Страница:
«Первичное экспериментальное открытие обычно случайно. Именно поэтому его нельзя предвидеть и оно оказывается результатом случая. Такого рода счастливые случаи очень редки в жизни даже самого активного ученого. Поэтому их нельзя пропускать. Никогда не следует проходить мимо неожиданных и непонятных явлений, с которыми невзначай встречаешься в эксперименте».
Эти слова академика Семенова, несомненно, были хорошо понятны Черенкову.
Черенков внес значительный вклад в создание электронных ускорителей – синхротронов. В частности, он принимал деятельное участие в проектировании и сооружении синхротрона на 250 МэВ. За эту работу в 1952 году он получил Государственную премию. Изучал взаимодействие тормозного излучения с нуклонами и ядрами, фотоядерные и фотомезонные реакции. Еще одну государственную премию он получил в 1977 году за цикл работ по исследованию расщепления легких ядер гамма-квантами высоких энергий. В 1984 году удостоен звания Героя Социалистического труда.
Умер в 1990 году.
Иван Антонович Ефремов
Эти слова академика Семенова, несомненно, были хорошо понятны Черенкову.
Черенков внес значительный вклад в создание электронных ускорителей – синхротронов. В частности, он принимал деятельное участие в проектировании и сооружении синхротрона на 250 МэВ. За эту работу в 1952 году он получил Государственную премию. Изучал взаимодействие тормозного излучения с нуклонами и ядрами, фотоядерные и фотомезонные реакции. Еще одну государственную премию он получил в 1977 году за цикл работ по исследованию расщепления легких ядер гамма-квантами высоких энергий. В 1984 году удостоен звания Героя Социалистического труда.
Умер в 1990 году.
Иван Антонович Ефремов
Палеонтолог.
Родился 22 апреля 1907 года в деревне Вырица под Петербургом в семье купца.
В 1919 году, после разлада, разрушившего семью, прибился к красноармейской автомобильной роте, фактически став ее воспитанником. С красноармейцами проделал путь до Перекопа. При бомбардировке Очакова был контужен, с тех пор всю жизнь слегка заикался.
В 1921 году юный воспитанник автороты был демобилизован.
В Петрограде Ефремов, будучи человеком физически крепким, занимался разгрузкой товарных вагонов, работал подручным шофера. В 1923 году, увлеченный мечтой о дальних плаваниях, сдал экзамены на штурмана каботажного плаванья при Петроградских мореходных классах. Весной следующего года уехал на Дальний Восток, но безработных специалистов было тогда много; поплавав некоторое время простым матросом на небольшом парусно-моторном судне «III Интернационал», вернулся в Ленинград.
В 1923 году познакомился с академиком П. П. Сушкиным.
После смерти профессора В. П. Амалицкого академик Сушкин занял место директора Северодвинской галереи звероящеров, размещавшейся в Геологическом музее. И сам ученый, и огромные окаменевшие скелеты давно вымерших ящеров произвели на Ефремова неизгладимое впечатление. В 1924 году по рекомендации Сушкина он поступил на биологическое отделение физико-математического факультета Ленинградского университета. Однако уже с третьего курса Ефремов ушел, посчитав, что общебиологической подготовки ему вполне достаточно. С 1925 года работал препаратором в Геологическом музее Академии наук СССР.
Сохранилась запись беседы с Ефремовым, сделанная в июле 1960 года писателем Е. П. Брандисом.
«…Начал я препаратором у академика Сушкина, – вспоминал Ефремов. – Эта работа – освобождение ископаемых костей от породы, в которую они вкраплены, оставляет свободной голову. Приобретя некоторые навыки, можно хорошо работать и думать о своем. То же и в экспедициях. Долгие поездки и утомительные ожидания на железнодорожных полустанках и аэродромах. Сколько часов, суток и месяцев пропали даром! Геологов и палеонтологов я бы награждал медалью за долготерпение. Но есть в этом и хорошая сторона: праздное время освобождает голову для размышлений.
Академик Сушкин охотно использовал меня в качестве «охотника за ископаемыми». Надо было тщательно обследовать огромные территории, чтобы отыскать новые пласты отложений и обнаружить в них кости вымерших животных. Мне почти всегда везло. Свою удачливость я объяснял совокупностью черт характера: оптимистическим отношением к жизни, желанием добиться цели и преодолевать препятствия».
«…Еще не доезжая станции Шунгай, – вспоминал Ефремов о путешествии в 1926 году в Прикаспий, где ему посчастливилось добыть превосходные остатки лабиринтодонтов (в 1946 году, за работу, посвященную этой ископаемой форме, Ефремов, совместно с А. П. Быстровым, был удостоен премии имени А. А. Борисяка), – гора Богдо, несмотря на ее небольшую высоту, резко выступает на фоне ровной степи. Протягиваясь в форме подковы на полтора километра, вблизи она производит впечатление монументальности, в особенности ее центральная часть с чрезвычайно крутыми склонами. Конечно, в цепи, например, Кавказских гор гора Богдо потерялась бы незаметным холмиком, но здесь она стоит одиноко, окруженная, на сколько хватает глаз, плоской тарелкой степи.
Разбив всю гору на участки, я начал медленно продвигаться вдоль горы, исследуя каждый подозрительный обломок камня. Перебив и пересмотрев несметное количество известковых плит у подножья горы, я собрал несколько костей лабиринтодонтов и стал исследовать обломки известняков по склонам зигзагообразным путем, беспрерывно поднимаясь и опускаясь.
Обнажения пластов на склонах горы замыты натечной сверху глиной, усыпанной обломками известняка. Глина засохла плотной коркой, и, цепляясь за обломки известковых плит, можно подниматься по довольно крутым склонам почти до шестидесяти градусов. Держа в одной руке молоток, без которого охотник за ископаемыми не может ступить ни шагу, другой забиваешь кирку в склон горы и осторожно подтягиваешься выше. Конечно, иногда бывают неприятные минуты, когда ноги соскальзывают, кирка вырывается из рыхлого размытого склона, и начинаешь сползать вниз сначала медленно, потом все быстрее и быстрее. Но, мгновенно снова забив кирку поглубже, останавливаешься и продолжаешь таким же способом прерванное продвижение наверх. Спускаться можно, вырубая ступеньки, или, в прочном костюме, можно медленно сползать, просто сидя и упираясь на пятки, притормаживая киркой или молотком. Обычно в процессе работы очень быстро привыкаешь проделывать все это автоматически, не отрывая взгляда от кусков известняка и беспрерывно расколачивая плиты.
Лишь по самым крутым склонам мне приходилось взбираться с канатом.
Канат я закреплял за железный рельс, поставленный в качестве репера на самой вершине горы. Отклоняясь куда-нибудь в сторону, я забивал железный лом в склон горы и закидывал на него канат. Таким способом я мог делать значительные отклонения в ту или другую сторону, оставляя канат надежно привязанным за железный репер на вершине. Однажды я плохо забил лом; закинув за него канат, я начал спускаться. Вдруг лом вырвался из рыхлой натечной глины и я моментально полетел вниз. Падая, я крепко вцепился в канат, который, как только размотался до репера, резким толчком натянулся, ободрав мне кожу на руках, и я, качнувшись, как маятник, перелетел на другой склон, приняв отвесное положение относительно репера. Пожалуй, эта секунда была одной из самых неприятных в моей жизни. По счастью, я не выпустил каната и потом легко взобрался на вершину, проклиная изобретенный мною способ.
Обследовав все осыпи по склонам, я заложил раскопки на одном из самых крутых выступов Богдо – юго-юго-восточном. Копаться посредине крутого склона горы было очень трудно. Тут нам большую помощь оказали сильные ветры, обдувавшие склон горы и обеспечивавшие большую устойчивость при балансировании на маленькой ступеньке с помощью кирки. Впоследствии, когда на отвесном склоне горы образовалась большая площадка, работать стало гораздо легче. Пласт за пластом расчищали и выбирали мы из горы, то испытывая сильное разочарование, когда пласт оказывался пустым, то с полным удовлетворением достигнутой цели выбивали из него красивые завитки аммонитов и темные или светло-желтые кости лабиринтодонтов. Для определения нижних горизонтов горы приходилось спускаться в пещеры под красными буграми и ползать под землей по воронкам и пещерам гипсового поля на юг от Богдо. В одной из пещер, шедшей наклонно, я поскользнулся и, скатившись вниз, провалился в отвесный колодец, глубоко уходивший в бездонную черную темноту. По счастью, колодец был довольно узок, и я заклинился в нем до самых плеч, которые уже не могли пролезть в колодец. Я очутился в положении пробки в горлышке бутылки, и потребовалось немало труда, чтобы высвободиться и, главное, снова влезть по наклонной гипсовой стенке, покрытой песком, принесенным водой…»
Много километров проделал Ефремов по безводным пустыням Казахстана, чтобы убедиться в том, что костеносные пласты, содержащие кости ископаемых животных, чаще всего тут перемыты и содержат только окатанные малоинтересные остатки. Но эти наблюдения принесли ученому большую пользу, когда он начал работать над новой ветвью геологии, которую назвал тафономией.
С 1929 года Ефремов – сотрудник второго разряда в Остеологическом отделе Геологического музея. В 1932 году он проводил изыскания будущей железнодорожной линии Лена – Бодайбо – Тында (будущий БАМ). В том же году его назначили научным сотрудником первого разряда в Палеозоологическом институте Академии наук СССР. В 1935 году, продолжая работу, экстерном окончил Ленинградский горный институт и защитил кандидатскую диссертацию.
В связи с переводом Академии наук в Москву, Ефремов, как сотрудник Палеонтологического института, тоже переехал в столицу. В 1937 года он возглавил в институте лабораторию низших позвоночных.
Многие годы Ефремов занимался исследованиями полосы мощных пермских отложений, развитых на Урале – так называемыми медистыми песчаниками. В песчаниках этих сохранилось множество заброшенных рудников. Ученому не раз приходилось с опасностью для жизни спускаться в их темные недра.
«В шахты я обычно спускался прямо на канате, закрепленном за лом, вбитый в край воронки, образовавшейся вследствие осыпания земли вокруг устья шахты. Спуск производили коллектор и рабочий. На конце каната привязывалась палка, обычно ручка от кирки, закрепленная в большой петле. Я пролезал в петлю, усаживался на палку и, держась руками за канат, пятился назад в воронку шахты. В самой шахте нужно было все время отталкиваться ногами от стенки шахты, так как канат полз по одной из стенок, а не был закреплен в центре над шахтой. Подъем производился в обратном порядке. В этом случае приходилось как бы идти по стенке шахты лицом вперед, что менее неприятно. Были случаи, когда из особенно глубоких шахт мои помощники были не в силах вытащить меня обратно и извлекали только при помощи лошадей. Огромная сеть выработок под землей нередко не могла быть обследована за один раз, и я проводил в подземных работах дни и ночи, иногда по трое суток не выходя на поверхность. Помощники мои обычно отказывались спускаться вместе со мной из страха перед обвалом, и в большинстве случаев я работал один.
Глубочайшая тишина и темнота старых заброшенных выработок имеет какое-то своеобразное очарование, – вспоминал Ефремов. – Работа настолько затягивает, что не замечаешь, как бегут часы. День или ночь там высоко на поверхности – совершенно все равно: здесь переходишь на другой счет времени. То проходишь по высоким очистным работам, где гулко отдаются шаги и теряется слабый свет свечи, то ползешь, еле протискиваясь, в узких сбойках, то карабкаешься по колодцам, восстающим на другой горизонт. Иной раз проходишь по широкому штреку и вдруг тебя подталкивает каким-то инстинктом; резко останавливаешься – и вовремя: в двух-трех шагах впереди чернеет огромная круглая дыра большой шахты, уходящей на более глубокий горизонт. Вверх в бесконечную тьму также уходит тот же колодец, и свет свечи слабо освещает отвесные стены без малейших следов давно сгнившей или вынутой крепи. В древних очистных выработках иногда натолкнешься на высокие черные столбы старых крепей, уходящие вверх в темноту. Если ткнуть пальцем, палец влезает совершенно свободно, как в масло, в березовую или в кленовую крепь. Иногда журчат ручейки по дну водоотливных выработок, громко звенят водопады, сбегающие вниз на затопленные горизонты. Часто в потолке на стенках выработок обнажены гигантские (до двух метров в поперечнике) стволы хвойных деревьев пермского времени, окремненных и ожелезненных. Встречаются иногда пни с корнями и сучья. Большая радость встретить непосредственно в стенке выработки торчащую кость и, работая киркой в этом месте, обнаружить целое скопление крупных гладких зеленовато-синих от медных солей костей пермских пресмыкающихся. Или разбивать хорошо раскалывающуюся на плитки мергельную руду, отыскивая на зеленой поверхности ее черные кости амфибий, скелеты рыб, отпечатки крыльев насекомых и остатки растений – все эти следы прошлого животного и растительного мира на глубине 60–80 и более метров под землей, в глубочайшей тишине и мраке…»
В начале 1940 года в Москве, на совещании, посвященном знаменитой работе Чарьза Дарвина «Происхождение видов», Ефремов впервые дал обобщающий обзор исследований, проведенных им в том пограничном отделе биологии и геологии, который он назвал тафономией. В марте 1941 года защитил докторскую диссертацию «Фауна наземных позвоночных средних зон перми СССР». В том же году консультировал экспедицию, выполнявшую срочные задания Управления тыла Красной Армии. Когда фашисты подошли к Москве, сотрудники Палеонтологического института были эвакуированы в Алма-Ату. Оттуда Ефремов переехал во Фрунзе. Там он перенес тяжелую форму лихорадки, получив болезнь сердца, мучившую его до конца жизни.
С 1946 по 1949 год Ефремов возглавлял Монгольскую палеонтологическую экспедицию Академии наук СССР, открывшую целую эпоху в изучении динозавров. Даже отдельные извлечения из статей Ефремова дают гораздо больше действительно научной информации о динозаврах, чем множество глянцевых книжек, которыми заводнены сейчас книжные развалы. Жаль, что Ефремов не успел написать популярную книгу о палеонтологии. Он собирался это сделать и такая книга, несомненна, была бы сейчас чрезвычайно интересна и полезна для школьников и для всех интересующихся палеонтологией.
«…Выход пресмыкающегося из затененных густой растительностью областей на открытые пространства, нагретые тропическим солнцем, был вовсе не так прост, как это нередко кажется исследователям, исходящих в своих представлениях из привычной человеку физиологии организма млекопитающего, – писал, например, Ефремов в статье „Некоторые замечания по вопросам исторического развития динозавров“, опубликованной в Трудах Палеонтологического института в 1954 году. – Организм пресмыкающегося, не защищенный от перегревания ни специальной термоизоляцией, ни сложным механизмом регулирования постоянной температуры крови, на открытом пространстве днем подвергается опасности. Поэтому древнейшие четвероногие и зверообразные пресмыкающиеся в приспособлениях к обитанию на возвышенных, незатененных участках материка сперва, в конце палеозоя, дали ряд ночных или роющих форм, а еще большее количество, благодаря добавочным приспособлениям в виде фотогормональной терморегуляции с помощью теменного органа, приспособились к жизни в воде рек, с редкими выходами на сушу. В дальнейшем линия четвероногих пресмыкающихся дала формы с постоянной температурой тела и новыми защитными покровами, иными словами, дала ветвь млекопитающих. Млекопитающие, при значительно более высокой энергии своего организма, в своей приспособительной эволюции смогли обойтись без перехода к двуногому передвижению, т. е. типу движения с наименьшей возможной затратой энергии, столь выгодному для менее активного организма пресмыкающегося.
…Плоские материки среднего мезозоя были подвержены приливным волнам. Эти исполинские волны ходили на большом пространстве, сразу поднимая уровень воды в прибрежных лагунах, озерах и болотах на несколько метров, сметая все, что не было приросшим ко дну, силой своего напора. Поэтому древние четвероногие обитатели прибрежий могли жить только в затопленных лесах или на защищенном барьерными рифами берегу. Эта прибрежная зона, распространенная на миллионы квадратных километров в эпоху развития низменностей, пустовала до появления зауропод (один из видов динозавров, обитавших на прибрежье мелких лагун). Гигантские животные в десятки тонн весом успешно сопротивлялись силе приливных волн, не тонули при подъемах воды и освоили новую, громадную зону обитания, где они не имели конкурентов. Становится понятным развитие у зауропод больших когтей, необходимых для цепляния за грунт. Так, если юрские зауроподы могли обитать на глубине до 3 м, верхнеюрские, как диплодок – до 4–5 м, то нижнемеловые брахиозавры могли кормиться на глубине до 8 м. Развитие зауропод наглядно показывает, как прежний двуногий тип строения скелета (платеозавр) вновь становится четвероногим, но все еще с ведущим значением задних конечностей, более длинных и более тяжелых (диплодок) и, наконец, превращается в жирафоподобный, со значительно сильнее развитыми передними конечностями, покатой назад спиной и сильно поднятой шеей (брахиозавр).
…Гигантизм зауропод не был ни случайным, ни закономерным болезненным явлением, а явился приспособлением к такой обстановке обитания, в которой могли жить только гиганты. Увеличение роста и, вероятно, также ускорение его, для того, чтобы молодые животные быстрее достигали размеров, минимально необходимых для жизни в своей особой обстановке, конечно, требовало усиленного действия гипофиза. Именно тем, что большой гипофиз был нужен для достижения громадного роста, и объясняется увеличение его у зауропод, но вовсе не тем, что увеличение гипофиза (от неизвестных причин) вызвало увеличение роста.
…Вопрос о питании зауропод не может быть разрешен при недостаточных сведениях о флоре того времени. Однако, можно заранее сказать, что челюстной аппарат зауропод так непропорционально мал и слаб по сравнению с их размерами, что растительная пища этих животных должна была быть чрезвычайно мягкой и питательной. Вероятно, в мелких лагунах и болотах мезозоя существовала еще неизвестная нам растительность, может быть, типа огромных грибов или питательных студенистых водорослей. Питание рыбой представляется мне невероятным, так как требует и более сильного озубления и значительно большей подвижности, чем это показывает скелет зауропод с мало разработанными сочленениями. Ловля мелкой рыбешки при помощи громадной шеи с ее полуметровыми позвонками похожа на анекдотическую стрельбу из пушек по воробьям. Такая нелепость не могла существовать в природе. Возможно, что какие-нибудь планктонные животные, икра и личинки могли образовывать в лагунах значительные скопления и служить питательной едой зауропод. Принимая во внимание обилие прибрежных беспозвоночных в мезозое, нужно считать, что этот способ питания зауропод, подобных своего рода четвероногим китам, не заключает в себе ничего невероятного.
…Распространенные представления о постоянных нападениях карнозавров на зауропод, несомненно, ошибочны. Не говоря уже о том, что зона обитания зауропод была мало доступна для карнозавров, прямое нападение на зауропода, даже вышедшего, скажем, для кладки яиц, в «чужую» зону, могло оказаться успешным лишь в очень редких, исключительных случаях. Траходонты, вероятно, иногда служили пищей карнозаврам, но и тут нападение на крупного траходонта могло окончиться гибелью хищника, так как массивность и сила больших траходонтов были чрезвычайно велики.
…Исследования захоронения пресловутых яиц динозавров в главном и по существу единственном их местонахождении – Баин-Дзаке (Шабарак-Усу, Джадохта), проведенные нашей экспедицией, показали, что эти яйца скорее принадлежат не динозаврам, а нескольким видам крупных черепах. Нужно думать, что подлинных яиц динозавров еще неизвестно в геологической летописи. Однако при колоссальной численности динозавров, отраженной в громадных местонахождениях, сохранивших лишь ничтожную долю истинного количества животных, в прошлом должно было существовать исполинское количество кладок яиц. Если три вида речных черепах в реках южной Америки откладывают ежегодно сотни тысяч и миллионы яиц, буквально начиняя ими речные отмели, если яйца крокодилов в местах изобилия этих животных встречаются на каждом шагу на речных островах, то, безусловно, кладки яиц динозавров исчислялись миллиардами. Совершенно невероятно, чтобы на всем земном шаре, за шестьдесят миллионов лет господства и расцвета динозавров, из этих миллиардов яиц не получилось их частого захоронения и даже обилия в некоторых местонахождениях. По-видимому, яйца динозавров не имели твердой скорлупы и потому отсутствуют в геологической летописи. Также весьма возможно, что часть динозавров рождала живых детенышей, особенно те, зоны обитания которых неблагоприятны для сохранения яиц, как, например, у зауропод, для которых необходимы специальные убежища размножения, а откладывание яиц могло происходить лишь в чужой, более выгодной зоне. Если динозавры обладали яйцами в мягкой скорлупе, требующими большой влажности для сохранения, то размножение этих пресмыкающихся могло происходить только в глубине болот. Поэтому возможны были сезонные миграции динозавров в места размножения и связанная с этим частая гибель в чужих биотопах. Твердая скорлупа яиц, при постоянном обитании динозавров в болотистых низменностях, была им по существу ненужной. Вместе с тем громадное количество яиц, ежегодно откладывавшихся пресмыкающимися в различные времена года, составляло десятки тысяч тонн питательной биомассы и не могло остаться неиспользованными в приспособительной эволюции наземных позвоночных. Вполне вероятно, что на пище из яиц размножались и благоденствовали различные примитивные млекопитающие.
…Нам не удалось добыть каких-либо доказательств окраски тела динозавров. Все же биологический подход к этому вопросу дает возможность предположить, что в эпоху динозавров существовало огромное разнообразие окрасок, в известной степени аналогичное таковому у современных птиц и тропических ящериц. Зрение, ведущее чувство у зауропсид, вне всякого сомнения, обусловило появление окрасок как защитных, так и очень ярких, возможно сопряженных с различными выростами, необходимых для сигналов стадным животным и для привлечения самок в период половой активности. Защитные окраски за десятки миллионов лет приспособления должны были достичь высокой степени совершенства. Появление млекопитающих с их сильнейшим обонянием в качестве ведущего чувства сделало все эти оптические защитные приспособления гораздо менее значащими. Отнюдь не исключена возможность развития светящихся органов при большом количестве ночных животных, характерном для древних пресмыкающихся и обусловленном их физиологией…»
Монгольские экспедиции дали колоссальный научный материал для палеонтологов и подтвердили все основные положения тафономии, разрабатываемой Ефремовым. К сожалению, после этих экспедиций, из-за усиливающейся болезни, Ефремов в поле уже не выезжал.
«…Все палеонтологи и биологи занимались изучением образования осадков, – сказал Ефремов в беседе с Брандисом. – Этому посвящены тысячи книг. Но всякое явление происходит в диалектическом единстве противоположных и взаимоисключающих факторов. Ведь процесс разрушения осадков не менее важен, чем процесс их образования. Гениальную догадку удалось сделать Дарвину. Он писал буквально следующее: „Нахождение переходных форм было бы труднее на поднимающихся участках суши“. Когда я понял, что кроме процесса слагающего есть еще гигантский процесс разрушения геологической летописи и рассматривать их нужно в совокупности, – зародилась тафономия. Понимание взаимодействия обоих процессов очень важно для оценки местонахождений окаменелых остатков в общем потоке форм, которые прошли по лицу Земли. Это и дает возможность понять, что сохранилось и что исчезло. Важно это и для разведки полезных ископаемых.
…Всем специалистам эти вещи известны, но нужно было изложить их по-новому. Была масса фактического материала, накопленного поколениями ученых. Мне казалось, что повторение общеизвестных фактов обесценивает мою работу, потому так трудно было писать. Но как бы то ни было, «Тафономия» появилась. И задача ее заключалась в том, чтобы взглянуть на геологическую летопись с новой точки зрения. Как я и предвидел, главная мысль не сразу была понята, а вернее сказать не сразу принята, так как многое из того, что было сделано и казалось бесспорным, приходилось отвергать. Ведь в науке, как и во всякой другой области жизни, есть своеобразная инерция, консерватизм мышления».
Тафономия, как назвал Ефремов новую отрасль науки, – это учение о закономерностях захоронения органических остатков, то есть учение о тех закономерностях, которые помогают переходу органических остатков из биосферы в литосферу. Главной задачей тафономии является создание достаточно точных, отвечающих реальности представлений о выпавшей из геологической летописи части органического мира прошлых геологических эпох, познание пределов точности теоретических построений палеонтологии.
Еще в статье 1935 года «Выпадение переходных форм в условиях захоронения древнейших четвероногих» Ефремов сформулировал главные положения тафономии. Со времени существования огромных материков палеозоя, указывал он, до наших дней сохранилась лишь незначительная часть континентальных пресноводных отложений; при этом, остатки позвоночных рассеивались по субаэральной поверхности древних материков, а значительная часть площади древних материков в наше время недоступна исследованию, поскольку закрыта более поздними геологическими напластованиями или скрыта под водами моря. К тому же, значительная часть осадочных толщ уничтожена длительным размывом в течение мезозоя и кайнозоя, а из всей массы древних наземных животных в условия, благоприятные для захоронения, попадает лишь небольшая часть их остатков. Собственно, сохраняются преимущественно остатки животных, обитавших вблизи водных бассейнов. Обитатели равнинных и степных пространств сохраняются гораздо реже. И уж совсем исключительно редки остатки животных горных областей, где преобладали процессы выветривания.
Родился 22 апреля 1907 года в деревне Вырица под Петербургом в семье купца.
В 1919 году, после разлада, разрушившего семью, прибился к красноармейской автомобильной роте, фактически став ее воспитанником. С красноармейцами проделал путь до Перекопа. При бомбардировке Очакова был контужен, с тех пор всю жизнь слегка заикался.
В 1921 году юный воспитанник автороты был демобилизован.
В Петрограде Ефремов, будучи человеком физически крепким, занимался разгрузкой товарных вагонов, работал подручным шофера. В 1923 году, увлеченный мечтой о дальних плаваниях, сдал экзамены на штурмана каботажного плаванья при Петроградских мореходных классах. Весной следующего года уехал на Дальний Восток, но безработных специалистов было тогда много; поплавав некоторое время простым матросом на небольшом парусно-моторном судне «III Интернационал», вернулся в Ленинград.
В 1923 году познакомился с академиком П. П. Сушкиным.
После смерти профессора В. П. Амалицкого академик Сушкин занял место директора Северодвинской галереи звероящеров, размещавшейся в Геологическом музее. И сам ученый, и огромные окаменевшие скелеты давно вымерших ящеров произвели на Ефремова неизгладимое впечатление. В 1924 году по рекомендации Сушкина он поступил на биологическое отделение физико-математического факультета Ленинградского университета. Однако уже с третьего курса Ефремов ушел, посчитав, что общебиологической подготовки ему вполне достаточно. С 1925 года работал препаратором в Геологическом музее Академии наук СССР.
Сохранилась запись беседы с Ефремовым, сделанная в июле 1960 года писателем Е. П. Брандисом.
«…Начал я препаратором у академика Сушкина, – вспоминал Ефремов. – Эта работа – освобождение ископаемых костей от породы, в которую они вкраплены, оставляет свободной голову. Приобретя некоторые навыки, можно хорошо работать и думать о своем. То же и в экспедициях. Долгие поездки и утомительные ожидания на железнодорожных полустанках и аэродромах. Сколько часов, суток и месяцев пропали даром! Геологов и палеонтологов я бы награждал медалью за долготерпение. Но есть в этом и хорошая сторона: праздное время освобождает голову для размышлений.
Академик Сушкин охотно использовал меня в качестве «охотника за ископаемыми». Надо было тщательно обследовать огромные территории, чтобы отыскать новые пласты отложений и обнаружить в них кости вымерших животных. Мне почти всегда везло. Свою удачливость я объяснял совокупностью черт характера: оптимистическим отношением к жизни, желанием добиться цели и преодолевать препятствия».
«…Еще не доезжая станции Шунгай, – вспоминал Ефремов о путешествии в 1926 году в Прикаспий, где ему посчастливилось добыть превосходные остатки лабиринтодонтов (в 1946 году, за работу, посвященную этой ископаемой форме, Ефремов, совместно с А. П. Быстровым, был удостоен премии имени А. А. Борисяка), – гора Богдо, несмотря на ее небольшую высоту, резко выступает на фоне ровной степи. Протягиваясь в форме подковы на полтора километра, вблизи она производит впечатление монументальности, в особенности ее центральная часть с чрезвычайно крутыми склонами. Конечно, в цепи, например, Кавказских гор гора Богдо потерялась бы незаметным холмиком, но здесь она стоит одиноко, окруженная, на сколько хватает глаз, плоской тарелкой степи.
Разбив всю гору на участки, я начал медленно продвигаться вдоль горы, исследуя каждый подозрительный обломок камня. Перебив и пересмотрев несметное количество известковых плит у подножья горы, я собрал несколько костей лабиринтодонтов и стал исследовать обломки известняков по склонам зигзагообразным путем, беспрерывно поднимаясь и опускаясь.
Обнажения пластов на склонах горы замыты натечной сверху глиной, усыпанной обломками известняка. Глина засохла плотной коркой, и, цепляясь за обломки известковых плит, можно подниматься по довольно крутым склонам почти до шестидесяти градусов. Держа в одной руке молоток, без которого охотник за ископаемыми не может ступить ни шагу, другой забиваешь кирку в склон горы и осторожно подтягиваешься выше. Конечно, иногда бывают неприятные минуты, когда ноги соскальзывают, кирка вырывается из рыхлого размытого склона, и начинаешь сползать вниз сначала медленно, потом все быстрее и быстрее. Но, мгновенно снова забив кирку поглубже, останавливаешься и продолжаешь таким же способом прерванное продвижение наверх. Спускаться можно, вырубая ступеньки, или, в прочном костюме, можно медленно сползать, просто сидя и упираясь на пятки, притормаживая киркой или молотком. Обычно в процессе работы очень быстро привыкаешь проделывать все это автоматически, не отрывая взгляда от кусков известняка и беспрерывно расколачивая плиты.
Лишь по самым крутым склонам мне приходилось взбираться с канатом.
Канат я закреплял за железный рельс, поставленный в качестве репера на самой вершине горы. Отклоняясь куда-нибудь в сторону, я забивал железный лом в склон горы и закидывал на него канат. Таким способом я мог делать значительные отклонения в ту или другую сторону, оставляя канат надежно привязанным за железный репер на вершине. Однажды я плохо забил лом; закинув за него канат, я начал спускаться. Вдруг лом вырвался из рыхлой натечной глины и я моментально полетел вниз. Падая, я крепко вцепился в канат, который, как только размотался до репера, резким толчком натянулся, ободрав мне кожу на руках, и я, качнувшись, как маятник, перелетел на другой склон, приняв отвесное положение относительно репера. Пожалуй, эта секунда была одной из самых неприятных в моей жизни. По счастью, я не выпустил каната и потом легко взобрался на вершину, проклиная изобретенный мною способ.
Обследовав все осыпи по склонам, я заложил раскопки на одном из самых крутых выступов Богдо – юго-юго-восточном. Копаться посредине крутого склона горы было очень трудно. Тут нам большую помощь оказали сильные ветры, обдувавшие склон горы и обеспечивавшие большую устойчивость при балансировании на маленькой ступеньке с помощью кирки. Впоследствии, когда на отвесном склоне горы образовалась большая площадка, работать стало гораздо легче. Пласт за пластом расчищали и выбирали мы из горы, то испытывая сильное разочарование, когда пласт оказывался пустым, то с полным удовлетворением достигнутой цели выбивали из него красивые завитки аммонитов и темные или светло-желтые кости лабиринтодонтов. Для определения нижних горизонтов горы приходилось спускаться в пещеры под красными буграми и ползать под землей по воронкам и пещерам гипсового поля на юг от Богдо. В одной из пещер, шедшей наклонно, я поскользнулся и, скатившись вниз, провалился в отвесный колодец, глубоко уходивший в бездонную черную темноту. По счастью, колодец был довольно узок, и я заклинился в нем до самых плеч, которые уже не могли пролезть в колодец. Я очутился в положении пробки в горлышке бутылки, и потребовалось немало труда, чтобы высвободиться и, главное, снова влезть по наклонной гипсовой стенке, покрытой песком, принесенным водой…»
Много километров проделал Ефремов по безводным пустыням Казахстана, чтобы убедиться в том, что костеносные пласты, содержащие кости ископаемых животных, чаще всего тут перемыты и содержат только окатанные малоинтересные остатки. Но эти наблюдения принесли ученому большую пользу, когда он начал работать над новой ветвью геологии, которую назвал тафономией.
С 1929 года Ефремов – сотрудник второго разряда в Остеологическом отделе Геологического музея. В 1932 году он проводил изыскания будущей железнодорожной линии Лена – Бодайбо – Тында (будущий БАМ). В том же году его назначили научным сотрудником первого разряда в Палеозоологическом институте Академии наук СССР. В 1935 году, продолжая работу, экстерном окончил Ленинградский горный институт и защитил кандидатскую диссертацию.
В связи с переводом Академии наук в Москву, Ефремов, как сотрудник Палеонтологического института, тоже переехал в столицу. В 1937 года он возглавил в институте лабораторию низших позвоночных.
Многие годы Ефремов занимался исследованиями полосы мощных пермских отложений, развитых на Урале – так называемыми медистыми песчаниками. В песчаниках этих сохранилось множество заброшенных рудников. Ученому не раз приходилось с опасностью для жизни спускаться в их темные недра.
«В шахты я обычно спускался прямо на канате, закрепленном за лом, вбитый в край воронки, образовавшейся вследствие осыпания земли вокруг устья шахты. Спуск производили коллектор и рабочий. На конце каната привязывалась палка, обычно ручка от кирки, закрепленная в большой петле. Я пролезал в петлю, усаживался на палку и, держась руками за канат, пятился назад в воронку шахты. В самой шахте нужно было все время отталкиваться ногами от стенки шахты, так как канат полз по одной из стенок, а не был закреплен в центре над шахтой. Подъем производился в обратном порядке. В этом случае приходилось как бы идти по стенке шахты лицом вперед, что менее неприятно. Были случаи, когда из особенно глубоких шахт мои помощники были не в силах вытащить меня обратно и извлекали только при помощи лошадей. Огромная сеть выработок под землей нередко не могла быть обследована за один раз, и я проводил в подземных работах дни и ночи, иногда по трое суток не выходя на поверхность. Помощники мои обычно отказывались спускаться вместе со мной из страха перед обвалом, и в большинстве случаев я работал один.
Глубочайшая тишина и темнота старых заброшенных выработок имеет какое-то своеобразное очарование, – вспоминал Ефремов. – Работа настолько затягивает, что не замечаешь, как бегут часы. День или ночь там высоко на поверхности – совершенно все равно: здесь переходишь на другой счет времени. То проходишь по высоким очистным работам, где гулко отдаются шаги и теряется слабый свет свечи, то ползешь, еле протискиваясь, в узких сбойках, то карабкаешься по колодцам, восстающим на другой горизонт. Иной раз проходишь по широкому штреку и вдруг тебя подталкивает каким-то инстинктом; резко останавливаешься – и вовремя: в двух-трех шагах впереди чернеет огромная круглая дыра большой шахты, уходящей на более глубокий горизонт. Вверх в бесконечную тьму также уходит тот же колодец, и свет свечи слабо освещает отвесные стены без малейших следов давно сгнившей или вынутой крепи. В древних очистных выработках иногда натолкнешься на высокие черные столбы старых крепей, уходящие вверх в темноту. Если ткнуть пальцем, палец влезает совершенно свободно, как в масло, в березовую или в кленовую крепь. Иногда журчат ручейки по дну водоотливных выработок, громко звенят водопады, сбегающие вниз на затопленные горизонты. Часто в потолке на стенках выработок обнажены гигантские (до двух метров в поперечнике) стволы хвойных деревьев пермского времени, окремненных и ожелезненных. Встречаются иногда пни с корнями и сучья. Большая радость встретить непосредственно в стенке выработки торчащую кость и, работая киркой в этом месте, обнаружить целое скопление крупных гладких зеленовато-синих от медных солей костей пермских пресмыкающихся. Или разбивать хорошо раскалывающуюся на плитки мергельную руду, отыскивая на зеленой поверхности ее черные кости амфибий, скелеты рыб, отпечатки крыльев насекомых и остатки растений – все эти следы прошлого животного и растительного мира на глубине 60–80 и более метров под землей, в глубочайшей тишине и мраке…»
В начале 1940 года в Москве, на совещании, посвященном знаменитой работе Чарьза Дарвина «Происхождение видов», Ефремов впервые дал обобщающий обзор исследований, проведенных им в том пограничном отделе биологии и геологии, который он назвал тафономией. В марте 1941 года защитил докторскую диссертацию «Фауна наземных позвоночных средних зон перми СССР». В том же году консультировал экспедицию, выполнявшую срочные задания Управления тыла Красной Армии. Когда фашисты подошли к Москве, сотрудники Палеонтологического института были эвакуированы в Алма-Ату. Оттуда Ефремов переехал во Фрунзе. Там он перенес тяжелую форму лихорадки, получив болезнь сердца, мучившую его до конца жизни.
С 1946 по 1949 год Ефремов возглавлял Монгольскую палеонтологическую экспедицию Академии наук СССР, открывшую целую эпоху в изучении динозавров. Даже отдельные извлечения из статей Ефремова дают гораздо больше действительно научной информации о динозаврах, чем множество глянцевых книжек, которыми заводнены сейчас книжные развалы. Жаль, что Ефремов не успел написать популярную книгу о палеонтологии. Он собирался это сделать и такая книга, несомненна, была бы сейчас чрезвычайно интересна и полезна для школьников и для всех интересующихся палеонтологией.
«…Выход пресмыкающегося из затененных густой растительностью областей на открытые пространства, нагретые тропическим солнцем, был вовсе не так прост, как это нередко кажется исследователям, исходящих в своих представлениях из привычной человеку физиологии организма млекопитающего, – писал, например, Ефремов в статье „Некоторые замечания по вопросам исторического развития динозавров“, опубликованной в Трудах Палеонтологического института в 1954 году. – Организм пресмыкающегося, не защищенный от перегревания ни специальной термоизоляцией, ни сложным механизмом регулирования постоянной температуры крови, на открытом пространстве днем подвергается опасности. Поэтому древнейшие четвероногие и зверообразные пресмыкающиеся в приспособлениях к обитанию на возвышенных, незатененных участках материка сперва, в конце палеозоя, дали ряд ночных или роющих форм, а еще большее количество, благодаря добавочным приспособлениям в виде фотогормональной терморегуляции с помощью теменного органа, приспособились к жизни в воде рек, с редкими выходами на сушу. В дальнейшем линия четвероногих пресмыкающихся дала формы с постоянной температурой тела и новыми защитными покровами, иными словами, дала ветвь млекопитающих. Млекопитающие, при значительно более высокой энергии своего организма, в своей приспособительной эволюции смогли обойтись без перехода к двуногому передвижению, т. е. типу движения с наименьшей возможной затратой энергии, столь выгодному для менее активного организма пресмыкающегося.
…Плоские материки среднего мезозоя были подвержены приливным волнам. Эти исполинские волны ходили на большом пространстве, сразу поднимая уровень воды в прибрежных лагунах, озерах и болотах на несколько метров, сметая все, что не было приросшим ко дну, силой своего напора. Поэтому древние четвероногие обитатели прибрежий могли жить только в затопленных лесах или на защищенном барьерными рифами берегу. Эта прибрежная зона, распространенная на миллионы квадратных километров в эпоху развития низменностей, пустовала до появления зауропод (один из видов динозавров, обитавших на прибрежье мелких лагун). Гигантские животные в десятки тонн весом успешно сопротивлялись силе приливных волн, не тонули при подъемах воды и освоили новую, громадную зону обитания, где они не имели конкурентов. Становится понятным развитие у зауропод больших когтей, необходимых для цепляния за грунт. Так, если юрские зауроподы могли обитать на глубине до 3 м, верхнеюрские, как диплодок – до 4–5 м, то нижнемеловые брахиозавры могли кормиться на глубине до 8 м. Развитие зауропод наглядно показывает, как прежний двуногий тип строения скелета (платеозавр) вновь становится четвероногим, но все еще с ведущим значением задних конечностей, более длинных и более тяжелых (диплодок) и, наконец, превращается в жирафоподобный, со значительно сильнее развитыми передними конечностями, покатой назад спиной и сильно поднятой шеей (брахиозавр).
…Гигантизм зауропод не был ни случайным, ни закономерным болезненным явлением, а явился приспособлением к такой обстановке обитания, в которой могли жить только гиганты. Увеличение роста и, вероятно, также ускорение его, для того, чтобы молодые животные быстрее достигали размеров, минимально необходимых для жизни в своей особой обстановке, конечно, требовало усиленного действия гипофиза. Именно тем, что большой гипофиз был нужен для достижения громадного роста, и объясняется увеличение его у зауропод, но вовсе не тем, что увеличение гипофиза (от неизвестных причин) вызвало увеличение роста.
…Вопрос о питании зауропод не может быть разрешен при недостаточных сведениях о флоре того времени. Однако, можно заранее сказать, что челюстной аппарат зауропод так непропорционально мал и слаб по сравнению с их размерами, что растительная пища этих животных должна была быть чрезвычайно мягкой и питательной. Вероятно, в мелких лагунах и болотах мезозоя существовала еще неизвестная нам растительность, может быть, типа огромных грибов или питательных студенистых водорослей. Питание рыбой представляется мне невероятным, так как требует и более сильного озубления и значительно большей подвижности, чем это показывает скелет зауропод с мало разработанными сочленениями. Ловля мелкой рыбешки при помощи громадной шеи с ее полуметровыми позвонками похожа на анекдотическую стрельбу из пушек по воробьям. Такая нелепость не могла существовать в природе. Возможно, что какие-нибудь планктонные животные, икра и личинки могли образовывать в лагунах значительные скопления и служить питательной едой зауропод. Принимая во внимание обилие прибрежных беспозвоночных в мезозое, нужно считать, что этот способ питания зауропод, подобных своего рода четвероногим китам, не заключает в себе ничего невероятного.
…Распространенные представления о постоянных нападениях карнозавров на зауропод, несомненно, ошибочны. Не говоря уже о том, что зона обитания зауропод была мало доступна для карнозавров, прямое нападение на зауропода, даже вышедшего, скажем, для кладки яиц, в «чужую» зону, могло оказаться успешным лишь в очень редких, исключительных случаях. Траходонты, вероятно, иногда служили пищей карнозаврам, но и тут нападение на крупного траходонта могло окончиться гибелью хищника, так как массивность и сила больших траходонтов были чрезвычайно велики.
…Исследования захоронения пресловутых яиц динозавров в главном и по существу единственном их местонахождении – Баин-Дзаке (Шабарак-Усу, Джадохта), проведенные нашей экспедицией, показали, что эти яйца скорее принадлежат не динозаврам, а нескольким видам крупных черепах. Нужно думать, что подлинных яиц динозавров еще неизвестно в геологической летописи. Однако при колоссальной численности динозавров, отраженной в громадных местонахождениях, сохранивших лишь ничтожную долю истинного количества животных, в прошлом должно было существовать исполинское количество кладок яиц. Если три вида речных черепах в реках южной Америки откладывают ежегодно сотни тысяч и миллионы яиц, буквально начиняя ими речные отмели, если яйца крокодилов в местах изобилия этих животных встречаются на каждом шагу на речных островах, то, безусловно, кладки яиц динозавров исчислялись миллиардами. Совершенно невероятно, чтобы на всем земном шаре, за шестьдесят миллионов лет господства и расцвета динозавров, из этих миллиардов яиц не получилось их частого захоронения и даже обилия в некоторых местонахождениях. По-видимому, яйца динозавров не имели твердой скорлупы и потому отсутствуют в геологической летописи. Также весьма возможно, что часть динозавров рождала живых детенышей, особенно те, зоны обитания которых неблагоприятны для сохранения яиц, как, например, у зауропод, для которых необходимы специальные убежища размножения, а откладывание яиц могло происходить лишь в чужой, более выгодной зоне. Если динозавры обладали яйцами в мягкой скорлупе, требующими большой влажности для сохранения, то размножение этих пресмыкающихся могло происходить только в глубине болот. Поэтому возможны были сезонные миграции динозавров в места размножения и связанная с этим частая гибель в чужих биотопах. Твердая скорлупа яиц, при постоянном обитании динозавров в болотистых низменностях, была им по существу ненужной. Вместе с тем громадное количество яиц, ежегодно откладывавшихся пресмыкающимися в различные времена года, составляло десятки тысяч тонн питательной биомассы и не могло остаться неиспользованными в приспособительной эволюции наземных позвоночных. Вполне вероятно, что на пище из яиц размножались и благоденствовали различные примитивные млекопитающие.
…Нам не удалось добыть каких-либо доказательств окраски тела динозавров. Все же биологический подход к этому вопросу дает возможность предположить, что в эпоху динозавров существовало огромное разнообразие окрасок, в известной степени аналогичное таковому у современных птиц и тропических ящериц. Зрение, ведущее чувство у зауропсид, вне всякого сомнения, обусловило появление окрасок как защитных, так и очень ярких, возможно сопряженных с различными выростами, необходимых для сигналов стадным животным и для привлечения самок в период половой активности. Защитные окраски за десятки миллионов лет приспособления должны были достичь высокой степени совершенства. Появление млекопитающих с их сильнейшим обонянием в качестве ведущего чувства сделало все эти оптические защитные приспособления гораздо менее значащими. Отнюдь не исключена возможность развития светящихся органов при большом количестве ночных животных, характерном для древних пресмыкающихся и обусловленном их физиологией…»
Монгольские экспедиции дали колоссальный научный материал для палеонтологов и подтвердили все основные положения тафономии, разрабатываемой Ефремовым. К сожалению, после этих экспедиций, из-за усиливающейся болезни, Ефремов в поле уже не выезжал.
«…Все палеонтологи и биологи занимались изучением образования осадков, – сказал Ефремов в беседе с Брандисом. – Этому посвящены тысячи книг. Но всякое явление происходит в диалектическом единстве противоположных и взаимоисключающих факторов. Ведь процесс разрушения осадков не менее важен, чем процесс их образования. Гениальную догадку удалось сделать Дарвину. Он писал буквально следующее: „Нахождение переходных форм было бы труднее на поднимающихся участках суши“. Когда я понял, что кроме процесса слагающего есть еще гигантский процесс разрушения геологической летописи и рассматривать их нужно в совокупности, – зародилась тафономия. Понимание взаимодействия обоих процессов очень важно для оценки местонахождений окаменелых остатков в общем потоке форм, которые прошли по лицу Земли. Это и дает возможность понять, что сохранилось и что исчезло. Важно это и для разведки полезных ископаемых.
…Всем специалистам эти вещи известны, но нужно было изложить их по-новому. Была масса фактического материала, накопленного поколениями ученых. Мне казалось, что повторение общеизвестных фактов обесценивает мою работу, потому так трудно было писать. Но как бы то ни было, «Тафономия» появилась. И задача ее заключалась в том, чтобы взглянуть на геологическую летопись с новой точки зрения. Как я и предвидел, главная мысль не сразу была понята, а вернее сказать не сразу принята, так как многое из того, что было сделано и казалось бесспорным, приходилось отвергать. Ведь в науке, как и во всякой другой области жизни, есть своеобразная инерция, консерватизм мышления».
Тафономия, как назвал Ефремов новую отрасль науки, – это учение о закономерностях захоронения органических остатков, то есть учение о тех закономерностях, которые помогают переходу органических остатков из биосферы в литосферу. Главной задачей тафономии является создание достаточно точных, отвечающих реальности представлений о выпавшей из геологической летописи части органического мира прошлых геологических эпох, познание пределов точности теоретических построений палеонтологии.
Еще в статье 1935 года «Выпадение переходных форм в условиях захоронения древнейших четвероногих» Ефремов сформулировал главные положения тафономии. Со времени существования огромных материков палеозоя, указывал он, до наших дней сохранилась лишь незначительная часть континентальных пресноводных отложений; при этом, остатки позвоночных рассеивались по субаэральной поверхности древних материков, а значительная часть площади древних материков в наше время недоступна исследованию, поскольку закрыта более поздними геологическими напластованиями или скрыта под водами моря. К тому же, значительная часть осадочных толщ уничтожена длительным размывом в течение мезозоя и кайнозоя, а из всей массы древних наземных животных в условия, благоприятные для захоронения, попадает лишь небольшая часть их остатков. Собственно, сохраняются преимущественно остатки животных, обитавших вблизи водных бассейнов. Обитатели равнинных и степных пространств сохраняются гораздо реже. И уж совсем исключительно редки остатки животных горных областей, где преобладали процессы выветривания.