Александр Вологдин - Земля и жизнь
Жизнеспособные бактерии можно обнаружить даже в Арктике - в снегу, в погребенных льдах. Б. Л. Исаченко полагал, что развитие бактерий началось еще в докембрии, причем допускал, что первые периоды докембрия были более благоприятными для развития автотрофных организмов, восстанавливавших углекислоту.
Как уже отмечалось, некоторые ученые полагают, что углеводороды и нефть являются компонентами состава протопланетного облака и что на поверхности Меркурия они быстро рассеялись и разложились под влиянием высокой температуры. На поверхности Земли обстановка была для них крайне неустойчивой из-за действия ультрафиолетового излучения Солнца и окислительных процессов, и они тоже разложились и исчезли.
Длительное время считалось, что живые существа, населявшие кембрийские моря (570-440 млн. лет), были самыми древними на нашей планете, хотя они нередко и удивляли исследователей разнообразием представленных тогда групп организмов, большой местами густотой населения ископаемых биотопов, их обильными популяциями, в числе которых отмечалось присутствие многих видов археоциат, трилобитов, хиолитов, реже губок, криноидей, червей, в сопровождении разных типов водорослей. Во всем мире, за малыми исключениями, палеонтологи не изучали и не изучают систематически организмы более древнего возраста. Данные региональной геологии, казалось, предрешали неудачу геологов и палеонтологов в поисках органических остатков в более древних, чем кембрий, осадочных горных породах.
Осадочные горные породы докембрийского возраста, исключительно широко представленные на выступах суши нашей планеты, обычно более или менее сильно изменены вторичными процессами по отношению к их первичному облику. Часто это бывает выражено перекристаллизацией вещества пород, с потерей ими частично или полностью первичных признаков. Поэтому у исследователей возникло представление о полном исчезновении в таких образованиях признаков прошлой органической жизни. Поэтому палеонтологи почти не занимались такими породами, проявляя лишь некоторый интерес к строматолитам, своеобразным сгусткам углекислого кальция и магния, природа которых длительно оставалась неразгаданной.
Мощность докембрийских осадочно-метаморфических, осадочно-вулканогенных, туфогенных толщ обычно огромна. Местами она достигает многих десятков километров, но точному ее установлению как раз мешает недостаточность или отсутствие критериев для расчленения и корреляции этих толщ, особенно в условиях их интенсивной складчатости. При этом известно, что серии таких образований часто вмещают месторождения весьма разнообразных полезных ископаемых, например руд черных и цветных металлов, редких и рассеянных элементов, золота, фосфоритов, алюминиевого сырья и т. д.
Следы древнейшей органической жизни на Земле ученые устанавливают по присутствию в древнейших горных породах органических веществ и продуктов их изменения, как, например, в виде графита, шунгита и других или же в виде непосредственных остатков организмов, по их отпечаткам на поверхности пород или с помощью того же остаточного органического вещества, обычно сильно обуглероженного. При этом иногда открываются в совместном развитии остатки морских водорослей и простейших животных.
Параллельно с изучением в СССР обильных материалов палеонтологии кембрия автор более 30 лет вел поиски органических остатков и в породах докембрия, в особенности его поздней части - протерозоя (2700-570 млн. лет), широко представленной во всех горных районах нашей страны. Исследовались некоторые осадочного происхождения руды. Изучению подвергались метаморфические породы, обычно внешне лишенные каких-либо признаков связи с ними остатков организмов. Еще в 40-е годы автору удалось собрать большой материал по ископаемым бактериям, оказавшимся и в далеком прошлом важными геологическими "деятелями". Эти работы подтвердили замечательные идеи В. И. Вернадского о роли организмов в геологических процессах Земли, поскольку раскрылась особо важная роль ископаемых микроорганизмов в создании рудных веществ, накоплении различных соединений и химических элементов (железо, марганец, сера, фосфор, алюминий и др.).
Теперь можно сказать, что в породах докембрия, а именно всего протерозоя и частью архея, открыты обильные новые палеонтологические объекты, притом весьма различного уровня развития - от бактериальных и бактериеподобных до сложных многоклеточных, принадлежащих к целому ряду групп беспозвоночных животных. При этом господствующими в количественном отношении оказались представители водорослей различных типов. Так впервые появились данные к биостратиграфии докембрия в частности для районов хребта Малого Хингана, Удокана, Восточного Саяна, Байкальского нагорья, Кузнецкого Алатау, Западно-Сибирской низменности (по скважинам), Урала, Тимана, Карелии, Кольского полуострова и докембрия Украины и Молдавии. При участии автора подобные материалы были выявлены на территории Китая, Монголии, Польши и Чехословакии.
Таким образом, метаморфический осадочный докембрий оказался способным сохранять остатки организмов в различных его морских и терригенных породах, особенно в кремнистых. Вся северная Евразия стала благодарным объектом для поисков остатков организмов докембрия вплоть до пород, возраст которых достигает 3 млрд. лет. Иначе говоря, выявилась возможность крупного "приращения" (термин М. В. Ломоносова) палеонтологической науки, ранее в данном направлении не развивавшейся. Практическая же геология получила необходимый ключ для расшифровки истории формирования, расчленения и корреляции древнейших осадочных серий. Одновременно открылась возможность прослеживать историю жизни на Земле до самых ее "корней", где-то около 3,5 млрд. лет до н. э.
Водоросль Kakabekia umbellata Barghoorn. Сев. Америка, сланцы серии Ганфлинт (1800 млн. лет) (по С. Баргхорну)
Особого внимания заслуживают работы Эльсо С. Баргхорна, П. Клода и В. Шопфа, открывших в породах архейского возраста очень интересный комплекс органических остатков. Э. Баргхорн обнаружил в районе оз. Онтарио нити многоклеточных водорослей однорядного строения и остатки каких-то животных (Kakabekia) типа медуз или гидроидных полипов. Абсолютный возраст вмещающих слоев, определенный по калий-аргоновому методу, оказался не менее 2000 млн. лет. При изучении доломитовых слоев архея Трансвааля Южной Африки были выявлены остатки организмов возраста около 2600 млн. лет, представленные остатками колоний синезеленых водорослей, выраженных скоплениями графита, а также остатками ископаемых бактерий. В образце породы, имеющей известковый состав, видны строматолиты, по-видимому, имеющие внешнюю куполовидную форму.
Интересны также остатки бактерий Eobacterium isolatum Barghoornet Schopf и колонии синезеленых водорослей Archaeosphaeroides barbertonensis Schopf et Barghoorn в отложениях группы Фиг-Три с возрастом 3100 млн. лет в восточном Трансваале (Южная Африка). Менее отчетливые, но не менее интересные остатки водорослей, подобные Archaeosphaeroides barbertonensis, но не имеющие определенного очертания, установлены из отложений группы Онверхват возраста 3200 млн. лет, из наиболее древних строматолитовых пород Буловайна в Родезии, встречены своеобразные шиповатые остатки, выявленные в электронном микроскопе. Одноклеточные синезеленые водоросли описаны профессором П. Клодом и Н. Лайкери из отложений формации Соуден-Айрен, возраст которой определяется в 2700 млн. лет.
Остатки бактерий (а), колонии Eobacterium isolatum Barghoorn et Schopf и синезеленых водорослей Archaeosphaeroides barbertonensis Schopf et Barghооrn (б). Африка, Восточный Трансвааль, отложения группы Фиг-Три (3100 млн. лет, по В. Шопфу); шиповатые остатки из строматолитов (в), Африка, Восточная Родезия, отложения группы Буловайан (2800 млн. лет, по Ф. Оберлис и А. Пресновскому)
Остатки бактерий (а), колонии Eobacterium isolatum Barghoorn et Schopf и синезеленых водорослей Archaeosphaeroides barbertonensis Schopf et Barghооrn (б). Африка, Восточный Трансвааль, отложения группы Фиг-Три (3100 млн. лет, по В. Шопфу); шиповатые остатки из строматолитов (в), Африка, Восточная Родезия, отложения группы Буловайан (2800 млн. лет, по Ф. Оберлис и А. Пресновскому)
Остатки бактерий (а), колонии Eobacterium isolatum Barghoorn et Schopf и синезеленых водорослей Archaeosphaeroides barbertonensis Schopf et Barghооrn (б). Африка, Восточный Трансвааль, отложения группы Фиг-Три (3100 млн. лет, по В. Шопфу); шиповатые остатки из строматолитов (в), Африка, Восточная Родезия, отложения группы Буловайан (2800 млн. лет, по Ф. Оберлис и А. Пресновскому)
