Но, помимо таких личных достижений, как совершенствование характера и смена интересов, Дарвин привез из путешествия находки и результаты конкретных исследований, без преувеличения обогатившие научные знания того времени. На этом мы и остановимся подробнее. Прежде всего, следует отдать должное геологии — науке, которой наш герой уделял очень большое внимание.
В экспедицию Дарвин взял с собой недавно изданный труд Чарлза Лайеля «Основы геологии». В этой книге Лайель, в частности, возражал против теории катастроф Жоржа Кювье. Согласно этой теории, в истории Земли время от времени происходили катаклизмы, резко меняющие расположение горных пород, рельефы и ландшафты и истребляющие все живое (так Кювье объяснял находки останков ископаемых животных и растений). Чарлз Лайель утверждал, что изменения земной поверхности происходят постоянно, под влиянием различных факторов. Лайель считается основателем геологического актуализма — метода, с помощью которого можно судить о геологических процессах древности, изучая современные аналоги этих процессов. Свои геологические исследования Дарвин проводил в рамках взглядов Лайеля и всегда демонстрировал их превосходство над точкой зрения сторонников теории катастроф.
Дарвин подробно исследовал геологию острова Сант-Яго (архипелаг острова Зеленого Мыса). На основании своих наблюдений он сделал выводы о природе океанических островов. Дарвин продемонстрировал, что и островные, и континентальные вулканы образуются в местах поднятия горных систем и материков благодаря образующимся при этом разломам. Изучая геологию Южной Америки, ученый пришел к выводу, что материк неоднократно поднимался и опускался. Дарвин описал происхождение Патагонской равнины и продемонстрировал динамику выветривания Кордильер. Изучая коралловые острова и рифы, он открыл биогенное происхождение этих объектов и описал механизмы их образования. Помимо того, что ученый провел конкретные исследования и большую описательную работу, он собрал богатейшую коллекцию минералов и горных пород.
В Южной Америке Дарвин сделал большое количество палеонтологических находок. Так, в Аргентине он открыл целый ряд вымерших неполнозубых, родственников современных ленивцев, муравьедов и броненосцев. Эти находки привели ученого в восторг. Например, найденный им мегатерий представлял собой гигантского наземного ленивца с длинной тела до 6 метров. Также сильно удивил Дарвина обнаруженный им токсодон — крупное травоядное млекопитающее. Но исследователя поразили не размеры ископаемого животного, а сочетание в его строении черт, присущих разным группам современных зверей.
«Наконец, токсодон (Toxodon), быть может одно из самых диковинных из когда-либо открытых животных: величиной он равняется слону или мегатерию, но строение его зубов, как установил м-р Оуэн, неоспоримо доказывает, что это близкий родственник грызунов — отряда, к которому в настоящее время относятся по большей части самые маленькие четвероногие;
многие черты приближают его к Pachydermata [78]; судя по расположению глаз, ушей и ноздрей, это было, вероятно, водяное животное вроде дюгоня или ламантина, к которым он также близок. Как удивительно признаки всех этих различных отрядов, в настоящее время так резко разграниченных, сочетались друг с другом в различных особенностях строения токсодона!»
Сейчас токсодонов относят к особому отряду ископаемых копытных, некоторые виды которых действительно имели зубы, напоминающие зубы грызунов.
Конечно же, палеонтологические находки Дарвина представляли и до сих пор представляют огромный интерес. Но не менее важны и выводы, которые исследователь смог сделать из своих открытий. Уже во время экспедиции он сопоставил результаты своих геологических исследований Южной Америки с находками ископаемых животных. И убедившись в том, что большинство найденных им млекопитающих вымерло в недавнее геологическое время, он понял, что причиной их исчезновения не могла быть катастрофа, так как никаких ее следов обнаружить не удалось. Дарвин стал задумываться над причинами исчезновения видов. Кроме того, на примере токсодона он увидел, что современные группы животных могли иметь предков, сочетающих в себе их черты.
Также Дарвин смог опровергнуть еще один довод сторонников теории катастроф. Одним из доказательств своей теории последователи Кювье считали скопление большого количества различных ископаемых животных в одном и том же месте. Дарвин нашел современный аналог событий, которые могли привести к такой локализации находок. Он выяснил, что в 1827–1830 годах в Аргентине была сильная засуха. Привычные места водопоя исчезли. Скот, обезумевший от жажды, тысячами двинулся к реке Паране. Но подходы к ней были сильно заболочены и громадное количество животных гибло в топях, не дойдя до воды. Так образовались громадные скопления скелетов погибших животных. Дарвин, несомненно, правомерно предположил, что подобные события вполне могли происходить и в доисторические времена.
Сравнивая ископаемых животных, найденных на территории Северной и Южной Америки, Дарвин пришел к выводу, что раньше связь между этими двумя континентами была теснее: многие ископаемые формы были найдены на территории обоих материков, в то время как современная фауна Америк сильно отличалась. Серьезные различия в существующем видовом составе животных двух континентов Дарвин объяснял возникновением географических барьеров, таких как Мексиканский залив, плоскогорья на юге Северной Америки, Карибское море. Также он обнаружил сходства в фауне Северной Америки и Сибири. На основании этого сходства он предположил, что на месте современного Берингова пролива существовала перемычка, соединяющая Северную Америку и Азию. Этими и многими другими исследованиями Дарвин положил начало новому разделу науки о живой природе — биогеографии.
Ну и, наконец, нельзя не рассказать о знаменитых наблюдениях, сделанных нашим героем на Галапагосских островах. Те читатели, которые когда-либо интересовались биологией, вероятно знают о том, что серьезную роль в становлении и развитии эволюционистских идей Дарвина сыграли галапагосские вьюрки. Действительно, ученый уделил этим маленьким птицам большое внимание.
Фауна Галапагосских островов довольно бедна. Дарвин обнаружил всего 26 видов птиц, из которых 25 он определил как эндемичные[79]. Изучая птичье население Галапагоссов, исследователь обратил внимание на 13 видов вьюрков. В целом представители этих видов были сходны между собой и отличались в основном размерами и формой клюва. Самый большой клюв Дарвин сравнивал с клювом дубоноса, а самый маленький — с клювом славки. Из этих наблюдений он сделал очень важный вывод:
«Наблюдая эту постепенность и различие в строении в пределах одной небольшой, связанной тесными узами родства группы птиц, можно действительно представить себе, что вследствие первоначальной малочисленности птиц на этом архипелаге был взят один вид и видоизменен в различных целях».
Подтверждения этой идеи Дарвин нашел и среди других групп галапагосских животных. Так он заметил, что населяющие разные острова гигантские сухопутные черепахи отличаются между собой. Эти отличия были так хорошо заметны, что жители архипелага по виду черепахи могли довольно точно определить, с какого именно острова она взята.
До сих пор галапагосские вьюрки и черепахи считаются одним из лучших примеров дивергенции — расхождения признаков у первоначально близких групп организмов в результате эволюции. Подсемейство вьюрков, описанное ученым, теперь носит его имя — дарвиновы вьюрки.
Также Дарвин обратил внимание, что на Галапагосских островах преобладают виды, близкие к фауне Америки, в то время как на островах Зеленого Мыса обитают виды, близкие к африканским. Сейчас такое «открытие» не может удивить даже школьника, достаточно посмотреть на карту и становится понятно, откуда шло заселение этих островов. Но в те времена, когда вопрос о самом факте эволюции был дискуссионным, это наблюдение имело важное значение.