosphere 34 (2004): 257–260. В то время, когда была написана эта книга, самыми ранними формами жизни считались либо те, что описаны Шопфом в его книге, либо те, что найдены Брейзиром и описаны в статье: Wacey, D., et al. Microfossils of Sulphur-Metabolizing Cells in 3.4-Billion-Year-Old Rocks of Western Australia // Nature Geoscience (2011).

Рассуждения Галилея о размерах предметов и силе тяготения можно прочесть в переводе Стиллмана Дрейка с комментариями Стивена Джея Гулда, Альберта Эйнштейна и Дж. Л. Хейлброна: Dialogue Concerning the Two Chief World Systems: Ptolemaic and Copernican. New York: Modern Library, 2001.

Рассказ о Левенгуке взят из книги: Dobell, C., ed. Antony van Leeuwenhoek and His «Little Animals». New York: Dover, 1960. Описание микроскопов приводится в книге: Stong, Clair L. The «Scientific American» Book of Projects for the Amateur Scientist. New York: Simon & Schuster, 1960.

Роль водорослей в повышении концентрации кислорода в атмосфере обсуждается в книге: Knoll, Andrew Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2004. Значение кислорода для эволюции и истории жизни обсуждается в двух других полезных книгах: Nick, Lane Oxygen: The Molecule That Made the World. Oxford: Oxford University Press, 2003; Ward, Peter D. Out of Thin Air: Dinosaurs, Birds, and Earth’s Ancient Atmosphere. Washington, D. C.: Joseph Henry Press, 2006. Об изменении содержания кислорода в атмосфере в более поздние геологические эпохи можно узнать из статьи: Berner, R. A., et al. Phanerozoic Atmospheric Oxygen // Annual Review of Earth and Planetary Sciences 31 (2003): 105–134.

Теперь считается, что увеличение концентрации кислорода в атмосфере было не однократным событием, а результатом нескольких событий, происходивших на протяжении сотен миллионов лет. Вот некоторые статьи на эту тему: Kump, L. R. The Rise of Atmospheric Oxygen // Nature 451 (2007): 277–278; Bekker, A., et al. Dating the Rise of Atmospheric Oxygen // Nature 427 (2004): 117–120; Holland, H. The Oxygenation of the Atmosphere and Oceans // Philosophical Transactions of the Royal Society B 361 (2006): 903–915.

Как и подобает столь важному явлению, как увеличение содержания кислорода в атмосфере, этот вопрос является дискуссионным. Приведенная в данной книге гипотеза о причинах увеличения содержания кислорода обсуждается в статье: Kump, L. R., and M. E. Barley Increased Subaerial Volcanism and the Rise of Atmospheric Oxygen 2.5 Billion Years Ago // Nature 448 (2007): 1033–1037.

История о том, как Дарлингтон и Барбур бросали лягушек, была частью фольклора Музея сравнительной зоологии в период моего обучения в университете 80-х годах. Эта история, а также случай с крокодилом приводятся в воспоминаниях о Филипе Дарлингтоне, написанных его коллегой по Гарварду Э. О. Уилсоном: Biographical Memoirs, vol. 60. Washington, D. C.: National Academy Press, 1991.

Эссе Дж. Б. С. Холдейна (Haldane, J. B. S. On Being the Right Size) было напечатано в 1926 году. Его можно прочитать на сайте: http:// www.physlink.com/Education/essay_haldane.cfm.

Изучением связи между размерами тела и другими биологическими функциями занимается раздел науки, называемый аллометрией. Литература по этой теме достаточно обширна, но несколько обзоров позволят быстро продвинуться в освоении данного вопроса. Кроме работы Холдейна советую ознакомиться со статьей Стивена Джея Гулда, которую он написал, будучи еще студентом. Даже спустя сорок лет эта работа не потеряла значения: Gould, Stephen Jay Allometry and Size in Ontogeny and Phylogeny // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society 41 (1966): 587–638. История вопроса изложена в статье: Gayon, J. History of the Concept of Allometry // American Zoologist 40 (2000): 748–758. См. также хорошую книгу с многочисленными ссылками: Calder, William A. Size, Function, and Life History. Mineola, N. Y.: Dover, 1996. Известный биолог Джон Боннер написал выдающийся труд о значении размера тела, предназначенный для широкого круга читателей: Bonner, John Tyler Why Size Matters: From Bacteria to Blue Whales. Rev. ed. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2011.

Сложность передвижения в воде для мелких существ описана в статье: Purcell, E. M. Life at Low Reynolds Number // American Journal of Physics 45 (1977): 3–11. Размышления Вента о влиянии размера нашего тела на способности отражены в статье: Went, F. W. The Size of Man // American Scientist 56 (1968): 400–413.

Идеи Престона Клауда изложены им для широкой аудитории: Cloud, Preston Cosmos, Earth, and Man: A Short History of the Universe. New Haven, Conn.: Yale University Press, 1980. В биографии Клауда, изданной Национальной академией наук США, описана его научная деятельность и упоминаются приведенные мною случаи из его жизни: Biographical Memoirs, vol. 67. Washington, D. C.: National Academy Press, 1995.

Общий обзор с большим количеством ссылок о факторах, определяющих размер тела у дрозофил: Oldham, S., et al. Genetic Control of Size in Drosophila // Philosophical Transactions of the Royal Society B 355 (2000): 945–952.

О генах, контролирующих размер тела, и об их сходстве у дрозофил и людей см.: Dong, J., et al. Elucidation of a Universal Size-Control Mechanism in Drosophila and Mammals // Cell 130 (2007): 1120–1133.

Негативная сторона больших размеров тела, особенно у обитателей богатой кислородом среды, подчеркивается в статьях: Zeng, Q., and Hong, W. The Emerging Role of the Hippo Pathway in Cell Contact Inhibition, Organ Size Control, and Cancer Development in Mammals // Cancer Cell 13 (2008): 188–192; Pan, D. The Hippo Signaling Pathway in Development and Cancer // Developmental Cell 19, no. 4 (2010): 491–505; Badouel, C. Garg, A. and H. McNeill Herding Hippos: Regulating Growth in Flies and Man // Current Opinion in Cell Biology 21, no. 6 (2009): 837–843.

Глава 6. Соединяем точки

Теория движения тектонических плит стала результатом работы многих ученых. Вот несколько замечательных книг о возникновении и истории развития теории континентального дрейфа и движения тектонических плит: Oreskes, N., and H. E. Le Grand, eds. Plate Tectonics: An Insider’s History of the Modern Theory of the Earth. Boulder, Colo.: Westview Press, 2003; Oreskes, Naomi The Rejection of Continental Drift: Theory and Method in American Earth Science. New York: Oxford University Press, 1999; Lawrence, David M. Upheaval from the Abyss: Ocean Floor Mapping and the Earth Science Revolution. New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press, 2002.

История жизни Эдуарда Зюсса и его высказывания взяты из некролога, составленного знаменитым американским палеонтологом Чарльзом Шукертом (Science, June 26, 1914, 933–935).

Жизнь, работа и вклад в науку Альфреда Вегенера обсуждаются в книге: McCoy, R. M. Ending in Ice. Oxford: Oxford University Press, 2006.

Запись выступления Мэри Тарп, в котором она рассказывает о своей работе, можно найти на сайте: http://www.aip.org/history/ohilist/22896_1.html.

Одна из классических работ, описывающих накопление данных в поддержку теории континентального дрейфа: Uyeda, Seiya The New View of the Earth. San Francisco: W. H. Freeman, 1978. Хотя эта короткая книга написана более тридцати лет назад, она является прекрасным дополнением и разъяснением материала данной главы. Еще одна книга, с которой стоит ознакомиться: Kearey, Philip, and Frederick J. Vine Global Tectonics. London: Blackwell Science, 1996.

Процитирована следующая статья Фредерика Вайна: Vine, F. J., and D. H. Matthews Magnetic Anomalies over Oceanic Ridges // Nature 199 (1963): 947–949.

Краткую биографию Джона Т. Уилсона можно найти на сайте: http:// gsahist.org/gsat/gt01sept24_25.htm. Тем, кто желает глубже понять материал главы, советую следующие статьи: Wilson, J. T. A Revolution in Earth Science // Geotimes 13 (1968): 10–16; Wilson, J. T. Did the Atlantic Close and Then Reopen? // Nature 211 (1966): 676–681. Увидеть Уилсона, разъясняющего свою теорию, и подробнее узнать об его подходе мож но здесь: http://www.youtube.com/watch?v=OmrXy65O6fY, http:// www.youtube.com/watch?v=fdSwEFyurDY.

О связи между биологией млекопитающих (наличие плаценты, размеры тела и метаболизм) и тектоническими изменениями я узнал из работы Пола Фолковски и его коллег: Falkowski, P., et al. The Rise of Oxygen over the Past 205 Million Years and the Evolution of Large Placental Mammals // Science 309 (2005): 2202–2204. О других аспектах влияния кислорода на историю жизни и процессы на Земле можно узнать из книги: Ward, Peter D. Out of Thin Air: Dinosaurs, Birds, and Earth’s Ancient Atmosphere. Washington, D. C.: Joseph Henry Press, 2006 и статьи: Berner, R. A., et al. Phanerozoic Atmospheric Oxygen // Annual Review of Earth and Planetary Sciences 31 (2003): 105–134.

Глава 7. Цари горы

Об Уильяме Смите читайте в книге: Winchester, Simon Map That Changed the World. New York: Viking, 2001. Идеи Джона Филлипса и его работа описаны в книге: Morrell, Jack John Phillips and the Business of Victorian Science. London: Ashgate, 2005. Чтобы узнать о работах Филлипса из первоисточника, можете посмотреть его Treatise on Geology. Surrey: Ashgate Media, 2001.

Об идеях и трудах Кювье можно прочесть в книге: Rudwick, M. J. S. Georges Cuvier, Fossil Bones, and Geological Catastrophes: New Translations and Interpretations of the Primary Texts. Chicago: University of Chicago Press, 1999.

Концепция вымирания и история ее возникновения изложены во многих книгах и статьях, предназначенных для широкого круга читателей. См. например: Alvarez, Walter T. Rex and the Crater of Doom. New York: Vintage, 1999; Sepkoski, David, and Michael Ruse, eds. The Paleobiological Revolution. Chicago: University of Chicago Press, 2009; Rud-wick, M. J. S. The Meaning of Fossils: Episodes in the History of Paleontology. Chicago: University of Chicago Press, 1985.

О работе Нормана Ньюэлла можно узнать из некролога, напечатанного в Journal of Paleontology 80 (2006): 607–608. См. также его статьи об исчезновении видов: Crises in the History of Life // Scientific American 208 (1963): 76–92; Mass Extinctions at the End of the Cretaceous Period // Science 149 (1965): 922–924.

Пятидесятитомные «Основы палеонтологии беспозвоночных» (Treatise on Invertebrate Paleontology) по-прежнему можно найти в Палеонтологическом институте Канзаса (http://paleo.ku.edu/ pdf/brochure.pdf).

Ньюэлл был одним из тех, кто во всеуслышание заявлял о реальности массовых вымираний. Другим активным сторонником этой идеи был Отто Шиндевольф. Вы можете познакомиться с его статьей: Ursachen der grossen erdgeschichtlichen Faunenschnitte // Neues Jahrbuch f r Geologie und Pala ntologie. Monatshefte (1954): 457–465.

Гипотеза столкновения с астероидом для объяснения событий конца мелового периода обсуждается в книге: Alvarez, Walter T. Rex and the Crater of Doom. New York: Vintage, 1999. Рекомендую также статью: Alvarez, L. W., et al. Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Boundary Extinction // Science 208 (1980): 1095–1108.

Другие случаи массового исчезновения животных, выявленные в результате анализа окаменелостей, кажется, не были спровоцированы столкновением небесных тел. Подробное обсуждение этих событий можно найти в следующих работах: Benton, M. J. When Life Nearly Died: The Greatest Mass Extinction of All Time. New York: Thames & Hudson, 2003; Erwin, D. H. Extinction: How Life on Earth Nearly Ended 250 Million Years Ago. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2008; McGhee, G. R. The Late Devonian Mass Extinction. New York: Columbia University Press, 1996; Raup, D. M. The Nemesis Affair: A Story of the Death of Dinosaurs and the Ways of Science. New York: Norton, 1999; Ward, P. D. Rivers in Time. New York: Columbia University Press, 2002.

О встрече в Вудсхоуле рассказано в сборнике Paleobiological Revolution под редакцией Сепкоски и Рьюза.

База данных Сепкоски: Sepkoski Jr., J. John A Compendium of Fossil Marine Animal Genera // Bulletins of American Paleontology, 364 (Ithaca, N. Y.: Paleontological Research Institution, 2002), http://strata.geology.wisc.edu/jack/.

В этой базе отражены многие тенденции развитии жизни в океанах. Подробнее об этих тенденциях можно узнать из следующих работ: Sepkoski Jr., J. J. Patterns of Phanerozoic Extinction: A Perspective from Global Data Bases / In: Global Events and Event Stratigraphy. Walliser, O. H., ed. Berlin: Springer, 1996, 35–51; Raup, D. M., and J. J. Sepkoski Jr. Mass Extinctions in the Marine Fossil Record // Science 215 (1995): 1501–1503; Raup, D. M., and J. J. Sepkoski Jr. Periodicity of Extinctions in the Geologic Past // PNAS 81 (1984): 801–805.

Работы Дэвида Яблонски стали предметом обсуждения в замечательной статье Дэвида Куаммена The Weeds Shall Inherit the Earth (Independent, November 22, 1998, 30–39). Оригинальные статьи Яблонски, использованные в этой статье: Jablonski, D. Heritability at the Species Level: Analysis of Geographic Ranges of Cretaceous Mollusks // Science 238 (1987): 360–363; Jablonski, D., and G. Hunt Larval Ecology, Geographic Range, and Species Survivorship in Cretaceous Mollusks: Organismic vs. Species-Level Explanations // American Naturalist 168 (2006): 556–564; Jablonski, D. Extinction and the Spatial Dynamics of Biodiversity // PNAS 105, no. S1 (2008): 11528–11535; Jablonski, D. Lessons from the Past: Evolutionary Impacts of Mass Extinctions // PNAS 98 (2001): 5393–5398.

Вот одна из новейших работ, посвященных корреляции между ростом разнообразия млекопитающих и экологическим вакуумом, возникшим после массового вымирания в конце мелового периода: Meredith, R. W., et al. Impacts of the Cretaceous Terrestrial Revolution and KPg Extinction on Mammal Diversification // Science 334 (2010): 521–524.

Глава 8. То в жар, то в холод

Знаменитый полет Пола Таджа над Арктикой описан в статье Unearthing a Fossil Forest в журнале «Тайм» от 22 сентября 1986 года. Среди оригинальных работ по данной теме можно назвать следующие: Basinger,

J. F. Early Tertiary Floristics and Paleoclimate in the Very High Latitudes // American Journal of Botany 76, no. S6 (1989): 158; Basinger, J. F. The Fossil Forests of the Buchanan Lake Formation (Early Tertiary), Axel Heiberg Island, Canadian Arctic Archipelago: Preliminary Floristics and Paleoclimate/ In: Tertiary Fossil Forests of the Geodetic Hills, Axel Heiberg Island, Arctic Archipelago // Geological Survey of Canada Bulletin no. 403. Christie,

R. L., and N. J. McMillan, eds. Ottawa: Geological Survey of Canada, 1991, 39–65; Greenwood, D. R., and J. F. Basinger The Paleoecology of High-Latitude Eocene Swamp Forests from Axel Heiberg Island, Canadian High Arctic // Review of Palaeobotany and Palynology 81, no. 1 (1994): 83–97; Greenwood, D. R., and J. F. Basinger Stratigraphy and Floristics of Eocene Swamp Forests from Axel Heiberg Island, Canadian Arctic Archipelago // Canadian Journal of Earth Sciences 30, no. 9 (1992): 1914–1923; Lepage, B. A., and J. F. Basinger Early Tertiary Larix from the Buchanan Lake Formation, Canadian Arctic Archipelago, and a Consideration of the Phytogeography of the Genus / In: Tertiary Fossil Forests of the Geodetic Hills, Axel Heiberg Island, Arctic Archipelago // Geological Survey of Canada Bulletin no. 403. Christie, R. L., and N. J. McMillan, eds. Ottawa: Geological Survey of Canada, 1991, 67–82.

Открытие Колберта в Антарктиде также обсуждалось в прессе. См., например, статью New Life for Gondwanaland в журнале Time от 22 марта 1968 года. Услышать рассказ самого Колберта о его работе в Антарктиде можно здесь: http://www.youtube.com/ watch?v=UNe5SGkQP7Q. Обнаружение листрозавров в Антарктиде описано в статье: Colbert, E. Lystrosaurus from Antarctica // American Museum Novitates 2535 (1974): 1–44.

Парадокс «слабого Солнца» (заключающийся в том, что изменение температуры на Земле не коррелирует с изменением температуры Солнца) впервые был поднят в статье: Sagan, C., and G. Mullen Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures // Science 177 (1972): 52–56.

Классические работы об углероде, атмосфере и климате, включая труды Аррениуса 1896 года, собраны и прокомментированы в книге: Archer, D. and R. Pierrehumbert, eds. The Warming Papers Hoboken, N. J.: Wiley — Blackwell, 2011.

Знаменитая статья BLaG: Berner, R. A., Lasaga, A. C. and R. M. Garrels The Carbonate-Silicate Geochemical Cycle and Its Effect on Atmospheric Carbon Dioxide over the Past 100 Million Years // American Journal of Science 283 (1983): 451–473. Вот одна из важных предшествовавших ей работ (в науке таких предшественников обычно бывает много): Walker, J. C. G., Hays, P. B., and J. F. Kasting A Negative Feedback Mechanism for the Long-Term Stabilization of Earth’s Surface Temperature // Journal of Geophysical Research 86 (1981): 9776–9782. Усовершенствованная модель: Berner, R. A., and Z. Kothavala Geocarb III: A Revised Model of Atmospheric CO₂ over Phanerozoic Time // American Journal of Science 301 (2001): 182–204.

Морин Раймо и ее соавторы открыли дебаты по данной теме, опубликовав следующие статьи: Raymo, M. E., Ruddiman, W. F., and P. N. Froelich Influence of Late Cenozoic Mountain Building on Ocean Geochemical Cycles // Geology 16 (1988): 649–653; Raymo, M. E., and W. F. Ruddiman Tectonic Forcing of Late Cenozoic Climate // Nature 359 (1992): 117–122; Raymo, M. E. The Himalayas, Organic Carbon Burial, and Climate in the Miocene // Paleoceanography 9 (1994): 399–404. Эта идея имеет очень глубокие корни и отчасти опирается на работы Чемберлена: Chamberlin, T. C. An Attempt to Frame a Working Hypothesis of the Cause of Glacial Periods on an Atmospheric Basis // Journal of Geology 7 (1899): 545–584, 667–685, 751–787. Полезно также ознакомиться с комментариями Раймо в статье: Raymo, M. E. Geochemical Evidence Supporting T.C. Chamberlin’s Theory of Glaciation // Geology 19 (1991): 344–347. В качестве общего обзора по теме рекомендую книгу: Ruddiman, W. F., ed. Tectonic Uplift and Climate Change. New York: Plenum Press, 1997. Полезна и следующая статья: Zachos, J. C., and L. R. Kump Carbon Cycle Feedbacks and the Initiation of Antarctic Glaciation in the Earliest Oligocene // Global and Planetary Change 47 (2005): 51–66. Среди новых работ, в которых совершается попытка соединить доказательства разного рода, могу назвать статью: Garzione, C. Surface Uplift of Tibet and Cenozoic Global Cooling // Geology 36 (2008): 1003–1004. Геохимические аспекты гипотезы Раймо обсуждаются в статье: McCauley, S. E., and D. DePaolo The Marine ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and d¹⁸O Records, Himalayan Alkalinity Fluxes and Cenozoic Climate Models / In: Ruddiman, W. F., ed. Tectonic Uplift and Climate Change. New York: Plenum Press, 1997, 428–465.

Классическая работа об изменении уровня углекислого газа со временем: Berner, R. A. Atmospheric Carbon Dioxide Levels over Phanerozoic Time // Science 249, no. 4975 (1990): 1382–1386.

Сорок пять миллионов лет назад закончился жаркий период, названный палеоцен-эоценовым температурным максимумом. Изучением растительности того времени, уровня углекислого газа и других факторов занимались многие ученые. В качестве введения в данную проблему советую следующие работы: McInerney, F. A., and S. L. Wing