Микробы докембрия: «черновики господа Бога»

Резкое по геологическим меркам увеличение биологического разнообразия с сопутствовавшим появлением организмов с раковинами и экзоскелетами произошло около 540 миллионов лет назад. В наши дни в распоряжении палеонтологов тысячи окаменелостей, проливающих свет на мир докембрийской жизни.

Строматолиты — полосы в породе

Термин «строматолит» в переводе с древнегреческого означает «слоистый камень», или «каменная прослойка». О том, что это такое должен знать любой современный студент-геолог или биолог. Но так было не всегда. С конца XIX века на протяжении десятков лет происхождение слоистых структур в докембрийских отложениях будоражило умы ученых.

В 1878 году американский геолог и палеонтолог Чарлз Уолкотт начал исследовать куполовидные слоистые образования и пришел к выводу, что это древнейшие следы жизни на Земле. Другие специалисты того времени выразили несогласие с его точкой зрения, указав, что слоистость может возникнуть и без участия живых организмов. Загадочные структуры решено было назвать строматолитами.

В 1930-е годы огромный вклад в изучение и систематику строматолитов внесли советские геологи. К примеру, Владимир Маслов предложил классифицировать их по характеру напластований. Тем не менее вопрос о происхождении «каменных ковров» оставался дискуссионным. 

Точка в долгих спорах была поставлена в начале нашего века, когда группа ученых в заливе Шарк обнаружила после отлива на северо-западном побережье Австралии слоистые башенки — точно такие же, как ископаемые строматолиты, только современные! Оказалось, что эти «постройки» создают цианобактерии. С тех пор уже мало кто сомневается, что строматолиты свидетельствуют об одних из самых ранних шагов жизни по нашей планете. Цианобактерии не только создавали слоистые постройки, но и продуцировали кислород. Возраст самых древних строматолитов из Африки и Австралии составляет, по оценкам ученых, приблизительно 3,5 миллиарда лет.

Удокании — странные образования или первые многоклеточные планеты?

История изучения строматолитов не единственный пример, когда в сложной полемике ученым приходится доказывать органогенную природу тех или иных загадочных образований. Именно такими непонятными ископаемыми в 60-х годах XX века выглядели трубочки в известняке, найденные в горах Удокана, что на севере Забайкальского края и юго-западе Якутии. В 1965 году образования впервые описал геолог А.М. Лейтес. Он обратил внимание на то, что у них можно выделить внешнюю стенку и центральную часть — внутреннюю полость. Подобное строение характерно для живых организмов. Новому виду Лейтес дал название Udokania problematika.

На первый взгляд, мир науки должен был радоваться новому открытию. Но ученых смущал возраст находки — 1,5–2 миллиарда лет! Тогда никто не мог даже представить, что в это время, названное поздним протерозоем, на планете могли существовать довольно сложные многоклеточные организмы. 

На Лейтеса обрушился шквал критики, после чего об удоканиях забыли. Вспомнили о них только почти через 25 лет, когда исследовательница Елена Вильмова принялась доказывать, что трубчатое строение, кустистость, наличие изгибов и ветвей, свойственные удоканиям, больше характерны для живых организмов, нежели для минеральных образований.

В наши дни многие палеонтологи уверены, что удокании — это первые кишечнополостные организмы планеты, обитавшие в прибрежных морях протерозойского моря. Но не все согласны с подобным утверждением и предпочитают считать описанные коллегами ветвистые трубочки метакрилатами.

Чарнии — перистые символы эдиакарского сада

В книгах о палеонтологии или в музейных экспозициях, посвященных жизни докембрийских морей, часто можно увидеть изображения прикрепленных ко дну перистых, словно лист папоротника, странных животных, которых, если бы не подписи или пояснения экскурсовода, легко можно было бы принять за диковинные вымершие растения. Это чарнии. Они жили около 600 миллонов лет назад, имели стебель с прикрепительным диском, «перышками» и образованными рядами полузакрытых камер, и вели «сидячий» образ жизни.

В 1956 году чарнии обнаружила во время прогулки по лесу Чарнвуд английская школьница Тина Негус. Она интересовалась геологией, читала специальную литературу и поэтому, когда увидела в докембрийских породах отпечаток, похожий на папоротник, сильно удивилась: в известных ей книгах было написано, что в таких отложениях следов жизни быть не может. Учительница географии, выслушав рассказ девочки о находке, категорично заявила, что та ошибается или нашла более молодую окаменелость. Через год-другой местный школьник Роджер Мейсон нашел в том же лесу образец папоротникообразного ископаемого и принес его геологу Тревору Форду, который опубликовал находку под названием Charnia masoni. Мейсон мог быть горд, так как в его честь назвали новый вид организмов. Впоследствии любознательный парень стал знаменитым профессором.

Открытие чарнии стало знаковым моментом в истории науки. Конечно, до нее были известны подобные ископаемые существа. К примеру, в Австралии в местечке Эдиакара геолог Реджиральд Спригг нашел отпечатки организмов, отдаленно похожих на губок, медуз и папоротники, но не сравнимых ни с одним из известных животных. Его знакомый палеонтолог Мартин Глесснер высказал предположение, что эти окаменелости — древнее кембрийских. В 1952 году советский геолог Борис Соколов выделил вендский период (680–570 млн лет назад), предшествовавший кембрийскому. Зарубежные ученые выделяют эдиакарский период (635–541 млн лет назад), частично совпадающий с нашим вендом. 

Однако в 50-е годы XX века еще не все были готовы признать, что в докембрийских морях процветали сложные многоклеточные формы жизни. Вскоре после того как была описана чарния, ее родственников нашли в Сибири, в Архангельской области и многих других местах мира, и она стала своеобразным символом эдиакарского сада. 

Сейчас уже описано много удивительных представителей эдиакарской, или вендской, фауны. Они настолько не похожи на современных животных, что кажутся пришельцами из других миров. Неслучайно известный палеонтолог Кирилл Еськов образно назвал докембрийскую жизнь «черновиками Господа Бога».