На заре жизни. Органический мир докембрия - Игорь Николаевич Крылов

Рис. 4. Палочкообразные (1–3) или сферические (4) органические остатки, похожие на бактерии, из формации Ганфлинт, имеющей возраст около 2 млрд. лет (под электронным микроскопом).

Они бывают одиночными (1), собраны в скопления неправильной формы (2, 4) или вытянуты в нити (3), иногда разветвляющиеся (по Дж. Шопфу, Э. Баргхорну, М. Мазеру и Р. Гордону)

Эта находка очень обрадовала исследователей древнейших следов жизни. Ведь все теоретические расчеты показывают, что в те далекие времена в земной атмосфере не было совсем или было очень мало кислорода, зато в изобилии был и аммиак, и метан, и углекислый газ. Но самое главное, что найдены действительно живые организмы, слепки которых изучали ученые и долго доказывали их органическую природу.

И таких доказательств было много. Исследователи, изучающие эти остатки, не ограничились изучением шлифов под оптическим микроскопом. Недавно были опубликованы первые фотографии этих образований, сделанные с помощью электронного микроскопа (рис. 4). Были проведены и очень тонкие химические анализы кремнистых пород формации Ганфлинт, которые показали, что в них содержатся органические вещества (преимущественно углеводороды парафинового ряда п СН) от C16 до С32 с преобладанием C18–19 (0,2–0,6 %). Органическая природа углеводорода подтверждается анализами изотопного состава (соотношение С13/С12).

Вряд ли можно переоценить научное значение таких исследований — ученые изучают состав живых существ, живших более 2 млрд. лет назад и имевших размеры всего в несколько микрон! Но и это не предел. Еще более мелкие и более древние организмы были найдены в 1966 г., когда ученые растворили в плавиковой кислоте несколько образцов кремнистых горных пород из Восточного Трансвааля (Южная Африка). Их возраст превышает 3 млрд. лет. В продуктах мацерации были обнаружены и сфотографированы под оптическим и электронным микроскопами крохотные тельца, напоминающие современные нитчатые бактерии. Eobacterium isolatum — так названы эти остатки — имеют форму палочек длиной 0,45—0,7 мк и толщиной 0,18—0,32 мк. С помощью электронного микроскопа удалось установить, что они окружены двуслойной оболочкой, имеющей толщину всего 0,015 мк. И снова проделаны тончайшие химические анализы, которые подтвердили, что в породе содержатся сложные углеводороды. Некоторое время считалось, что африканские эобактериумы являются древнейшими органическими остатками. Однако совсем недавно, в 1968 г., в американском журнале «Сайенс» («Наука») появилось краткое сообщение о находке в Южной Африке строматолитоподобных пород в еще более древних толщах системы Свазиленд, имеющих возраст более 3,2 млрд. лет. В них были встречены сфероподобные тельца диаметром от 5 до 30 мк, похожие на одноклеточные неколониальные водоросли, и нитеподобные остатки длиной до 100 мк, схожие с нитчатыми водорослями.

Нитчатые и сферические тельца этого же типа были найдены и в более молодых (1046±46 млн. лет), но тоже докембрийских породах в формации Нонесач, на южном побережье озера Верхнего, в штатах Мичиган и Висконсин (США). Аналогичные остатки организмов обнаружены и в Центральной Австралии, в строматолитовых породах формации Биттер Спрингс, относимой к верхнему докембрию и имеющей абсолютный возраст 700–900 млн. лет. Исследование опять-таки проводилось по меньшей мере тремя способами: изучение шлифов под микроскопом, выделение остатков из породы с помощью кислот и тонкие химические анализы. Все эти водорослевые и бактериальные остатки были найдены в окремнелых горных породах. В строматолитах, сложенных известняком, такие остатки сохраняются очень редко. Еще в начале нашего века американский палеонтолог Ч. Уолкотт, изучая строматолиты из докембрийской серии Белт (Скалистые горы в Северной Америке), обнаружил в шлифах тонкие нитеподобные полоски, похожие на остатки водорослей. В то время многие ученые считали строматолиты остатками древних кораллов или каких-то других животных, поэтому находки Уолкотта были очень важны для правильной расшифровки природы этих слоистых построек. Но здесь таилась и некоторая опасность. Мы уже говорили, что природа изготовляет искусные подделки даже очень сложных органических остатков. А округлые комочки и сгустки, похожие на водоросли, можно без труда найти даже в заведомо неорганической породе.

И такие подделки были действительно найдены. После того как американские исследователи Э. Баргхорн, Дж. Шопф, П. Клауд и другие опубликовали подробные статьи о ганфлинтских микроорганизмах, в журнале «Сайенс» за 1967 г. появилась небольшая статья американского петрографа Брамлетта, писавшего, что большинство из описанных «микроорганизмов» докембрия на самом деле являются не органическими остатками, а так называемыми кристаллитами. Под этим именем петрографы подразумевают своеобразные кристаллические новообразования, которые возникают на ранних стадиях кристаллизации вулканического стекла, что-то вроде зародышевых кристалликов. Они бывают волосовидной (трихиты), палочкообразной (лонгулиты) и сферической формы (глобулиты). Глобулиты могут объединяться, образуя вытянутую цепочку (Маргариты), иногда они группируются в правильные шарообразные скопления (глобосфериты) или скопления неправильной случайной формы (кумули-ты). Кристаллиты бывают похожи на иголочки и спикулы губок (белониты и спикулиты), на перья (скопулиты) и т. д. Форма и размеры зародышевых кристалликов очень разнообразны, и среди них можно найти аналоги очень многих из ганфлинтских остатков. Так, нитчатые образования похожи на трихиты и Маргариты, эосферы и гурониоспоры — на глобулиты, кумулиты и глобосфериты. Особо следует отметить, что все эти ганфлинтские остатки найдены в кремнистых толщах. Кремень — это аморфный кремнезем, в котором кристаллиты возникают особенно часто.

А как быть с химическими анализами, показавшими наличие органического вещества в кремнистых ганфлинтских толщах? Строго говоря, этот аргумент тоже не является решающим. Известно, что углеводороды и самые настоящие битумы встречаются даже в кристаллических изверженных породах. Это широко известный факт. Сторонники гипотез о неорганическом происхождении нефти видят в этом один из признаков связи ее с магмой. Приверженцы теорий об органическом образовании углеводородов и битумов объясняют такие находки тем, что нефть способна мигрировать, перемещаться, медленно просачиваясь по трещинкам в твердых горных породах. Стало быть, и анализ — еще не полное доказательство органической природы этих «микроорганизмов».

Подготавливая эту