загрузка...

Современная палеонтология

  • 16.06.2010 / Просмотров: 5584
    //Тэги: эволюция   Гордон   палеонтология  

    Существуют ли в метеоритном материале признаки примитивных бактериальных форм? Почему останки многоклеточных организмов находят все в более древних слоях? О том, насколько современная палеонтология может за 10-15 лет изменить наши знания и представления о начальных этапах развития жизни на Земле, - член-корреспондент РАН палеонтолог Алексей Розанов.

загрузка...







загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Расшифровка передачи


Александр Гордон. …и почему она уже требует об-
новления?
Алексей Розанов. Саша, если позволите, я начну с
того, как общество воспринимает, вообще говоря, па-
леонтологию.
Александр Гордон. Любопытно.
Алексей Розанов. Буквально вчера я посмотрел фильм, который
был сделан о нашем институте. Начинается фильм с
опроса людей на улицах Москвы. Простенький вопрос:
что такое палеонтология? Надо сказать, что из десяти
опрошенных только один школьник лет 10–12 ответил
и достаточно точно ответил, что это наука о ископае-
мых животных и растениях. Но есть вторая сторона де-
ла, это как воспринимают палеонтологию не на улице
случайные люди, а те, которые к науке какое-то имеют
отношение или отношение имеют к власти или что-ни-
будь в этом духе. Они воспринимают это занятие как
некое подобие филателии или нумизматики. Люди со-
бирают какие-то ракушки, кости, какие-то предметы.
Александр Гордон. «Черт знает, чем занимаются».
Алексей Розанов. Да. И систематизируют их, раскладывают, ящич-
ки у них такие, коробочки и так далее. Но на самом де-
ле это гораздо более серьезно, чем может показаться
на первый взгляд. Потому что, во-первых, ни одна нау-
ка, которая занимается развитием жизни на Земле, не
могла бы доказать, что эволюция необратима, если бы
не было палеонтологии. Вообще для многих смежных
наук, и биологических, и геологических палеонтология
чрезвычайно полезна, как таковая, для развития. У па-
леонтологии есть и прагматический смысл.
Я как-то уже рассказывал: мы с академиком Бори-
сом Сергеевичем Соколовым, когда написали лет 15
назад статью про палеонтологический музей, косну-
лись вопроса о том, сколько денег вообще нужно на со-
держание такого института, как наш. А это самый пре-
стижный институт в области палеонтологии в мире –
не только в нашей стране, но и в мире. Так вот на со-
держание такого института нужно всего лишь навсе-
го столько денег, сколько на одну глубокую нефтяную
скважину. А не-употребление данных, которые произ-
водит институт и другие палеонтологи в нашей стра-
не, заставляет тратить гораздо больше денег, по край-
ней мере, процентов на 15–20. То есть представляете,
сколько можно было бы содержать таких институтов,
и сколько можно было бы сэкономить денег на любые
другие цели.
Александр Гордон. Рентабельное у вас производство.
Алексей Розанов. Но дело в том, что никто особенно этим не ин-
тересуется. И парадокс состоит в том, что наши неф-
тяники не очень интересуются тем, что делается в Па-
леонтологическом институте.
Александр Гордон. Хотя казалось бы…
Алексей Розанов. Да. А вот нефтяники, скажем, австралийские
или американские, они интересуются. Потому что они
знают этому цену. Я не буду дальше развивать эту те-
му, потому что это вообще больной вопрос со всеми
нашими нефтяными делами, использование нефти и
так далее.
Теперь есть третий аспект. Третий аспект состоит в
том, что, вообще говоря, до тех пор, пока мы с самого
юного возраста не начнем людей учить тому, что изуча-
ет палеонтология – учить, конечно, не в том объеме,
как мы сами занимаемся, а в объеме школьного и уни-
верситетского курса, – до тех пор мы всё равно не смо-
жем сделать культурного человека, который бережно
относится к биосфере. Потому что до тех пор, пока это
не осознанно, не поймет человек, что то, что сегодня
мы имеем вокруг, создавалось миллиарды, сотни мил-
лионов лет, что это нужно очень беречь.
И поэтому, когда директор какого-нибудь завода
сбрасывает в речку какие-нибудь отходы химического
производства или что-нибудь в этом духе, то совсем не
обязательно, что он стервец. Он может быть просто аб-
солютно неграмотным человеком. Когда человек стоит
на остановке троллейбусной или трамвайной и броса-
ет сигарету или там плюет, он тоже не совсем понима-
ет, что он делает. Лучше этого не делать. Из этих мел-
ких штришков складывается отношение к окружающей
среде, к биосфере. А биосфера – это очень своеобраз-
ная вещь, она ведь в нас не заинтересована, биосфера
существовала без нас и будет существовать без нас, и
её задача-то вообще с нами расправиться, как можно
скорее, потому что мы уродуем ее. Значит, палеонто-
логия имеет, безусловно, огромное значение прагма-
тическое, научное и чисто человеческое, воспитатель-
ное.
А теперь несколько слов о том, что палеонтоло-
гия существенно менялась последние, скажем, 10–15
лет. Классическая палеонтология, она остается, она
очень нужна, это всё очень правильно. Но палеонтоло-
гия столкнулась с необходимостью заниматься совсем
другими вещами, скажем, не только слонами, брахио-
подами, моллюсками и так далее. Ведь в истории Зе-
мли существует огромный промежуток времени, когда
этого ничего не было, и где мы должны искать какие-то
подходы, потому что всё равно остается палеонтоло-
гический метод, самый точный для датирования воз-
раста, по крайней мере, для фанирозойской части или
последней части – от 600 миллионов лет – шкалы. По-
тому что, если мы не знаем семь восьмых истории Зе-
мли, то наши выводы по многим параметрам, науч-
ным и практическим, очень хлипкие. Поэтому некото-
рое время тому назад родилась палеонтология докем-
брия. Автор этого термина, и очень мощная фигура, ко-
торая продвигала это направление, это академик Б.С.
Соколов. Сегодня, кстати, я его видел на заседании
Бюро, он ещё здравствует, ему 90 лет исполнится вско-
рости, через несколько месяцев.
Это направление, палеонтология докембрия, разви-
вается очень активно. И сейчас вообще произошли се-
рьезные сдвиги, потому что, скажем, 15–20 лет тому
назад никто бы не решился сказать, что бактерии со-
храняются в ископаемом состоянии так же, как кости,
ракушки и так далее. А оказалось, что они не только
сохраняются, но они сохраняются изумительно, и ни-
чуть не хуже, чем сохраняются другие ископаемые, ко-
торые имеют раковину, кости и так далее.
Теперь я всё-таки пойду сверху вниз. Знаете, сего-
дня мы имеем такую привычную фауну, когда даже де-
ти отличают слонов от, скажем, гусениц, бабочек и так
далее. Но такой более менее современный вид вся
органика приобрела не так давно. Земля-то существу-
ет 4,5 миллиарда лет, а этот современный вид начал
складываться всего-навсего 550–600 миллионов лет
тому назад.
На картинке, которую сейчас вы видите, показаны
первые скелетные фауны. Это приблизительно 550–
600 миллионов лет тому назад, когда очень многие
организмы приобрели возможность строить скелет. До
этого почти их не было. И большинство этих иско-
паемых имели фосфатные скелеты. Не очень выгод-
ная энергетически система, потом всё больше стано-
вилось ископаемых с карбонатными скелетами. Эта
фауна очень интересная, название её – Томмотская, и
это было достижение нашей российской, советской то-
гда науки – выяснение того, что есть такой момент, ко-
гда животные в массе приобретают возможность стро-
ить скелет.
Если мы пойдем дальше вглубь, то столкнемся со
следующей фауной, где в основном тоже нормально
развитые организмы. Это многоклеточные организмы,
животные, но они все не имеют скелета. Сейчас на кар-
тине вы можете посмотреть некоторых представите-
лей этой фауны, они близки к червям, медузам, может
быть, к кишечно-полостным. Это знаменитая Вендская
или Вендо-эдиокарская фауна. Впервые она была опи-
сана в Австралии, потом огромное местонахождение,
сейчас богатейшее в мире, было найдено на Белом мо-
ре. У нас в институте занимаются этим, и кстати, у исто-
ков описания этой фауны в России тоже стоял акаде-
мик Б.С. Соколов, а сейчас член-корреспондент М.А.
Федонкин, который его заместил на посту заведующе-
го лабораторией, и целая плеяда молодых людей, ко-
торые работают в институте.
Но обычные представления, которые вы увидите в
учебниках, сводятся к тому, что отсюда начинается ре-
альная жизнь многоклеточных. На самом деле это ока-
залось совсем не так. Древнее Венда были обнаруже-
ны многие ископаемые. Некоторые из них я проиллю-
стрирую. Сейчас на картине вы увидите такие похо-
жие на червяков кругленькие колечки. Это так называ-
емые грипании, они были описаны из Верхней Рифии,
то есть порядок цифр – 700 миллионов лет.
Но когда это 700 миллионов лет, и когда это метафи-
та, то есть эвкаритические многоклеточные организ-
мы, но все-таки растительного происхождения, это всё
еще мало интересно. Но совсем недавно, несколько
лет тому назад эти же организмы, эти грипании были
найдены в отложении с возрастом в 2,1 миллиарда, что
означает, что представления наши о том, где у нас на-
чинаются многоклеточные в истории, должны быть се-
рьезно изменены.
Но если мы пойдем дальше, то следует сказать, что
было много забыто, много было известно уже давно,
но как-то не обращали внимания. Некоторые вещи на-
ши коллеги игнорировали, поскольку это было найде-
но на нашей территории, тут всякие приоритетные мо-
менты имели значение. Сейчас вы можете видеть на
картине очень интересные вещи, это 1 миллиард 900
миллионов, но это метазоа. Это, скорее всего, кишеч-
но-полостные, но может быть, это и полихетного типа
существа, то есть черви.
Если это черви, то это более высокая организация.
Но и кишечно-полостных достаточно: миллиард 900
миллионов, а у вас уже организм, который…
Александр Гордон. Является многоклеточным животным.
Алексей Розанов. Да. То есть это вообще – будь здоров. На про-
тяжении всего времени существования этих организ-
мов, и других аналогичных, существуют ещё так назы-
ваемые акритархи. Может быть, можно показать кар-
тинку с акритархами. Это одноклеточные, планктонные
формы, они достаточно понятны по многим признакам.
Это эвкаритические организмы, и они у нас находятся
во всём проторозое, то есть от приблизительно двух
миллиардов с лишним, и до кайнозоя, то есть до того
момента, когда вымерли динозавры. Они хорошо со-
храняются, потому что это всё состоит из органической
субстанции, которая не поддается разрушению кисло-
тами. Это легко выделяется из пород и потом изучает-
ся под микроскопом.
Теперь ещё несколько слов о других организмах, ко-
торые были найдены в древних породах. Сейчас вы
видите на картинке очень любопытные трубочки, это
трубочки, вероятнее всего, бактерий, возрастом в 3,5
миллиарда. Это было описано несколькими исследо-
вателями, это были Шопф, Френсис Вестол. Эти тру-
бочки, кроме всего прочего, описаны из очень похожих
на стромотолиты образований, а стромотолиты обыч-
но считаются цианобактериальными холмами. И если
это стромотолиты и это трубочки, то тогда нужно ду-
мать, что это возраст 3,5 миллиарда – уже цианобак-
терии.
Александр Гордон. Кислородная атмосфера.
Алексей Розанов. Конечно. И представляете, что дальше. Дальше
цианобактерии, а это, вообще говоря, среди бактерий
одни из самых сложных организмов.
Вы правильно сказали насчет кислорода. Эти откры-
тия начинают входить в противоречия с очень многи-
ми фактами, которые обосновывали концепцию невоз-
можности присутствия кислородной атмосферы в это
время. Но я как-то обратил внимание на рисунок, кото-
рый вы сейчас увидите на экране. Здесь с левой сто-
роны – зерна уранинита, а с правой стороны – зерна
современного пляжа Австралии, где добывается мине-
рал моноцит. Я этот снимок видел многократно, много
лет, и как-то совершенно не обращал на него внима-
ния. А соль в том, что уранинит, если он окатанный,
а здесь показан вроде бы как окатанный уранинит, не
может сохраниться в такой форме, если в атмосфере
есть кислород, тогда он должен перейти в другую фор-
му окислов урана.
Александр Гордон. То есть это основной аргумент в пользу бески-
слородной атмосферы.
Алексей Розанов. Один из основных аргументов. Там были и дру-
гие аргументы, но этот считался очень сильным аргу-
ментом. И вдруг я обратил внимание на то, что, по-
смотрите, под этим уранинитом стоит шкала 0,1 мил-
лиметра, а под зёрнами современного пляжа Австра-
лии стоит другая шкала. Зёрна уранинита, это около
0,1 миллиметра, зёрна моноцита – 0,2 миллиметра и
больше, а по форме они похожи. Но люди, которые это
напечатали и которые так аргументировали эту пози-
цию, забыли о том, что 0,15 миллиметра – это грани-
ца окатываемости. Если есть у вас какой-то обломок
меньше, чем 0,15, то он будет остроугольный. Значит,
то объяснение, что уранинит – это окатанные зёрна, не
корректно. Значит, нужно искать какое-то другое объ-
яснение. Я не знаю этого материала и не видел его в
микроскоп, но я подозреваю, что это, вообще говоря,
бактериальные сгустки, поэтому они имеют такую фор-
му. Мы очень часто встречаем такого рода образова-
ния.
А на следующей картинке с пляжа Австралии, обра-
тите внимание, все зёрна остроугольные, никаких ока-
танных зёрен нет, а всё, что вы видите круглое, это не
зёрна обломочные, а живые фораминиферы.
Подведя некоторый итог, можно было бы составить
таблицу, которую, я надеюсь, нам тоже покажут. Здесь
черным показано появление разных по степени орга-
низации организмов. Взято это из книги Шопфа, кото-
рая была издана где-то порядка 20 лет тому назад. На
тот момент было известно то, что показано черным.
Надо сказать, что и сейчас в основных учебниках вы
увидите приблизительно то, что нарисовано черным. А
серым – те данные, которые были получены в послед-
нее время или реабилитированы из тех, которые бы-
ли известны, но на которые не обращали внимания.
Обратите внимание, что, скажем, грибы (здесь они се-
рым нарисованы) появляются, по крайней мере, уже
два с лишним миллиарда лет тому назад. У Шопфа во-
обще грибов никаких не было.
Значит, появились очень интересные возможности
сейчас. Обратили внимание на то, что есть следы си-
нусоидного типа. Следами мы много занимались в ин-
тервале Вендт-Кембрий, а в древних породах не очень
занимались.
Александр Гордон. То есть не самими останками, а следами.
Алексей Розанов. Следами, следами ползания. Если след имеет
сложную, витиеватую форму, типа не очень правиль-
ной синусоиды, то это означает, что это организм, (это
сантиметровые размерности, конечно, а не микрон-
ные, там другие будут закономерности) целоматный
или целомный, т.е. с целомом. А мы такие следы нахо-
дим в нижнем Рифее, может быть, в основании сред-
него Рифея, по крайней мере, это миллиард 200, мил-
лиард 300. То есть это похлеще, чем то, что я говорил
про организмы, которые называются удаканиями, ко-
торые были кишечно-полостные. После коррекций, ко-
торые введены здесь, возникает очень много сложных
проблем. Во-первых, если так рано появляются цело-
маты, всякие эвкариоты и так далее, то о том, что где-
то на трех миллиардах ещё была восстановительная
атмосфера, говорить не приходится.
На следующей картинке, которую я могу показать,
изображено то же самое по распространению организ-
мов, но дана предполагаемая кислородная кривая. По-
казано, как возрастало участие кислорода в нашей ат-
мосфере. А с левой стороны зубчиками показаны круп-
нейшие оледенения в докембрии. Я хотел бы обратить
внимание на самый нижний зубчик. Это архей, это по-
чти 3 миллиарда. Я как раз на днях беседовал со спе-
циалистами, которые занимаются этим. Сегодня на за-
седании Бюро отделения наук о земле этот вопрос то-
же всплывал. Это настоящие ледниковые отложения.
Обычно в наших учебниках говорится, что в это время
на Земле была бескислородная атмосфера и темпера-
туры средние по планете были 60 градусов. Сегодня –
где-то десяток. А тогда 60 – средняя по планете. Зна-
чит, там выжить ничего вроде как не может.
Но некоторое спасение в этом зубчике есть, потому
что, если были ледниковые отложения, значит, была
климатическая дифференциация. Значит можно пред-
ставить себе, что какие-то организмы в оазисах такого
типа развивались и могли продвинуться очень серьез-
но. Мне представляется, что была сначала прокариот-
ная или прокаритическая биосфера до определенно-
го момента, потом была некая промежуточная биосфе-
ра, когда появлялись эвкариоты, но они не были до-
минантами, и потом сформировалась нормальная уже
эвкаритическая биосфера, с которой мы сталкиваем-
ся и сегодня. И я считаю, что количество кислорода в
атмосфере с момента появления настоящей эвкарити-
ческой биосферы было тем же, что и сегодня.
Александр Гордон. Значит, 500 миллионов лет назад.
Алексей Розанов. Да, где-то 550, 600 миллионов лет, к этому мо-
менту уже уровень кислорода был высоким. Он, ко-
нечно, колебался потом. Там, на рисунке, есть коле-
бания. Одно связано с накоплением железистых квар-
цитов, этих огромных залежей железа, например, Кур-
ской магнитной аномалии. По многим материкам мы
наблюдаем такие породы.
Александр Гордон. Примерно два миллиарда лет назад.
Алексей Розанов. Около двух миллиардов, два миллиарда, мил-
лиард 800. Наверное, спад кислорода в этот момент
происходил. Конечно, эта кривая интуитивная, посчи-
тать это очень трудно. Хотя профессор Сорохтин, в Ин-
ституте океанологии, считает, вводя в свои формулы
разные параметры. В частности, мы иногда с ним обсу-
ждаем как раз возможность иной интерпретации, иных
подсчетов, и в последнее время он уже получил кри-
вую, которая довольно близка к тому, что здесь нари-
совано.
Я хотел бы ещё несколько слов сказать совсем о
другом. Возможность изучать ископаемые бактерии
открыла совершенно удивительные возможности и в
палеонтологии, и в смежных науках. Вообще говоря,
классическая палеонтология употребляется для стра-
тиграфии, она и для нефтяных дел очень полезна. А
бактериальная палеонтология для стратиграфии по-
чти бесполезна. Нитки, шарики, они, понимаете, и в
Африке нитки и шарики. Но любопытно то, что она от-
крывает огромные возможности в переосмыслении се-
диментологических проблем.
На картинке, которую, я хотел бы, чтобы вы посмо-
трели, видно: верхняя картинка, это современная ци-
анобактерия, а на нижней образец из фосфоритов, ко-
торые имеют возраст 550 миллионов лет. Обратите
внимание, какая изумительная сохранность. Это один
из первых снимков вообще, который был получен для
фосфоритов. Иногда мы задумываемся о скоростях
самих процессов. Если это сохраняется в таком иде-
альном виде, значит, это должно было быстро окаме-
неть. Потом всё это было подтверждено в лаборато-
рии, в эксперименте у академика Заварзина. Было по-
казано, что действительно фосфатизация идет очень
быстро. Это считанные часы, и поэтому они сохраня-
ются практически в любых породах. Если можно, сле-
дующую картинку покажите, пожалуйста.
Александр Гордон. Это фосфатизация пленки.
Алексей Розанов. Да, да, фосфатизация самих бактерий, трубо-
чек. Это разорванный цианобактериальный мат. Если
мы возьмем обычную лужу, когда она покрывается зе-
ленью, потом высыхает, эта корочка лопается и скуко-
живается. Вот это как раз это самое и есть, только раз-
ница с лужей состоит в том, что здесь возраст – 600,
550 миллионов лет, и посмотрите, какая идеальная
сохранность этого скукоженного мата. И следующую
картинку, если можно. Обратите внимание, это совре-
менные цианобактерии, трубочки, или округлые тель-
ца, между которыми находятся полисахаридные плен-
ки. Толщина этих пленок, скажем, 10–20 нанометров
всего-навсего. А нижний правый снимок, видите, там
эта же пленочка с дырками, это опять кембрий, опять
500 с лишним миллионов, и толщина всего-навсего 10–
20 нанометров. То есть вы представляете, какие дели-
катные вещи могут сохраняться именно за счет такой
огромной скорости фоссилизации.
После того как мы получали такие результаты, есте-
ственно, мы задумывались над вопросами уже седи-
ментологическими. Конечно, если вы, скажем, нахо-
дите сохранившиеся в породе следы ряби или следы
передвижения динозавров или ползания каких-нибудь
моллюсков, или червей, то вы можете быть уверены,
что они ползали по осадку, который весь насквозь про-
низан этими полисахаридами, и, соответственно, там
жили бактерии. Потому что, если бы там была бы сте-
рильная среда, это просто был бы осадок из обломков,
скажем, кварца, эти следы бы не сохранились, их спо-
койно бы размыло и всё. А они сохраняются только по-
тому, что фиксируются полисахаридами.
На следующем снимке я хотел бы вам показать бак-
терии, которые окружены такой темной каймой. Эта
тёмная кайма – глинистые минералы. Сейчас стано-
вится ясно, что глинистые минералы не обязательно
образуются от разрушения горных пород и сносятся в
виде обломочной тонкой фракции. Бактерии могут на
наружном чехле или в чехле образовывать аутигенные
глинистые минералы. И если 20 лет назад Лавенштам
прописал в книжке где-то около 20 довольно тривиаль-
ных минералов, которые могут образовываться с по-
мощью бактерий, то сегодня их уже 120, и среди них по-
падают такие: кварц, кристобалит, полевой шпат, гли-
нистые минералы и так далее. Поэтому представления
наши о том, из чего состоит осадочная порода, в ряде
случаев должны меняться. Я не хочу сказать, что все
глины образуются только аутигеным путем. Нет, конеч-
но, пропорции здесь будут разные. Но когда мы имеем
тоненькие прослоечки…
Александр Гордон. Живой глины.
Алексей Розанов. …То, как правило, мы там сразу находим очень
хорошо сохранившиеся бактерии. Это вне всякого со-
мнения. Поэтому здесь возникает такой вопрос. Если
в прошлом мы имеем огромное количество мелковод-
ных бассейнов, которые по глубине находятся в преде-
лах фотической зоны, т.е. в зоне проникновения света,
то они должны были быть пронизаны насквозь бакте-
риями. И следовательно, процесс отложения и диаге-
неза (преобразования) осадков, должен был идти обя-
зательно при участии бактерий, и при очень активном
их участии. И это заставляет сейчас думать, что мно-
гие модели седиментации в древних мелководных бас-
сейнах (к сожалению, сегодня нет таких) должны быть
пересмотрены, должны быть созданы заново.
Теперь о метеоритах. Вы знаете, очень бурные спо-
ры идут по поводу того, что в метеоритах правда, что
не правда. Конечно, та фотография, которую опубли-
ковал Д. Маккей со своей компанией в «Сайенс» и в
«Сантифик Америкон», не самая удачная, если не ска-
зать, что просто не удачная. Когда я был в Хьюстоне
у него в лаборатории, я имел возможность посмотреть
весь материал, и был изумлен тем, что они опублико-
вали совсем не то, что надо было напечатать. Одну из
фотографий я здесь сейчас быстренько покажу. Но по-
том случилось так, что мы нашли в Ефремовке неко-
торые образования, похожие на те, что нашли амери-
канцы в Мурчесоне.
Видите, идет тоненькая ниточка поперек снимка, и
диаметр, строение её, конструкция, ничем не отлича-
ется от нормальных бактерий, и вообще говоря, сомне-
ний в том, что это бактерия, нет. То есть невозможно
предложить альтернативное толкование этой морфо-
логии. Можно предположить, что, скажем, это засоре-
ние. Но мы уже сейчас вместе с некоторыми коллега-
ми из НАСА провели кучу всяких экспериментов, и мы
знаем, как распознать засорения.
Александр Гордон. Если бы в земной породе это обнаружили, то не
было бы никаких сомнений, что это?
Алексей Розанов. Никто не стал бы спорить, что, конечно, это бак-
терия. А здесь спорят, потому что это метеориты. Это
нормальное мышление, «в метеорите не может быть,
поскольку, этого не может быть никогда». Но мы научи-
лись различать засорения, каждое засорение обяза-
тельно дает в анализе ванадий, калий, хлор, такие эле-
менты, которые в метеорите или практически отсут-
ствуют или отсутствуют совершенно. Но для меня са-
мое убедительное было то, что сейчас покажут на кар-
тинке, это метеорит Оргей, а внизу современная бак-
терия. Обратите внимание, что внутри и того, и другого
тела расположены такие черные точки. Это кристаллы
магнетита. Для меня это был последний момент, когда
я перестал сомневаться, что действительно мы в ме-
теоритах имеем псевдоморфозы по бактериям. Конеч-
но, это всё окаменевшее, конечно, это всё очень древ-
нее, и, наверное, многие вещи старше, чем Земля. Но
во всяком случае, для меня это было очень важно.
Александр Гордон. А размеры схожи?
Алексей Розанов. Абсолютно нормальные земные бактериальные
размеры. Если можно ещё несколько картинок – это па-
ры земных и неземных объектов. Здесь на каждой па-
ре, верх – это какой-то земной объект, либо ископае-
мый, либо современный, а внизу – объект из метеори-
та. Сегодня мы подобрали уже порядка ста с лишним
таких пар, и будет опубликован атлас вместе с насов-
скими нашими коллегами, и мы скажем: ребята, теперь
ломайте голову как хотите по этому поводу, мы своё
дело сделали. Это так же, как когда я однажды высту-
пал, и мне сказали: нанобактерий быть не может, по-
тому что туда невозможно уложить весь геном. Я ска-
зал: поскольку сегодня мы знаем, что нанобактерии су-
ществуют, и я видел это собственными глазами, то как
укладывать туда геном, этим вы занимайтесь, мне уже
не надо, я пошел дальше.
Покажите подряд все картинки, все четыре.
Александр Гордон. Как в детской игре, найди два отличия.
Алексей Розанов. Это просто потрясающее сходство. Конечно,
можно набрать много земных объектов, которые бу-
дут очень похожи на ископаемые бактерии и образо-
вания из метеоритов. Но я всегда привожу такой при-
мер. Если, скажем, человек, который не занимается па-
леонтологией, будет смотреть на выложенные на сто-
ле две бедренные кости, одну – динозавра, а другую –
мамонта, и если они сходных размеров, то ведь неспе-
циалист никогда в жизни не скажет, где динозавр, а где
мамонт. Когда люди говорят, что это похоже на что-то –
это прежде всего недостаток опыта рассмотрения та-
ких объектов. Да, они очень сложные, и они очень про-
стые. Но есть, знаете, много всяких мелких деталей,
которые указывают на то, что это не может быть неор-
ганикой или, наоборот, органикой. Точно так же, как ко-
гда мы исследуем земные объекты.
Этот снимок задержите, пожалуйста, на экране. Ко-
гда мы исследуем земные объекты, естественно со-
вершенно, мы тоже сталкиваемся с проблемой толко-
вания – шарик, ниточка, биогенный, абиогенный. Но
нам помогают продукты, которые они производят. Из-
учая бактерии, можно изучать практически все ме-
сторождения полезных ископаемых. И сейчас можно
утверждать абсолютно смело, что осадочные месторо-
ждения полезных ископаемых возникают обязательно
при участии бактерий, и без бактерий не могут быть.
Это так же очевидно, как то, что здесь на полу или у
нас на руках, на штанах, на лампах, везде обязатель-
но есть бактерии, почти непрерывные тоненькие пле-
ночки, они есть везде. И поэтому, сегодня мы должны
себя немножко переломить в восприятии научного ма-
териала, когда мы очень спокойно рассуждали о том,
что идет механическое осаждение или что-то химиче-
ски формируется. Вы знаете, я думаю, что практически
даже в солях, в доломитах, мы везде имеем следы де-
ятельности бактерий, и это нужно обязательно иметь в
виду как руководство к действию, к переработке наших
концепций.
Может быть, я немножко увлекаюсь, и даже навер-
няка. Наверное, в каких-то случаях я выдаю желаемое
за действительное. Я думаю, что какое-то, достаточно
большое количество ошибок в рассуждениях моих кол-
лег, которые этим занимаются, имеет место быть. Но
не видеть, что это серьезный процесс, что, вообще го-
воря, бактерии играют огромную роль во всех геологи-
ческих процессах, сегодня, по-моему, уже невозможно.
Александр Гордон. Существование ископаемых бактерий в метео-
ритах всё равно ведь только косвенным образом мо-
жет подтвердить теорию панспермии. Потому что пока
не найдено ни одной живой бактерии, верно ведь?
Алексей Розанов. Это верно. Но я вам скажу, что, вообще гово-
ря, сама теория панспермии и исследование метео-
ритов (даже если в отношении бактерий это матери-
ал достоверный), они не вполне, так сказать, сопри-
касаются. То есть соприкасается, но одно другое не
вполне оправдывает и подтверждает. Потому что это
немножко всё-таки разные вещи. Существовали, ска-
жем, какие-то бактерии на планетах типа Фаэтон, – од-
на из версий, считающаяся более менее фантастиче-
ской, хотя я не вижу здесь больших фантазий. Или ка-
кие-то планетные тела в других системах, не обяза-
тельно солнечной.
Александр Гордон. Тот же Марс.
Алексей Розанов. Нет, не обязательно солнечной даже. Потом они
были разрушены, принесены. Но это ещё не говорит
о том, что панспермия имеет место быть. Это говорит
только о том, что жизнь существовала раньше, она бы-
ла в других местах, образовалась не только на Земле и
так далее. Точно так же, когда появились первые наши
публикации, мне говорили: «ну, теперь вы доказали,
что бактерии были принесены на Землю». Я говорю:
«простите, ничего общего». Принесены остатки бакте-
рий, которые окаменели давным-давно, а могут ли они
быть принесены в живом виде, это уже вопрос. Прав-
да, я думаю, что могут. Сегодня антарктические рабо-
ты по сохранности бактерий, по вечной мерзлоте, ясно
показали, что несколько миллионов лет бактерий мо-
гут находиться в анабиозе. Решается проблема транс-
порта – в ледяных кометах, скорее всего, можно при-
нести. Но я так далеко не иду, понимаете, я уже так на-
ходил много в разные стороны, что…
Александр Гордон. Напомните мне, пожалуйста, самые ранние на-
ходки эвкариотических организмов.
Алексей Розанов. Сегодня в породах с возрастом 2,7 обнаруже-
ны стиролы, которые говорят о том, что, возможно, это
эвкариоты. Но когда мы разговаривали с академиком
Добрецовым, он говорит: «а ты уверен, что они инсит-
ные?», то есть в том, что они там и были? Может быть,
эти органические соединения откуда-нибудь мигриро-
вали? В принципе, это возможно, но по той геологиче-
ской ситуации, представить это трудно. Какой-то эле-
мент миграции мог быть, но не более того. Если 2,7 –
стиролы, то, скорее всего, эвкариоты, это уже 2,7. Мне
это не удивительно, я думаю, что будет доказано и бо-
лее раннее их появление.
Александр Гордон. Но это очень сильно меняет эволюционную те-
орию.
Алексей Розанов. Конечно.
Александр Гордон. То, что направление эволюции неизменно, она
необратима, это доказывается наукой, о которой мы
сегодня говорим. А темпы эволюции можно рассчи-
тать? Понять – они движутся линейно или есть ка-
кая-то зависимость от всей этой сферы?
Алексей Розанов. Люди, которые занимаются молекулярными ча-
сами, ведь и рассчитывают темпы эволюции фактиче-
ски из постулата, что всё это должно происходить рав-
номерно. Я не специалист в этой области, но я в это
не верю. Я думаю, что вряд ли это было так. Но, зна-
ете, я думаю, что для сегодняшнего дня необходимо
воспользоваться и такой линейкой. И потом, сравнивая
те данные, которые получает палеонтология, и моле-
кулярные часы, можно решить, где здесь какие прома-
хи, можно ли действительно опираться на эти данные
всерьез или они как-то должны быть откорректирова-
ны.
Но. Здесь очень важно другое. Расчет появления
определенной организации животных или растений,
или вообще эвкариот, с помощью методов, которыми
строятся молекулярные часы, конечно, возможен, и
это очень важно.
Александр Гордон. Спасибо огромное. Удачи вам.


Материалы к программе


Из статьи А. Ю. Розанова «Современная палеонтология»:

Палеонтология — наука об ископаемых организмах. Из-за специфики и разнообразия изучаемых объектов палеонтология использует множество различных методов. На начальном этапе развития исследования в палеонтологии в основном были направлены на выяснение и описание разнообразия органического мира прошлого, создание систематик и выяснение филогенетических взаимоотношений ископаемых групп. Позднее четко обозначились вполне самостоятельные направления: 1) таксономическое (разнообразие, систематика, региональные фауны и флоры); 2) морфофункциональное и эволюционно-морфологическое; 3) филогенетическое; 4) палеоэкологическое; 5) микроструктурно-гистологическое; 6) палеобиогеохимическое; 7) палеобиогеографическое; 8) биостратиграфическое и др. Наконец, в самое последнее время обособились палеонтология докембрия, молекулярная палеонтология, бактериальная палеонтология, биосферное направление и изучение необычных (экстраординарных) биот. Такая дифференциация палеонтологических исследований определяется по крайней мере двумя причинами. Во-первых, задачи палеонтологии значительно обогащаются ее кооперацией с другими областями биологических и геологических наук, а во-вторых, расширяются с развитием методической базы (внедрением электронной микроскопии, томографии, микроанализаторов, компьютерной техники).
Обособление новых направлений не означает, однако, что результаты традиционных исследований утрачивают свое значение. Традиционные описания новых таксонов и региональных фаун и флор всегда были и будут оставаться фундаментом палеонтологии, поскольку без пополнения именно этих данных все остальные исследования могут быстро потерять смысл, лишившись основы. Остановимся на самых ярких достижениях последних лет, как в традиционных, так и в новых направлениях.
Палеонтология докембрия. Сам термин был введен сравнительно недавно (в конце 60-х годов) Б. С. Соколовым. Это направление связано с изучением органического мира на интервале, равном примерно 7/8 длительности истории Земли. Развивается оно в настоящее время очень бурно. Еще не так давно считалось, что в докембрии практически не было жизни, по крайней мере макроскопически различимой. Поэтому-то весь докембрий и носит название «криптозой» (эра скрытой жизни). Огромное количество новых находок от макроскопических до молекулярных дало возможность создать более или менее достоверную общую картину эволюции органического мира и биосферы докембрия. Еще несколько лет тому назад считалось, что первые многоклеточные организмы появились лишь в венде (~ 650–550 млн лет), а одноклеточные эукариоты приблизительно 1,2–1,3 млрд лет тому назад. Теперь мы уже знаем о находках низших грибов в породах, возраст которых составляет около 2,2 млрд лет, и первых многоклеточных животных и их следов в породах, чей возраст оценивается 1,4 млрд лет. Совершенно уникальные результаты получены в результате анализа разнообразия и пространственного распространения так называемой вендо-эдиакарской фауны. Ее специфика состоит в том, что все представители этой биоты еще не имеют скелета. Сегодня уже описаны многие десятки родов и видов, и обнаружены они на всех континентах.
Бактериальная палеонтология. Это направление сформировалось в последние годы, хотя изучение ископаемых бактерий в кремнях началось почти 50 лет тому назад. Считалось, что кремни — единственная порода, где в принципе можно обнаружить сохранившиеся бактериальные остатки. Однако развитие палеонтологии докембрия и электронно-микроскопическое изучение высокоуглеродистых пород и фосфоритов выявили наличие фоссилизированных бактерий практически во всех осадочных образованиях. Экспериментально на современных цианобактериях было показано, что процессы фоссилизации (окаменения) могут происходить в считанные часы, в связи с чем мы и находим в ископаемом состоянии неразложившиеся бактерии удивительно хорошей сохранности. Последствия этих открытий еще трудно оценить. Но уже сейчас ясно, что обнаружение, например, бентосных цианобактериальных матов (ЦБМ) в черных сланцах, многие из которых считались показателями глубоководности (куда лучи света практически не проникают), заставляет пересмотреть устоявшиеся палеогеографические построения ЦБМ должны были образовываться в фотической зоне (в зоне проникновения света).
Повсеместное обнаружение бактерий в осадочных породах дает основание думать, что многие аспекты теории осадкообразования должны быть пересмотрены, поскольку сегодня уже трудно представить себе процесс осаждения в эпиконтинентальных бассейнах прошлого без участия бактерий. Обнаружение же ЦБМ в докембрийских породах ведет и к переоценке перспектив нефтегазоносности древних толщ, считавшихся обычно малоинтересными с точки зрения накопления органического вещества. Однако с учетом огромной продуктивности современных ЦБМ такой взгляд нуждается в пересмотре, поскольку нет оснований полагать, что продуктивность древних ЦБМ была ниже, чем современных. В теоретическом плане данные бактериальной палеонтологии тесно связаны с выяснением огромного значения прокариотической биосферы прошлого и ее трансформации в эукариотическую.
Молекулярная палеонтология. Очень серьезные результаты в последние годы были получены в области изучения хемофоссилий или биомаркеров. Это направление чаще всего называют молекулярной палеонтологией. Она изучает молекулярные следы жизнедеятельности организмов прошлого, выясняя по ним характер эволюции как живых организмов, так и биосферы в целом. Остатки органических молекул, первичных или преобразованных, часто устойчивы к внешним воздействиям и сохраняются достаточно хорошо. Разнообразие органических соединений возрастает с эволюцией органического мира. Кроме того, некоторые органические соединения, сохраняющиеся в ископаемом состоянии, специфичны для тех или иных конкретных групп.
В 1969 году основоположник молекулярной палеонтологии Кальвин, а позднее В. Шопф с коллегами предложили первые картины химической и биологической эволюции. Современные данные позволяют внести существенные коррективы. В основном они связаны с постепенным «удревлением» находок, свидетельствующих о появлении эукариот, многоклеточных организмов и т.д.
В последние 10 лет появились работы по изучению ДНК у вымерших форм. Эти исследования открывают возможность выявлять сходство и различие организмов на основе комплекса молекулярных характеристик. Можно получить количественную оценку сходства сравниваемых форм, вычислить генетические расстояния между ними и даже оценить абсолютное геологическое время расхождения групп.
Первые остатки ДНК вымершего животного были выделены из шкуры квагги в 1984 году. Исследование показало, что это животное являлось подвидом современной зебры. Спустя три года с помощью появившейся к тому времени полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющей на основе матричного синтеза размножать последовательности ДНК и тем самым доводить их количество до пригодного для биохимического анализа, были получены многочисленные копии участков генов из образца головного мозга первобытного человека, погибшего, по-видимому, около 7 тыс. лет тому назад.
Изучены последовательности ДНК, выделенной из костей и мягких тканей четырех видов новозеландских моа, вымерших около тысячи лет назад. Оказалось, что эти птицы гораздо древнее современных нелетающих киви. Вероятно, киви попали на острова значительно позже, чем вымершие моа, жившие там уже 80 млн лет тому назад. В то же время показано близкое родство киви с австралийскими эму.
ДНК была успешно выделена из ископаемых остатков мамонтов, датируемых от 10 до 50 тыс. лет. Выявлено, что виды мамонтов отличались рядом генетических маркеров. Генетические дистанции мамонта от каждого из родов современных слонов примерно одинаковы, хотя морфологические исследования показывают более близкое родство мамонтов с индийскими слонами, нежели с африканскими. Возможно, это указывает на несоответствие темпов эволюции на молекулярном и морфологическом уровнях. Молекулярная палеонтология, или палеогенетика, еще очень молода, и ее основные открытия можно ожидать в будущем. Как видит читатель, исследования ДНК ископаемых остатков организмов ограничены пока материалом очень «молодого» возраста (тысячи, реже десятки тысяч лет).
Биосферное направление. Целенаправленные исследования в области эволюции древних экосистем и биосферы в целом являются в значительной мере типично российским явлением, исторически связанным с традицией, берущей начало от известных работ В. И. Вернадского. Сегодня это направление находится и в русле громадного интереса человечества к современному экологическому кризису, противостояние которому немыслимо без учета предыстории развития биосферы.
Каковы же основные результаты, полученные в этом разделе палеонтологии? Прежде всего на палеогеологическом материале показано, что биосфера — непрерывно развивающаяся авторегулируемая система. Для ее развития характерна цикличность разного масштаба. Было выяснено, что только изменение разнообразия является объективным критерием состояния биосферы. На основе изучения динамики разнообразия выявляются разной силы кризисы в истории биосферы, а детальное изучение их протекания показывает, что они развиваются по сходному сценарию, то есть все этапы кризиса (начало, главная фаза и фаза выхода из кризиса) характеризуются своими специфическими признаками (симптомами), но всегда одними и теми же. Это позволяет при выявлении естественных трендов в эволюции биосферы более четко оценить возможные последствия антропогенных воздействий.
В предыдущие два десятилетия Д. Сепкоски (США) был создан банк данных по морским организмам, позволивший проанализировать динамику их разнообразия в фанерозое (от кембрия (540 млн лет) доныне). Созданный за последние годы в нашей стране банк данных по наземным организмам дал возможность сравнить динамику морского и континентального разнообразия и показать удивительную синхронность крупных изменений, что наводит на мысль о существовании глобальных причин, влияющих на биосферу в целом. Биосферные исследования потребовали разработки нестандартных подходов и в палеобиогеографии.
Палеобиогеографическое направление. На предыдущем этапе развития палеобиогеографии самыми главными вопросами были разработки принципов биогеографического районирования и само районирование. Мощным прорывом в то время было создание С. В. Мейном моделей происхождения флор, заложивших основу реальной исторической палеобиогеографии. Сегодня активно ведутся исследования по созданию моделей происхождения фаун. Теперь уже достаточно уверенно можно подтвердить высказанные ранее представления о достаточно позднем (в девоне) формировании бореальной области из-за перемещения материков (континентальных плит), расположенных ранее только в южном полушарии, в северное. Можно также быть уверенными в том, что со временем происходит постепенная дифференциация (дробление) биохорий (биогеографических единиц). Таким образом, со временем идет нарастание количества биохорий, и они в соответствии с климатической зональностью располагаются биполярно. Впервые сделана попытка найти подходы к анализу внутренней структуры биохорий на основе количественных оценок.
Было показано, что фаунистические комплексы проходят в своем развитии фазы роста, расцвета и упадка. Фаза роста характеризуется зарождением или вселением в регион эврибионтных форм. Во время фазы расцвета регистрируется массовое появление стенобиотных форм и эндемиков. Механизм увеличения экологической специализации можно представить как дробление экологических ниш в результате конкуренции за ресурсовое пространство. Следующая фаза фаза упадка связана с неизбежным вымиранием неустойчивых стенобионтных форм. Описанные фазы аналогичны фазам экологических сукцессий. Порядок чередования фаз развития фаунистического комплекса единообразен, так как контролируется внутренними механизмами, такими, как дробление ниш, конкуренция, вымирание специализированных форм, а время прохождения фаз может меняться в зависимости от внешних воздействий. Цикличная смена периодов космополитизма, например: в раннем силуре, позднем девоне, раннем карбоне, раннем триасе, и провинциализма, например: в раннем ордовике, раннем девоне, поздней перми, принципиально прогнозируема, если учесть упомянутые авторегуляторные циклы. Кроме изоляционных механизмов, связанных с палеогеографическими изменениями, космополитные фауны появляются всегда после массовых вымираний, прежде всего в связи с вымиранием специализированных форм.
Экстраординарные биоты. Как правило, значительный элемент новизны в познании древнего разнообразия связан с изучением необычных экстраординарных захоронений (лагерштаттов). Широко известно, например, довольно давно открытое местонахождение в среднекембрийских сланцах Бёрджес в западной Канаде, откуда описаны многие организмы, обычно не сохраняющиеся в ископаемом состоянии. В последнее время А. Ю. Иванцовым было открыто исключительной важности местонахождение в нижнекембрийских породах среднего течения р. Лены. Ценность этих находок, как и в случае с Бёрджес, состоит в том, что мы имеем возможность в таких местонахождениях изучать остатки не только обычных раковинных (скелетных) форм, но и бесскелетных организмов или отпечатков мягких тканей скелетных форм.
Выше было сказано о возможности в определенных условиях высочайшей скорости фоссилизации. Сегодня мы уже представляем как условия этих захоронений, так и специфику пород, в которых подобное явление следует искать. К проблемам фоссилизации примыкает и проблема интерпретации загадочных ископаемых, особенно многочисленных в кембрии. Чрезвычайно интересна находка в кембрии Гренландии полного организма с покрывающими его тело склеритами и двумя образованиями, напоминающими раковины на концах. Понять, что представляет собой такой организм, пока невозможно, но достаточно ясно одно: отдельные склериты такого организма обычно описывались ранее как самостоятельные таксоны родового и видового ранга.
Естественно, после находок в лагерштаттах происходят существенные изменения в системе ряда групп организмов, а количество реальных, признанных учеными таксонов значительно сокращается. В связи с изучением проблематичных организмов венда и кембрия, естественно, с особой остротой вновь встает вопрос о возможности существования в прошлом многочисленных групп (даже в ранге типов), быстро угасших еще в кембрии или, точнее, в палеозое. Есть исследователи, которые в этом архаическом многообразии видят не многочисленные вымершие таксоны высокого ранга, а переходные формы между известными типами. Но это не столь уж принципиальное расхождение, поскольку определение ранга того или иного таксона связано с субъективными представлениями разных специалистов.
Компьютерная томография. Существенно новые возможности в изучении ископаемого материала палеонтологи связывают с компьютерной томографией, исследованиями с помощью медицинского томографа. Объект сканируется рентгеновскими лучами с получением фронтальных срезов через заданные интервалы. В результате анализа полученных сечений моделируются сечения в других плоскостях: сагиттальной и фронтальной и создается компьютерная модель объекта. Метод позволяет получить срезы необходимой области, не повреждая при этом материала, выявить невидимые снаружи структуры без дополнительной препаровки, которая приводит подчас к уничтожению тонких деталей. Совсем недавно, например, сотрудницей Палеонтологического института РАН. Т. А. Тумановой совместно с американскими коллегами на оборудовании Госпиталя при Университете Пенсильвании (США) было проведено томографическое исследование двух черепов анкилозавров панцирных динозавров из коллекции Палеонтологического института РАН. Сканирование позволило воспроизвести внутренние структуры бронированной головы анкилозавров: носовые проходы, синусы, мозговую полость. Неожиданный результат анализа обнаружение на одном из образцов, возраст которого датируется около 80 млн лет, патологического образования в области неба остеомы. Вероятно, ее возникновение связано с повреждением, полученным животным при жизни, след от которого имеется на крыше черепа.
Традиционные направления. Теперь остановимся на некоторых результатах традиционных направлений исследований в палеонтологии. Пополнение сведений по разнообразию организмов древних эпох происходит обычно из трех источников. Это, во-первых, новые поступления из конкретных регионов, во-вторых, пополнение информации за счет целенаправленных сборов по конкретному временному отрезку, в-третьих, целенаправленные сборы по какой-либо группе организмов. Наиболее мощный всплеск новой информации по разнообразию прошлых эпох произошел в связи с началом интенсивных палеонтологических работ по Южной Америке, информация по палеонтологии которой была ранее крайне скудной. Мощный поток новой информации продолжает поступать и из Китая.
Описание все новых и новых ископаемых организмов по некоторым интервалам напрямую коррелирует с проведением международных работ по совершенствованию единой международной стратиграфической шкалы. Уточнение границ, выбор стратотипов стратиграфических подразделений, который проводят международные рабочие группы, приводят к интенсивному изучению органического мира смежных интервалов.
Третий источник — специальное изучение какой-либо из групп организмов. Например, за последние 15 лет произошел настоящий информационный взрыв в области изучения исторического развития класса птиц. Только количество известных видов ископаемых птиц стало в два раза больше, чем было их установлено за предыдущие сто с лишним лет изучения начиная с середины XIX века. Были открыты новый инфракласс птиц энанциорнисы (Enantionithes), широко распространенные по всем континентам на протяжении мелового периода, и позднетриасовый (275 млн лет) североамериканский протоавис (Protoavis), вероятный предок всех настоящих веерохвостых птиц. Значительно больше мы стали знать и о других меловых и палеогеновых птицах. Несмотря на открытие новых археоптериксов (Archaeopteryx) а теперь их найдено семь экземпляров в верхней юре (145 млн лет) южной Германии, эту известнейшую ископаемую птицу нельзя считать прямым предком всех позднейших птиц. Археоптериксы вместе с энанциорнисами представляют боковую и тупиковую (исчезнувшую в мезозое) ветвь в эволюции птиц. Вопрос о непосредственных предках птиц остается открытым, но едва ли ими были динозавры, на чем настаивают некоторые ученые.
Палеонтология дала огромный материал для разработки теоретических аспектов биологии, и прежде всего теории эволюции. Необратимость эволюции, например, не могла бы быть показана без наличия палеонтологического материала. В последнее время именно палеонтологический материал дал возможность обосновывать одну из важнейших теоретических концепций. На разных группах позвоночных (кистеперые рыбы, древние амфибии, парарептилии, териодонты) было показано, что морфофункциональные переходы на более высокие таксономические уровни происходили мозаично и параллельно на базе исходной организации, черты которой сохранялись долгое время у представителей новой группы.
В том же ключе можно рассматривать и проблемы происхождения цветковых растений. Внезапное появление в геологической летописи и широкое распространение покрытосеменных Ч. Дарвин назвал отвратительной тайной, поскольку оно совершенно не вязалось с его представлениями о постепенности эволюции. Широкое развитие палинологических исследований и тщательное изучение местонахождений макроскопических остатков флоры позволили в корне изменить ситуацию. Палинология дала целостную, хотя и не очень детальную картину для всей Земли, так что не осталось места для домыслов ни о географии, ни о временной привязке процесса происхождения и распространения покрытосеменных. Оказалось, что многие группы голосеменных растений, прежде всего гнетовые и беннеттиты, параллельно вырабатывали признаки цветковых растений.
Таким образом, исследования последнего десятилетия в палеонтологии дали возможность коренным образом изменить наши представления по двум основным позициям. Во-первых, в результате интенсивного изучения докембрия стало ясно, что появление высокоорганизованных форм жизни происходило гораздо раньше, чем мы обычно себе представляли. И во-вторых, развитие работ по изучению исторических закономерностей эволюции биосферы (а это возможно только на палеонтологическом материале) ясно показало, что биосфера является хорошо сбалансированной, циклически развивающейся авторегулируемой системой, которая пережила все внешние возмущения за 4,5 млрд лет существования Земли. Стало ясно, что только изучение естественных трендов эволюции компонентов биосферы и симптомов кризисов прошлого может дать реальное представление экологической стратегии поведения человека в условиях антропогенного кризиса.
Из статьи Л. М. Герасименко, Е. А. Жегалло, С. И. Жмур, А. Ю. Розанова, Р. Хувера «Бактериальная палеонтология и исследование углистых хондритов» (Палеонтологический журнал. 1999. № 4):
Последние несколько лет после ряда публикаций начался по существу новый этап в изучении биоморфных структур в космическом материале.
Три важных обстоятельства способствовали широкому резонансу этих работ. Первое — это то, что сходные результаты были получены одновременно как в России, так и в США. Второе, что к этому времени широко развернулись работы по бактериальной палеонтологии или геомикробиологин, создавшие реальную основу для более убедительных рассуждений о биоморфах в метеоритах. И третье — это широкое развитие работ по экспериментальной фоссилизации, ясно показавшее, что микроорганизмы могут легко сохраняться в ископаемом состоянии, поскольку при определенных условиях их фоссилизация занимает лишь считанные часы.
Существование внеземных «жизнеподобных» форм было достаточно широко принято до середины 60-х годов, и некоторые палеонтологи начали изучать проблемы систематического положения внеземных микрофоссилий. Однако, последовала интенсивная критика, и противоречия, связанные с «организованными элементами», были такими сильными, что к середине 70-х годов большинство исследователей прекратили какое-либо изучение возможных микрофоссилий в метеоритах. Недавно статьи в популярной прессе отнесли все наблюдения «организованных элементов» в метеорите ALH84001 просто к нераспознанной пыльце деревьев или «смятым пыльцевым зернам амброзии». Это мнение не поддерживается в научной литературе. Загрязнения спорами и пыльцой были обнаружены, но загрязнения земными веществами не могут объяснить многие предположительно биологические тела (найденные глубоко в метеоритах разными исследователями), которые обладают сложной морфологией, которая неизвестна в микропалеонтологии, палинологии и микробиологии.
Наиболее распространенные возражения против интерпретации «биоморфных» структур в метеоритах как псевдоморфоз по микроорганизмам могут быть разбиты на 4 группы:
1) утверждение, что все «биоморфные структуры» являются засорением, которое возникает после падения метеоритов на Землю.
2) утверждение, что нанометровый уровень объектов, продемонстрированный при изучении марсианского метеорита ALH84001, невозможен для земных живых объектов.
3) соображение, что мы очень плохо знаем морфологию абиогенных материалов на нанометровом уровне и поэтому можем столкнуться со структурами, неотличимыми от тех, которые принимаются нами за псевдоморфозы по микробам и низшим грибам.
4) утверждение о том, что заведомо абиогенные полимерные кристаллы, например, керита, не отличимы от фоссилизированных микробных, а точнее даже цианобактериальных форм.
Эта группа возражений относится прежде всего к проблемам морфологического изучения «биогенных структур» и является сферой «бактериальной палеонтологии».
Остановимся несколько подробнее на этих возражениях.
1) То, что пребывание метеоритов на Земле сопряжено с их освоением микроорганизмами, несомненно. Несомненно и то, что при приготовлении препаратов создать исключительно стерильную среду очень трудно. Однако, следует помнить, что мы пытаемся изучать не современные, не фоссилизированные остатки, а те, которые уже являются псевдоморфозами, образованными теми или иными минералами.
Следовательно, если состав исследуемого объекта не отличается от состава самого метеорита, то нет оснований говорить о засорении. Если же отличается, то подозрение о наличии засорения становится очень весомым. Вопрос лишь в точности химических исследований, например, на микроанализаторах.
При исследовании метеорита Мурчисон на сканирующем микроскопе были проанализированы 6 объектов, принятых за псевдоморфозы по цианобактериям. Сравнение с результатами анализа Мурчисона, показало, что все проанализированные объекты по составу не отличаются от матрикса метеорита.
Были также проанализированы на сканирующем микроскопе некоторые объекты из метеорита Ефремовка. В тех из них, которые являются псевдоморфозами, не было обнаружено ничего, выходящего за рамки обычного состава углистого хондрита. В тех же случаях, когда было подозрение на засорение, были обнаружены очень высокие содержания, например, Сl и К. Нужно при этом иметь в виду, что диаметр точки, в которой производится определение, соизмерим с диаметром кокков или нитей. Поэтому элементный фон породы будет присутствовать почти всегда. Важно для определения засорений присутствие необычных для метеоритов элементов.
Другой аспект проблемы засорений состоит в том, что при поисках «биоморфных структур» изначально мы ищем такие, которые тесно связаны с породой и не лежат на поверхности исследуемого образца.
Еще раз повторимся: засорения есть и очень часты. Нередки случаи прорастания метеоритов актиномицетами или грибами по микротрещинам. Так в образце Мурчисон из Филд Музея (Чикаго) было обнаружено, что вся поверхность образца заражена современными актиномицетами. Но, во-первых, это распознаваемо приемами, описанными выше. И, во-вторых, это не может иметь отношения к цианобактериям. Последние фотосинтетики, и внедряться внутрь метеорита по трещинам было бы для них «алогичным».
2) Утверждение о невозможности существования нанометровых микроорганизмов является очевидным недоразумением. Существует даже специальное понятие «нанобактерий». Можно привести множество работ с описанием нанобактерий в различных условиях существования и с описанием их метаболизма. Более того, существуют работы, показывающие принципиальную неотличимость современных нанобактерий от объектов из ALH84001.
3) Совершенно иной вопрос о морфологии абиогенных кристаллов нанометровой размерности. Думается, что нас могут подстерегать здесь неожиданности и, несомненно, требуется обобщение уже опубликованного материала, которое, вероятно, еще не делалось.
Следует сказать, что уже проделаны некоторые исследования морфологии нанометровых кристаллов и полуаморфных выделений фосфатов из Хубсугульского месторождения. Ничего необычного пока не было обнаружено на нанометровом уровне и при исследованиях ряда углистых хондритов и марсианских метеоритов. Вместе с тем иногда среди синтезированных материалов и, в частности, гетита и гематита наблюдаются выделения, весьма напоминающие бактериальные.
4) Вопрос о морфологии полимерных кристаллов действительно очень сложен, и на их природу существует три разные точки зрения.
Кроме возражений «бактериально-палеонтологических», существуют возражения по поводу значения изотопных данных, данных о температурах формирования ряда минералов, значения присутствия различных «биомаркеров», в том числе керогена, пуринов, изопреноидов, циклоалламенов, различных аминокислот и т.п., а также специфической хиральности аминокислот метеоритов.
В заключение можно отметить следующее. Значительное морфологическое единство земных микробных организмов как современных, так и древних, с псевдоморфозами по микроорганизмам из углеродистых метеоритов, дает основание полагать принципиальное единство микробиологического мира Земли и космических объектов. При этом, конечно, не исключено обнаружение и таких форм, которые не будут иметь земных аналогов.
Набор встреченных в метеоритах микрофоссилий показывает, что это были не отдельные микроорганизмы, а сообщества, часть из которых были подобны цианобактериальному мату. Эти сообщества, вероятнее всего, принимали участие в формировании углеродистого вещества исследованных метеоритов.
Вместе с тем, разнообразие организмов, возможно, указывает и на различные обстановки образования микробных сообществ, от термальных до нормально-бассейновых (типа озерных). Кроме того, следует иметь ввиду, что сравнение с нанобактериями марсианских метеоритов предполагает весьма аномальные, но допустимые на Земле условия жизни микроорганизмов.
И, наконец, следует заметить, что исследования марсианского материала и углистых хондритов шло несколько разными путями. В первом случае акцент делался на поиск нанобактерий, во втором пока внимательно исследовался лишь микронный уровень. Вероятно, использование нескольких разных подходов и методик даст значительный новый материал.
Из статьи А. Ю. Розанова «Ископаемые бактерии, седиментогенез и ранние стадии эволюции биосферы» (Палеонтологический журнал. 2003. № 6):
Исследования ископаемых бактерий приводит к заключению, что характер седиментации в эпиконтинентальных бассейнах прошлого существенно зависел от обилия микроорганизмов в их водной толще. По состоянию знаний на сегодня выясняется гораздо более раннее, чем обычно считается, появление эвкариот, целомат и т.д., и гораздо более ранняя оксигенезация атмосферы.
В настоящей статье, отражающей содержание доклада в МГУ (2002 г.), мне хотелось бы кратко остановиться на двух важных проблемах: влиянии микроорганизмов на седиментогенез в эпиконтинентальных бассейнах прошлого и палеонтологических доказательствах появления тех или иных групп органического мира в докембрийской истории Земли.
Последние 15–20 лет можно считать временем, весьма значимым для начала осознания многих эволюционных, седиментологических и биосферных вопросов в связи с развитием геомикробиологии, т. е. науки о взаимодействии микроорганизмов с различными материалами, включая горные породы, интенсивным изучением цианобактериальных матов и более простых биопленок и, наконец, становлением бактериальной палеонтологии. Именно в процессе бактериально-палеонтологических исследований стало ясно, что микроорганизмы, и особенно бактерии, очень часто прекрасно фоссилизируются и великолепно сохраняются в ископаемом состоянии. Начало было положено Т. С. Баргхурном, его коллегами и учениками, но долгое время считалось, что прекрасная сохранность характерна для микроорганизмов только в кремнистых породах.
Электронная микроскопия для исследований ископаемых микроорганизмов, как ни парадоксально, почти не применялась, поскольку знаменитые «кремнистые биоты» и акритархи докембрия традиционно могли в основном изучаться в шлифах и мацерациях с помощью оптического микроскопа.
Широкое использование сканирующего микроскопа фактически началось с изучения микроорганизмов в древних фосфоритах Хубсугула (нижний кембрий, томмотский ярус, Монголия). Опыт предыдущей работы с фосфатными окаменелостями (так называемыми мелкими скелетными ископаемыми) из пограничных отложений докембрия и кембрия навел на мысль о необходимости предварительного непродолжительного (обычно несколько секунд или минут) травления породы слабыми кислотами. Именно поэтому в результате резкой разницы в растворимости карбонатов, фосфатов и кремнистой составляющей образуется рельеф, позволяющий прекрасно рассматривать ископаемые объекты.
Сохранность цианобактерий и других микроорганизмов оказалась столь замечательной, что, естественно, возникло представление об очень быстрой их фоссилизации. Это соображение было подтверждено серией лабораторных опытов по фоссилизации цианобактерий, которые показали, что фосфатизация при определенных условиях происходит всего за несколько часов. Такие же работы были проведены по изучению карбонатизации и окремнения, в ходе которых получен аналогичный результат.
Особенно важно выделить исследования по цианобактериальным матам и биопленкам (в узком смысле).
В случае с цианобактериальными матами важны их древность, почти соизмеримая со всей историей Земли, их сложная организация, включающая совокупность разных типов бактерий и вертикальную зональность, удивительная их толерантность к широкому кругу условий и приуроченность к фотической зоне различных водоемов (от луж до океанов).
Что же касается более просто устроенных биопленок, то они распространены повсеместно, прежде всего на всех поверхностях и особенно там, где имеется любая степень смачиваемости. Их толщина может измеряться всего лишь первыми десятками нанометров. Основная масса биопленок состоит из полисахаридов, продуцируемых отдельными клетками обычно микронной размерности, но нередко и размером в первые сотни нанометров (так называемые нанобактерии). При этом фоссилизация тончайших биоиленок тоже происходит стремительно, и они также могут хорошо сохраняться в ископаемом состоянии. В контексте настоящей статьи особенно следует подчеркнуть пронизанность рыхлых осадков, как морских, так и пресноводных, бактериями и полисахаридными пленками, играющими огромную роль как при фиксации осадка и сохранении следов, так и при диагенезе. Параллельно с фосфоритами были подвергнуты изучению высокоуглеродистые породы, а затем и все остальные осадочные образования докембрия и фанерозоя.
Основной вывод из всех этих работ таков: бактерии и биопленки сохраняются очень хорошо в ископаемом состоянии, они присутствуют во всех осадочных породах, поскольку очень быстро фоссилизируются (обычно всего за несколько часов). Такое положение вещей вполне соответствует тому, что сегодня бактерии встречаются везде, в любых средах и на любых поверхностях, и без их участия не обходится ни выветривание, ни перенос материала, ни седиментация, ни диагенез осадков.
Как уже говорилось ранее, еще в XIX в. было ясно, что образование железных и серных месторождений сопряжено с деятельностью бактерий. В начале и середине XX в. представление об огромной роли бактерий при формировании различных полезных ископаемых было очень распространено. Однако наши крупные ученые академики Н. М. Страхов, А. В. Пейве и проф. Л. В. Пустовалов, решительно осудили такой образ мыслей, и долгое время разговоры на эту тему считались неприличными.
Однако, в связи с работами по бактериальному обогащению руд и работами по биоминералогии, значение бактерий при формировании минералов и пород обсуждалось неоднократно и породило множество интереснейших результатов. Более 20 лет назад Г. Ловенштам и С. Вейнер указали в своей сводке около 20 минералов, образующихся при активном участии бактерий. Это могут быть образования внутри клеток, такие как магнетит или сульфиды железа у магнетотактических бактерий, в чехлах, как фосфатные и другие минералы, а иногда одновременно и внутри, и снаружи клетки, проходя через оболочку, как в случае с марганцевыми минералами. Несомненно, что маты и биопленки могут служить фильтром и таким образом накапливать те или иные элементы. Несомненна также роль гликокаликса (или полисахаридов в пленках) как катализатора.
Сегодня описано уже более 100 минералов, образование которых может быть связано с деятельностью бактерий. Особенно интересно обнаружение среди них кварца, кристобалита, барита, полевого шпата, слоистых силикатов (глинистых минералов), многочисленных минералов железа и марганца, доломита и даже форстерита. Получены многочисленные экспериментальные и природные подтверждения этому. Особенно впечатляют работы японских исследователей во главе с К. Тазаки. Результаты изучения ископаемых бактерий показывают, что минералообразование под влиянием бактерий или с их участием процесс, который происходил на Земле всегда.
Исследование бактериального образования минералов, особенно породообразующих, еще только начинается, и поэтому сегодня очень трудно определить пропорции терригенной и аутигенно-бактериальной составляющих, например, глинистых отложений. Еще сложнее решить вопрос с карбонатами, поскольку бактерий хорошей сохранности в этих породах почти нет, хотя очевидность биогенного, а часто и собственно бактериального, происхождения карбонатов, в том числе микратов, как правило, не вызывает сомнений. Анализ многочисленных опубликованных рентгено-структурных данных по бактериально образованным минералам показывает, как правило, наличие обильной аморфной фазы. Однако в случае с карбонатами мы этого не наблюдаем. Не исключено, что очень короткая аморфная стадия у арагонита и кальцита и быстрая кристаллизация этих минералов сразу разрушает клеточные оболочки и препятствует образованию объектов хорошей сохранности.
Теперь кратко остановимся на специфике эпиконтинентальных бассейнов прошлого. Прежде всего отметим, что их аналогов бассейнов в настоящее время практически нет. Это были огромные по площади мелководные бассейны, занимавшие часто большую часть кратонов. Дно этих бассейнов находилось преимущественно в пределах фотической зоны. Это приводило к тому, что вся водная масса и донные осадки были буквально напичканы бактериями или, точнее, микроорганизмами. Несмотря на малые глубины, придонные аноксические ситуации временами были обычным явлением. Чрезвычайно характерные линзовидные литологические тела небольшой мощности в разрезах платформенных областей, выклинивающиеся по простиранию и ассоциирующиеся также с выклинивающимися горизонтами палеопочв и аэрируемых поверхностей, являются показателем существования мигрирующих островов и систематического изменения донного рельефа. В отличие от эпиконтинентальных морей, современные океанические бассейны имеют насыщенный бактериальный мир только в приповерхностном и придонном слоях. В силу этих обстоятельств модели седиментации, разработанные для современных океанических ситуаций, непригодны для расшифровки седиментогенеза эпиконтинентальных бассейнов прошлого. Насыщенность водной массы микроорганизмами создавала трофическую специфику и специфику седиментогенеза. В частности, это касается организации транспорта на дно глинистого материала. Следует задуматься над тем, что пеллетные частицы это не только продукт планктонных фильтраторов (зоопланктона), но и результат бактериальной деятельности, приводящей к образованию пеллетоподобных частиц. Насыщенность воды и осадка микроорганизмами и полисахаридами способствовала сохранению в ископаемом состоянии следов ряби и деликатных по строению организмов. Здесь же замечу, что присутствие волноприбойных знаков в докембрийских отложениях фиксирует наличие в это время в данной обстановке бактерий.
Для понимания истории становления жизни на Земле необходимо суммировать известные палеонтологические данные.
Должны быть рассмотрены три группы докембрийских фоссилий: хемофоссилии, или биомаркеры; собственно остатки организмов и ископаемые следы. Существует множество публикаций на эту тему. Однако хотелось бы выделить две крупные сводки В. Шопфа, в которых на то время были подведены итоги изучения микрофоссилий и строматолитов докембрия. Кроме этого, следует отметить сборник под редакцией С. Бенгтсона и статью А. Ноулла.
Что же стало известно за последние 10–15 лет и насколько изменились наши знания и представления о начальных этапах развития жизни?
Биомаркеры. Интенсивное изучение хемофоссилии, или биомаркеров, привело к тому, что стали появляться данные о находках стеролов и о существовании эвкариот около 2.7 млрд. лет тому назад. При этом количество кислорода в атмосфере должно было быть не менее 1% от его количества в настоящее время. Как замечают в этой связи другие американские коллеги, появление в это время одноклеточных эвкариот само по себе должно было также повлиять на процесс увеличения кислорода и, соответственно, на окисление железа в водах морей.
Собственно остатки организмов. Среди этих фоссилий следует остановиться на трех разных группах: 1) остатках эвкариотных многоклеточных организмов, 2) остатках эвкариотных одноклеточных организмов, 3) остатках прокариот.
Остатки многоклеточных эвкариот. Идя вниз по стратиграфической шкале от широко известных ископаемых вендо-эдиакарского типа, прежде всего следует указать на рифейские аннелидоподобные организмы севера Европейской России и Китая и на Udokania problematica Leites, описанную много лет назад из удоканской серии Сибири. Поначалу не вызывавшая сомнений находка удоканий, по мнению В. В. Меннера, Б. С. Соколова, Р. Ф. Геккера и других, была сочтена за остатки либо кишечнополостных, либо кольчатых червей. Некоторые исследователи эти образования посчитали абиогенными, и они были выброшены из палеонтологической летописи. Однако никто не опубликовал никаких серьезных аргументов в пользу такой точки зрения. Специальное переизучение многочисленных дополнительных образцов позволило убедительно показать их биогенную природу. Но даже после этого зарубежные авторы обзоров и статей по эволюции жизни в докембрии и ряд российских исследователей игнорировали эти данные. Неудивительно, когда это делают англоязычные авторы, но плохое знание русской литературы российскими специалистами обескураживает.
Еще в конце 70-х-начале 80-х годов 3. Валенчак опубликовал первые результаты исследования дефектных структур и псевдоморфоз в древних породах методом темного поля под оптическим микроскопом. Выяснилось, что в метаморфических породах органическое вещество влияет на образование кристаллов, создавая дефектные структуры. Таким образом, была обнаружена возможность распознавания «теней» биологических объектов, находившихся в породе до момента перекристаллизации. Все эти работы были опубликованы на польском языке и остались незамеченными.
Одноклеточные эвкариоты. К числу вероятных одноклеточных эвкариотных организмов следует прежде всего отнести разнообразные акритархи. Можно достаточно уверенно полагать их присутствие уже в ганфлинтской биоте.
Прокариоты. В раннем протерозое количество находок очень велико. Рифей же просто напичкан остатками прокариот. Однако наибольший интерес представляют находки, достаточно обоснованно интерпретируемые как цианобактерии. Мне представляется, учитывая время появления кислорода, что первые же находки строматолитов можно смело считать временем достоверного появления цианобактерии.
Ископаемые следы. В обширной литературе по этому вопросу главное внимание обращалось на изменение характера ископаемых следов при переходе от докембрия к кембрию. Действительно, картина распределения следов в докембрии и кембрии достаточно контрастная. Эта резкая разница привела к тому, что целый ряд исследователей пришел к выводу о возможности использования следов для фиксации границы кембрия и докембрия. Мы уже писали о фатальной ошибке в этих рассуждениях, в результате чего выбранная граница стала неопределимой за пределами типового района на Ньюфаундленде. Однако применительно к данной статье мне представляется, что увлечение данным пограничным переходом привело к снижению внимания к докембрийским следам и особенно к их поиску в архейских и нижнепротерозойских отложениях. Вместе с тем, совсем недавно были описаны интереснейшие следы (возможно слепки), интерпретированные как следы колониальных тканевых организмов. Возраст этих следов — 1.5 млрд. лет. Еще ранее были упомянуты следы, обнаруженные Б. Шишкиным (Новосибирск) на Сибирской платформе (Игарский район) в чернореченской свите нижнего рифея. По своей форме (и, следовательно, характеру движения) они несомненно принадлежат целоматным червеобразным организмам, а некоторые из них, возможно, даже артроподам.
Таким образом, на основе палеонтологических данных намечается весьма логичная последовательность появления (обнаружения) разных групп организмов: бактерии — 3.8–4.0 млрд. лет (при этом, вероятно, правильно, что вначале появились или начали широко функционировать анаэробные бактерии и несколько позднее аэробные), цианобактерии — 3.5–3.8 млрд. лет, одноклеточные эвкариоты как минимум 2.7 млрд. лет, грибы не позднее — 2.4 млрд. лет (а вероятно, древнее), многоклеточные водоросли и низшие Меtаzоа (ацеломаты) древнее — 2.1 млрд. лет, а целоматы древнее — 1.5–1.6 млрд. лет.
С большой долей уверенности можно считать, что наша биосфера, как полагают многие, сначала была прокариотной. Затем очень продолжительное время она находилась в «промежуточном» состоянии, когда постепенно появлялись прокариоты (внутри этого периода можно наметить более мелкие этапы, например, появление целомат и т.д.). И, наконец, в фанерозое биосфера приобретает современный вид, когда решающую роль уже играют эвкариоты.
Теперь несколько слов о составе древней атмосферы и времени появления кислорода. В. И. Виноградов (1980) на основе исследований изотопов серы уже довольно давно высказал предположение, что кислородная атмосфера сходная с современной, существует практически с архея. Эти представления были встречены, мягко говоря, прохладно, и до сих пор существует устойчивое убеждение, что в архее атмосфера долгое время была восстановительной.
Данные, которые обсуждаются в настоящей статье, недвусмысленно указывают на достаточно раннюю оксигенацию атмосферы. Ранее уже говорилось о стеролах с возрастом 2.7 млрд. лет, свидетельствующих о наличии в этом времени эвкариот. Добавив сюда грибы из амфиболитов фундамента Восточно-Европейской платформы и графитовых сланцев Сибири, удоканий, вероятных кишечнополостных, следы целоматных животных и эвкариотный планктон (акритархи) из ганфлинта и его аналогов, получим совершенно иную картину. К выводам такого толка, исходя из самых разных фактов, приходят сейчас многие исследователи. Интересны, например, исследования Я. Ватанабе и X. Омото цериевых аномалий из древних палеопочв Южной Африки, возраст которых составляет 2.4–2.6 млрд. лет. Эти авторы настаивают на существовании в то время кислородной атмосферы.
Очень важные результаты были получены и по балансу урана в архейском «океане». Я же обратил внимание на недостаточную корректность примера с уранинитом, приведенного группой авторов в книге Шопфа. Изображенные там зерна уранинита не могут быть скатанными обломочными зернами в силу того, что они слишком малы (менее 0.15 мм). Я думаю, что необходимо внимательное переизучение этого материала. Не исключено, что форма зерен объясняется, скорее всего, их бактериальной природой. Таким образом, один из главных постулатов гипотезы восстановительной атмосферы того времени может оказаться несостоятельным. Можно еще и еще приводить примеры исследований, результаты которых говорят о раннем появлении кислорода в атмосфере. Приведу еще только один пример. Из архейских пород Канады (~2.7 млрд. лет) исследовались изотопы кислорода в гематитовых кристаллах. Полученные результаты позволяют считать, что в это время атмосфера была кислородной.
Гораздо более ранняя, чем обычно считалось, оксигенация атмосферы подкрепляет представление о достаточно раннем появлении цианобактерий и цианобактериальных матов. Во всяком случае, не исключено, что ископаемые Шопфа из Австралии, и Велш и Весталл из Южной Африки могут оказаться цианобактериями (3.5 млрд. лет), тем более что Весталл описала ископаемых бактерий и стромалитоподобные образования.
Я не стану обсуждать результаты исследования углистых хондритов, но в свете сказанного выше и здесь есть над чем задуматься.

Библиография


Бактериальная палеонтология. М., 2002
Воробьева Э. И. Проблема происхождения наземных позвоночных. М., 1992
Герасименко Л. М., Жегалло Е. А., Жмур С. И., Розанов А. Ю., Хувер Р. Бактериальная палеонтология и исследование углистых хондритов // Палеонтологический журнал. 1999. № 4
Герасименко Л. М., Заварзин ГА.., Розанов А. Ю., Ушатинская Г. Т. Роль цианобактерий в образовании фосфатных минералов // Журн. общ. биол. 1999. Т. 60. № 4
Заварзин Г. А. Бактерии и состав атмосферы. М., 1984
Красилов В. А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М., 1989
Наймарк Т. Б., Пономаренко А. Г., Раутиан А. С., Розанов А. Ю. Экосистемные перестройки и эволюция биосферы // Глобальные изменения природной среды и климата / Под ред. Н. П. Лаверова. М., 1997
Розанов А. Ю. Что произошло 600 миллионов лет назад. М., 1986
Розанов А. Ю. Ископаемые бактерии и новый взгляд на процесс седиментации // Соросовский образоват. журн. 1999. № 10
Розанов А. Ю., Заварзин Г. А. Бактериальная палеонтология // Вестн. РАН. 1997. Т. 67. № 3
Розанов А. Ю. Ископаемые бактерии, седиментогенез и ранние стадии эволюции биосферы //
Палеонтологический журнал. 2003. № 6 Современная палеонтология. М., 1988. Т. 1–2
American Mineralogist. 1998. V. 83. № 11–12 (2)
Early life on Earth / Ed. by S. Bengtson. N.Y., 1994 Earth’s Earliest Biosphere its Origin and Evolution / Ed. by J. W. Schopf. Princeton, 1983 Gerasimenko L. M., Hoover R. B., Rozanov A.Yu. et al. Bacterial paleontology and studies of carbonaceous chondrites // Paleontol. J. 1999. № 4 Knoll A. H. The early evolution of eukaryotes: A geological perspective // Science. 1992. V. 256. № 5057 Lowenstam HA., Weiner S. On biomineralization. Oxford, 1989 The Proterozoic biosphaere: A multidisciplinary study / Ed. by J. W. Schopf, C.Klein. N.Y., 1992 Tazaki K., Aoki A.,Asada R. et al. A new world in the science of biomineralization enviromental biomineralization in microbial mats in Japan // Sci. Rep. Kanazawa Univ. 1997. V. 42. № 1–2 Zhegallo E. A., Rozanov A.Yu., Ushatinskaya GjV. et al. Atlas of microorganisms from ancient phosphorites of Khubsugul (Mongolia). Huntsville: NASA, 2000

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X