Дарвин говорил неопределенно об общем комплексном усложнении и дифференциации организмов. Ламарк пытался найти и руководящую нить процесса эволюции. Он находил ее во все растущем усложнении способности организма реагировать на воздействие окружающей среды. Он считал, кстати сказать неправильно, что растения совершенно пассивны, что они пассивно выносят воздействия внешней среды и пассивно видоизменяются ею. Низшие животные проявляют уже все растущую раздражимость. Но решительным шагом вперед явилось возникновение нервной системы и последующее ее совершенствование, совершенствование ее узлов, возникновение головного мозга и эволюция последнего. Развитие нервной системы позволяет организму тоньше и целесообразнее отвечать на явления внешней среды и подчинять ее своим потребностям. С повышением чувствительности к явлениям внешнего мира, с более тонкими рефлексами связывал Ламарк усложнение и всей организации, приведшее в конце концов к появлению на Земле человека. Мы говорим, что все живые существа образуют цепи непрерывного родства, причем растения и животные более сложные морфологически, т. е. в своем строении из органов, происходят от ближайших к ним более просто построенных. Можно вести эту цепь через весь мир растений, но можно провести ее и по отдельным органам; постепенное появление и последующее усложнение корня, листа, цветка, семени и пр. дает цепь преемственного развития данного органа у различных растений. Совершенствование сердца, легких, конечностей или органов чувств у позвоночных животных также даст цепь постепенного преемственного развития данного органа.

Чаще, однако, мы сопоставляем в ряд некоторое число различных растений или животных и выводим их родословную или, как говорят иногда, строим их родословное дерево.

В некоторых случаях бывает, однако, что мы подмечаем, будто в данной группе живых существ произошло с течением времени не усложнение, а упрощение. Так бывает, например, при переходе свободно живущего растения или животного к паразитизму. Паразит обыкновенно теряет органы активной жизни и становится в своем строении более элементарным. Растения теряют хлорофилл и связанную с ним зеленую окраску, теряют нередко листья, как повилика, или корни, как омела; животные теряют органы движения, а частично и органы чувств. Нередко мы замечаем, что какова среда, таков и образ жизни, а каков образ жизни, таков и организм. Уровень развития повышается или понижается в зависимости от повышения или понижения сложности окружающих условий, влияющих на данный организм.

Решать вопросы о происхождении различных животных и растений на основании их строения нелегко и, понятно, лучше и вернее было бы, если бы мы могли знать, не как должно было итти подобное развитие, а как оно шло на самом деле. Для этого нам служит палеонтологическая летопись. Под этими словами мы разумеем расположение в осадочных пластах земной коры остатков живых существ, населявших землю в прежние геологические эпохи. Те из них, которые захоронены процессами образования осадочных пластов земной коры ближе к ее поверхности, считаются более молодыми, те же, которые лежат глубже, более старыми. Их последовательность и позволяет нам вывести постепенность и точный порядок филогенетического развития животных и растений. Прежде всего поставим, однако, вопрос о том, как образуются осадки и как сохраняются в них следы жизни.

И теперь мы ежегодно можем наблюдать, как отлагаются осадки на дне озер, прудов и других водоемов. При этом листья и другие органы растущих по берегам деревьев, семена и плоды береговых трав, части мхов, а также различные мертвые животные, упавшие на дно, заносятся илом и погребаются в его толще. За зиму ил несколько уплотняется, а на следующее лето этот процесс повторяется снова, и так ежегодно. Б. В. Перфильев изобрел особый прибор — стратометр, которым можно с лодки вырезать в грунте дна пробу в виде длинного столбика. Проба эта кажется однородной, но если продержать ее несколько дней в плоском сосуде с водой, вследствие чего отложенные в иле соединения железа окислятся, то получится яркая слоистость пестро окрашенных в бурые и серые тона тонких прослоек, соответствующих временам года. По этим слоям можно точно определить, какой толщины достигали осадки каждого года, и сосчитать число лет, потребовавшихся на образование всей толщи. Кроме того, по степени окисленности соединений железа, меняющих в зависимости от условий окисления свою окраску, можно судить и о климате каждого из годов, давших изучаемые осадки. Удалось довести искусство взятия таких проб до столба, соответствующего осадкам, потребовавшим для своего образования периода в 6000 лет. Несколько более простой способ был применен различными морскими экспедициями к изучению дна морей. Так Ю. Шокальский и А. Архангельский собрали в 1928 г. надежный материал для изучения осадков, слагающих дно Черного моря.

Рис. 1. Остатки пятнадцати третичных лесов, погребенных под слоями вулканических отложений на северном склоне Аметистовых гор в Йеллоустонском парке (Сев. Америка)

Более древние осадки цементируются минеральными растворами, прессуются отлагающимися на них впоследствии новыми толщами осадков и превращаются в различного рода сланцы. При обилии в осадках углекислого кальция образуются известняки. Если же вместо ила на дно водоема садится песок, то соответственно образуются песчаники. Все они хранят во всей своей толще слои, соответствующие периодичности осаждения ила или песка. А на поверхности отдельных слоев, на которые легко расколоть почти любую осадочную породу, легко отыскать и остатки животных или растений, упавших на дно в год образования данного слоя. На дне морей ежегодно осадки также ложатся слоями и также хранят остатки живых существ. Чем свежее остатки, тем легче установить их строение и форму. Но и остатки, упавшие на дно тысячи и миллионы лет тому назад, нередко сохраняются прекрасно. При этом одни из них обугливаются и лежат между слоями осадочной породы в виде тонких угольных пластинок, сохраняющих полностью рисунок, который они имели при жизни. В других случаях остатки растений пропитываются минеральными растворами и превращаются в окаменелости. Такие окаменелости можно шлифовать на точильном камне и готовить из них столь тонкие пластинки, что их легко рассматривать под микроскопом. Впрочем, это удается и с обугленными частями растений. Наконец, бывает и так, что лист или другая часть растения выдавливает на покрывающей ее массе осадка вполне отчетливый рисунок, а сама истлевает; тогда получаются отпечатки, передающие внешнюю форму листа, но без его строения. Во многих случаях среди осадочных пород сохранились целые стволы деревьев или корневые их системы, попадаются шишки хвойных, споры папоротникообразных, листья и другие части растений. Гораздо реже попадаются окаменелости, возникшие помимо осадков. В Северной Америке найден был целый лес вертикально стоящих стволов окаменелых деревьев среди горной пустыни, где обилие минеральных солей и бездождье сохранили его чрезвычайно хорошо.

Если бы Земля была покрыта осадками равномерно и осадки эти имели бы одинаковую мощность, то палеонтологическая летопись Земли была бы полною. Но так как земная кора, находится в движении, так как во многих местах современная суша покрывалась в различное время морем, а обширные области былой суши оказывались погребенными под волнами морей, то летопись Земли сильно нарушена. Во многих местах толщи осадков размыты и разрушены вместе со всеми заключенными в них окаменелостями. В других их никогда и не было, так как не было условий для их образования. Тем не менее всестороннее изучение осадочных горных пород, известняков, сланцев, песчаников, а для более позднего времени «ленточных» (т. е. слоистых) глин и торфяников, создало прочные основания для оценки слоистых пород в их хронологической последовательности. Летопись Земли установлена, и хотя многие страницы из нее вырваны вовсе геологическими катастрофами, а другие сильно повреждены, она все же дает яркую картину последовательности, с которою шло развитие растительного мира, вначале бедного, однообразного, затем все более и более пышного и прекрасного.