Парнокопытные киты, четырехкрылые динозавры, бегающие черви...

Бренные тела

Кто не знает Ромео и Джульетту? При упоминании имен вечно влюбленных прежде всего всплывает в памяти трагедия Уильяма Шекспира (1595 год), поселившего романтическую пару в Вероне. Предполагается, что английский драматург использовал итальянский сюжет, восходящий к «Декамерону» Джованни Боккаччо (около 1350 года). А были ли предшественники у самого Боккаччо? Говорят, что были. Только не в Италии, а в отделенном от нее почти половиной Средиземного моря королевстве Арагон, в Теруэле. Впрочем, мир и тогда уже был тесен: испанские и итальянские европейские рыцари бок о бок бились против рыцарей султанатов, эмиратов и халифатов, чья власть распространялась почти на всю Испанию в ее нынешних границах. Может быть, бродячие менестрели или сами рыцари, среди которых было немало славных поэтов, и принесли романтический рассказ на земли будущей Италии?

^{Глиняный (иллит и хлорит) слепок трилобита Eccaparadoxides brachyrachis (длина 3 сантиметра); Иберийские горы, Арагон, Испания; 500 миллионов лет. Университет Сарагосы}

Подлинная же история случилась в 1217 году, когда бедный юноша Хуан Мартинес де Марсилья полюбил дочь богатого жителя Теруэля Педро Сегуры. Надо ли уточнять, что девушка ответила юноше взаимностью, а отец воспротивился их браку? И, простившись с возлюбленной, которая обещала ждать его пять лет, Хуан Мартинес отправился добывать славу и богатство в сражениях с маврами. Для этого в те годы далеко от Теруэля и скакать не надо было. Вернулся он, как обещал, — на коне и с полным кошельком. Только опоздал на день. Именно в тот день его возлюбленная по настоянию отца сыграла свадьбу. Пока шло застолье, отчаявшийся юноша проник в дом Сегуры. Он надеялся испросить прощальный поцелуй. И когда молодой супруг уснул, де Марсилья напомнил неверной о данном обете. Она отказала, и влюбленный умер рядом с ложем новобрачных. Испуганная молодая жена подняла мужа и поведала ему историю своей первой любви, указывая на тело Хуана Мартинеса. На другой день, когда несчастного влюбленного отпевали, девушка все же решила отправиться в церковь и вернуть юноше поцелуй, на который она не решилась при его жизни. Когда же необычный обет был свершен, она пала бездыханной у гроба. Все, кто видел это, прониклись уважением к влюбленным и решили похоронить их вместе, в одной могиле…

^{Оперенный динозавр Sinosauropteryx prima из «меловых Помпеи» (высота 1,2 метра); Чжэхоль, провинция Ляонин, Китай; 130–110 миллионов лет. Нанкинский музей палеонтологии}

В 1553 году во время перестройки церкви Святых Козьмы и Дамиана в Теруэле вскрыли гробницу, где оказались две мумии — женская и мужская. Тогда-то и вспомнили давнюю историю, передававшуюся из уст в уста. На сходство рассказа с одним из сюжетов «Декамерона» литературоведы обратили внимание лишь в середине прошлого века. Оказалось, что в теруэльской версии гораздо больше подлинных черт поведения средневековых горожан, чем у Боккаччо. Даже имя девушки не названо, поскольку незамужних принято было величать по фамилии отца, а замужних — по фамилии мужа. Автор «Декамерона» назвал их Джироламо и Сальвестра. Если записать имена, как положено, латинскими буквами, то получается анаграмма имен влюбленных из Теруэля — Марсилья и Сегура.

Скептики, правда, утверждали, что ничего на самом деле не было, а саму историю туролесцы придумали лишь после находки мумий. Однако в кафедральном соборе Теруэля, к которому от церкви с погребением спускается улица Влюбленных, сохранился удивительный расписной деревянный потолок XIII века с изображением святых и… светских, несколько даже фривольных сценок. Вот отправляется в поход всадник со щитом, цвета которого удивительно напоминают цвета герба семьи де Марсилья, действительно проживавшей в Теруэле… Юноша обнимает девушку, нежно лаская ее грудь… Пышная свадьба с музыкантами… Постельная сцена… Вся история влюбленных. Значит, случилось все на самом деле?

Как бы то ни было, а необычные мумии заслужили лучшей участи, чем украшать интерьеры местной церкви, где они сначала стояли в уголке, прибранные кисейными юбочками, а потом лежали в открытых гробах. Пусть это и не мумии, а всего лишь — скелеты с несколькими пучками сухожилий. Лишь в самом конце прошлого столетия они обрели покой под беломраморным саркофагом с лежачими скульптурами влюбленных, нежно касающихся друг друга руками.

К северу от Теруэля, в окрестностях городка Муреро, в кембрийском разрезе палеонтологи нашли еще одну неразлучную пару — лежащие рядом мумии двух трилобитов, которые сохранились благодаря замещению их тел глинистыми минералами. Подлинное чудо: ведь этим мумиям более полумиллиарда лет. Тоже он и она.

В том, что остатки организмов могут уцелеть в горных породах миллионы и миллиарды лет, ничего удивительного нет. Конечно, смотря какие породы, какие остатки, что за организмы, как они умерли и что было дальше. По-научному этот процесс — преобразования погибших организмов в ископаемые, который сводится к минерализации скелета и замещению органики минералами, — называется фоссилизацией.

Сохранность тела зависит в первую очередь от условий захоронения. Попало оно в сухой песочек (как влюбленные в Теруэле) или накрыло его подводным оползнем (как трилобитов в Муреро) — получились нетленные мощи. Оказалось в кислой почве — и костей не осталось. Хотя в определенных условиях со скелетом долго ничего не происходит. Скелетная ткань и при жизни — уже минерал. Камень. Именно каменные, скелетные, останки представляют собой основную массу палеонтологических находок. Впрочем, палеонтологическая летопись не сводится к одним лишь окаменелостям.

Динозавры в истинном цвете

В магматических породах — исторгнутых из недр Земли высокотемпературных расплавах, остывших и застывших на ее поверхности, — что-либо искать бессмысленно.

^{Ордовикская моноплакофора Kirengella kultavasaensis с рисунком на раковине (диаметр 1 сантиметр); Ненецкий АО; 490 миллионов лет. Музей эволюции, Упсала (предоставлено Александром Губановым)}

Однако вулканические пеплы, мгновенно убивая целые сообщества организмов, сохраняют их рельефные отпечатки в почти первозданном виде. Таковы, например, захоронения разнообразных летающих тварей, со всем своим окружением попавших под пеплопад в озерной котловине, располагавшейся 130–110 миллионов лет назад (середина мелового периода) на северо-востоке Китая. Это местонахождение — Чжэхоль — даже называют «меловыми Помпеями».

Оказалось, что у одних динозавров (Sinosauropteryx и Beipiaosaurus) шкурка была утыкана полыми извилистыми нитями (филаментами) до пяти сантиметров длиной. Они ветвились, подобно перышкам современных птиц, но не имели ни крючков, ни бородок. Другие китайские пти-цединозавры [Protoarchaeopteryx и Caudipteryx) вроде бы носили настоящие перья. Последний выглядел как недо-щипанный индюк — с длинными перьями на передних лапах и хвосте. Но все они имели симметричное опахало и, значит, не годились для полета. Разве что для прохажива-ния перед самкой и ухаживания за ней.

Гистолог Теагартен Лингам-Сольар из Университета Квазулу-Наталь и орнитолог Алан Федуккия из Университета Северной Каролины усомнились в природе филаментов: уж не остатки ли это коллагеновых волокон, прошивающих шкуру любого ящера? Филаменты динозавра синозавроптерикса действительно напоминали отпечатки волокон соединительной ткани, которые образуются, например, при фоссилизации шкуры ихтиозавра. Однако впоследствии точно такие же филаменты были найдены палеонтологом Райаном Маккелларом из Университета Альберты и его коллегами в янтарях мелового возраста. В свою очередь, различные типы оперения динозавров, включая синозавроптерикса, были изучены под руководством геохимика Роя Вогелиуса из Манчестерского университета и физика-ядерщика Уве Бергманна из Национальной ускорительной лаборатории в Стэнфорде с помощью сканирующего электронного микроскопа, рентгеноструктурного микроанализатора и различных рентгеновских спектроскопов. Это позволило не только рассмотреть микроскопические детали перьев, даже в тех образцах, где их остатки не различимы в обычном световом микроскопе и тем более невооруженным глазом, но и обнаружить в них окаменевшие клеточные наноструктуры с закономерным распределением атомов металлов. Эти наноструктуры — феомеланосомы (200–400 нанометров в диаметре) и эумеланосомы (500–900 нанометров длиной при ширине до 300–600 нанометров) — отвечали за цвет оперения. Исследования подтвердили подлинность находок и их целостность — то, что они не являются смешением скелетных остатков различных животных.

Благодаря расположению меланосом перья при жизни иридесцировали — переливались всеми цветами радуги, испуская отраженный свет. Значит, пернатые динозавры представали перед своими партнерами во всем блеске. Позднее подобные исследования позволили восстановить окраску и вымерших птиц. Скажем, у древних гигантских пингвинов (35 миллионов лет), как выяснила группа палеонтолога Джулии Кларк из Техасского университета в Остине, перья были не черные, а серые и рыжие, как у многих других птиц. Современную окраску они приобрели позднее с появлением более крупных меланосом, что было связано с приспособлением всего перьевого покрова к водному образу жизни и высоким нагрузкам при движении сквозь водную толщу.

Узнать о масти древних существ позволяет и анализ ископаемой ДНК. Так, группа молекулярного биолога Майкла Хофрейтера из Йоркского университета исследовала судьбу гена меланокортинового рецептора (MC1R), работа которого связана с окраской перьев птиц и шерсти млекопитающих. Оказалось, что аллели этого гена мамонта отличались от таковых у африканского слона; ген кодировал малоэффективный вариант рецептора, и мохнатые хоботные становились блондинами. Почему бы нет: белый (на самом деле прозрачный) цвет обычен для зимней окраски многих птиц и млекопитающих северных широт, например полярных волков, поскольку прозрачные волоски пропускают солнечные лучи и тело греется (если бы они были темными, то только сами и нагревались бы и при этом быстро остывали на ветру). Исследование пигментов в волосяном покрове мамонта показало, что волоски внешнего из трех его слоев шерсти, самые длинные, были лишены пигментации. Что же до рыже-бурого цвета ископаемой мамонтовой шерсти, то она, вероятно, приобретает его благодаря окислам железа.

Мутация одного из аллелей того же гена у неандертальцев подсказывает, что эти люди были светлокожими и рыжеволосыми. Такую окраску можно считать защитной: в высоких широтах света не так много и, чтобы необходимый витамин D синтезировался в достаточном количестве, свет должен проникать сквозь кожу. Наоборот, денисовский человек, чьи костные остатки были открыты археологами Александром Алексеевичем Цыбанковым и Михаилом Васильевичем Шуньковым из Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН на Алтае, судя по его генам, был смугл, кареглаз и темноволос и на 5 процентов приходился родственником современным папуасам и коренным австралийцам. А ведь добыты все эти сведения были по фрагменту фаланги мизинца восьмилетней девочки, жившей между 35 и 50 тысячами лет назад…

Органические пигменты, которые придают окраску раковинам, панцирям или волосяному покрову, очень нестойкие (а ДНК — и подавно). В остатках ископаемых организмов возрастом в миллионы лет они практически не сохраняются. Исключение составляют смолы, подобные янтарю и природному битуму, в которых консервируются и пигменты. Но не вечны и сами смолы — их предел 220 миллионов лет. Более древние цветные окаменелости — редчайшее исключение.

«Благодаря полярному климату, слабым тектоническим изменениям и большой глубине залегания (1250 метров) раковины моллюсков моноплакофор киренгелла (Kirengella kultavasaensis) из керна скважины, пробуренной в Тимано-Печорском осадочном бассейне, сохранили радиальный рисунок на поверхности, — рассказывает палеонтолог Ольга Константиновна Боголепова, представляющая Кембриджскую программу по Арктическому шельфу. — А ведь им около 490 миллионов лет». Радиальный рисунок на раковинах отражает расположение мускулов, которых у моноплакофор насчитывалось несколько пар: по мере нарастания раковины они смещались и оставили своего рода следы. На сегодняшний день эти морские раковины с северо-востока Европейской России являются древнейшими палеонтологическими находками в цвете. А самые древние звуки — случается в палеонтологии и такое — имеют возраст 160 миллионов лет (среднеюр-ская эпоха): на левом надкрылье кузнечика, получившего красивое имя «архабойл музыкальный» (Archaboilus musicus), сохранился «смычок» — зазубренная жилка, называемая стридуляционной. Трение «смычка» о зеркальце — прозрачную перепонку, окруженную толстой жилкой на правом надкрылье, и создает стрекочущие звуки. Сделав копию этого древнего музыкального инструмента, палеонтологи и биоакустики воспроизвели и стрекотание. Возможно, музыкальный кузнечик даже был зелененьким, но вот в траве он точно не сидел: трава начала расти лишь десятки миллионов лет спустя.

Даже не столь хорошо сохранившиеся надкрылья насекомых, клешни крабов, косточки слухового аппарата позвоночных и другие приспособления животных для воспроизведения и восприятия акустических сигналов позволяют воссоздать мир живых звуков в его эволюции. Стрекотание зазвучало в триасовом периоде (трели выводили титаноптеры — похожие на богомолов прямокрылые), в юрском — кваканье, в меловом — в общий хор влились писк гекконов, щебет птиц и пение цикад.

Настоящие окаменелости

В метаморфических породах — осадках, преобразованных в недрах планеты под давлением, нагревом и действием химических растворов, — кое-что иногда может уцелеть. Так, мрамор — бывший известняк — неплохо сохраняет известковые скелеты морских животных и водорослей, по крайней мере, внешний вид этих скелетов, если процесс мраморизации не зашел слишком далеко и новообразовавшиеся кристаллы кальцита не превратили все в равномерно зернистую мозаику.

Большинство ископаемых организмов сохраняется в осадочных горных породах, некогда накопившихся на дне океанов, морей, озер, в дельтах рек и других понижениях рельефа, где в течение долгих тысяч лет преобладали процессы опускания земной коры. Впрочем, осадочные породы тоже сильно разнятся по своим возможностям: мелкозернистые осадки на тысячелетия упакуют хрупкий остов, а галечник или груда валунов — сотрут его в порошок.

Многое зависит и от химического состава осадочной породы: в известняке уцелеет известковая раковина, в глине — стеклянная губка, строящая свой скелет из кремневых иголок-спикул. Наоборот, те же спикулы быстро растворятся в карбонатном осадке, а известковая раковина — в кремнистом.

Спикула губки — это часть ее скелета, так же как панцирь рака, раковина улитки или двустворки, костяк млекопитающего, раковинка амебы-фораминиферы, коралл, коробочка одноклеточной диатомовой водоросли, зубы, солевые отложения в мягких тканях и другие минерализованные при жизни организма его части. Скелет — это именно то, что обычно сохраняется в ископаемом состоянии. Бесскелетные животные — такие, как кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, беспанцирные моллюски, — в палеонтологической летописи практически не встречаются. Если мягкие ткани связывают организм с атмосферой и гидросферой, то скелет приближает его к литосфере — твердой оболочке Земли, состоящей из горных пород. Ведь скелет — это такой же камень (даже если он называется костью), точнее, минерал, как и те минералы, из которых состоит осадочная горная порода.

Посмертные изменения, ведущие к достижению равновесия со средой (в полном соответствии со вторым началом термодинамики), относительно быстро сглаживают отличия биогенных минералов от прочих. Эти процессы начинаются еще при жизни, особенно у организмов, которые не используют весь свой скелет, а живут лишь в его новообразованной части. Так, скелет корал-линовой губки, построенный из кремневых спикул и ше-стоватых арагонитовых кристаллов (арагонит — это разновидность карбоната кальция, но с примесью стронция и с иной, чем у кальцита, формой кристаллов), как только организм утрачивает над ним контроль, начинает меняться: сначала место органических оболочек, окружавших каждую спикулу или кристалл, замещает кальцит, после чего спикулы растворяются, и полости тоже заполняются кальцитом. Затем приходит черед арагонита — каждый кристалл распадается, но его шестоватая форма сохраняется благодаря кальцитовой оторочке, а затем наполняется новым содержанием — мелкокристаллической кальцитовой мозаикой, иногда с повышенным содержанием стронция, характерным для навсегда исчезнувшего арагонита. Даже в наиболее благоприятных условиях первичный арагонит редко «живет» дольше 300 миллионов лет, но его своеобразная форма указывает на то, что среди самых первых организмов с известковым скелетом, появившихся в конце эдиакарского периода (555 миллионов лет назад), были и виды с арагонитовой раковиной. Именно с этого времени ископаемая летопись, прежде всего отражающая развитие скелетных организмов, становится хорошо читаемой.

Однако эта летопись содержит не только скелетные остатки. Клетчатка (целлюлоза), из которой в основном состоят клеточные стенки растений, является органическим полимером и по своей устойчивости не уступает полимерам искусственным — полиэтилену и целлофану. Потому растительные остатки сохраняются не хуже минеральных скелетов, а древнейшим из них, принадлежавшим, по-видимому, водорослям, — около 2,1 миллиарда лет (раннепротерозоиская эра). Это отнюдь не означает, что подобные остовы не претерпевают никаких изменений: происходит полимеризация углеводородов, особенно если горная порода подвергается нагреву и давлению, пока не образуются наиболее устойчивые в данных условиях молекулы. Органические полимеры животного происхождения менее стабильны — самой старой кутикуле (от лат. cuticula — кожица) членистоногого, которая удержала следы первичного состава, всего 25 миллионов лет.

Долгоживущими являются части некоторых органических молекул (биомаркеры), например кольцевые участки ароматических и алифатических углеводородов. Поскольку каждую группу организмов характеризуют определенные углеводороды, их присутствие в осадочных породах свидетельствует о том, какие организмы жили во время накопления этих осадков. Например, стераны всегда образуются из стероидных спиртов — стеринов, входящих в состав клеточных мембран (самый известный из них — холестерин — характерен для животных). Есть свои биомаркеры и у метанобразующих архей (кроцетан); они указывают, что подобные бактерии жили более двух миллиардов лет назад. При этом если бы сохранились тельца самих бактерий, их все равно невозможно было бы отличить от любых других.

Однако дольше всего свидетельства о существовании жизни удерживают устойчивые изотопы, точнее, их соотношение. Например, цианобактерии и большинство зеленых растений при фотосинтезе отбирают из двух устойчивых изотопов углерода более редкий и более легкий (с 12 нейтронами в ядре). По повышенному содержанию этого изотопа в осадочных породах можно понять, что накапливались они при жизни подобных организмов, даже если осадки претерпели некоторый нагрев и химические преобразования. Так было установлено, что жизнь на Земле существовала уже 3,86 миллиарда лет назад (в самом начале архейского зона).

Замороженные

Но как бы ни были интересны скелеты, наибольший интерес представляют целостные остатки организмов. К счастью, природа по-своему «позаботилась» об ученых, интересующихся эволюцией, — в ископаемой летописи нет-нет да и встречаются удивительные по своей сохранности остовы животных и растений. Причем не только в многолетне-мерзлых породах последних нескольких десятков тысяч лет.

С «вечной мерзлотой» связано больше мифов, чем реальных находок. Наиболее известные элементы мифотворчества — легенды о гигантских кладбищах застывших во льдах мамонтов, где сохранность мягких тканей такова, что хоть сейчас бери яйцеклетку (вариант — сперму) и имплантируй живой слонихе (оплодотворяй ее), чтобы получить густошерстный и высокоудойный молодняк, и о «вмороженных пальмовых и сливовых деревьях с зелеными листьями и даже спелыми плодами». А восходит этот миф к сочинению одного из создателей палеонтологии, естествоиспытателя Жоржа Кювье, — «Рассуждения о переворотах на поверхности земного шара». В «Рассуждении» о мамонтах и их современниках сказано: «Если бы они не замерзли тотчас после того, как были убиты, гниение разложило бы их. С другой стороны, вечная мерзлота не распространялась раньше на те места, где они были захвачены ею, ибо они не могли бы жить при такой температуре. Стало быть, один и тот же процесс и погубил их, и оледенил страну, в которой они жили».

^{Часть скелетов севского семейства мамонтов. Брянская область; 14 тысяч лет. Палеонтологический институт РАН}

На самом деле в многолетнемерзлых породах нет и следа каких-либо пальм и слив. Не такая растительность окружала мамонтов при жизни. Других зеленых листьев и плодов тоже никто и никогда не находил. С мамонтами и некоторыми прочими представителями мамонтовой фауны дела обстоят несколько лучше, но речь опять же идет не о горах трупов, а о редких находках: десяток мамонтов, два шерстистых носорога (еще две, самые полные мумии носорога сохранилась не в вечной мерзлоте, а в озокерите — воскоподобном веществе, образовавшем ископаемое болото в Галиции; одна украшает музей Кракова, другая — Львова), пять древних лошадей, четыре бизона и собака, которой 12,5 тысячи лет. Есть еще единственный замороженный человек — Отци, погибший от ранения стрелой в альпийских ледниках, но он много моложе прочих ледяных мумий (5,3 тысячи лет). Кроме того, за два столетия в Северной Азии и Северной Америке выявлено около тридцати остовов мамонта и других млекопитающих с сохранившимися фрагментами мягких тканей. Каждый случай — единичный.

Тем не менее и ныне почему-то бытует мнение о массовых захоронениях мамонтов и других животных, вмерзших в лед. В самом конце прошлого века поводом для очередной нездоровой сенсации стал хатангский «мамонт» Бернара Бюига (он же «мамонт Жаркова»), когда весь мир облетели потрясающие кинокадры и фотографии — на подвеске огромного вертолета, застывшего над бескрайней заснеженной тундрой Таймыра, повисла многотонная ледяная глыба с торчавшими из нее бивнями. Газетчики и тележурналисты бодро вещали, что кроме первой, уже добытой туши мамонта с помощью радара и другой новейшей аппаратуры обнаружено еще не менее шести мамонтовых и носорожьих трупов… На самом деле авантюрист Бюиг по случаю купил у местного охотника два неплохих бивня. Вывезти их из России законным путем он не мог, потому и была придумана история, раздутая с помощью телекомпаний, о якобы целых, не тронутых тленом, телах, которые необходимо срочно доставить в Японию для дальнейшего извлечения яйцеклеток (спермы) и… (см. выше). Для создания необходимого эффекта бивни вморозили в лед и подцепили получившуюся льдину вертолетом. В фильме, снятом каналом ВВС, тоже клюнувшим на наживку в виде пустого куба льда, его с помощью фенов для волос размораживают грустные британские ученые…

Причина гибели каждого из мамонтов и их современников, живших в различное время между 50 и 9 тысячами лет назад, была своя. Знаменитый березовский мамонт, видимо, попал в естественную ловушку, проталину в мерзлом грунте, где сломал кости таза и плеча и почти сразу умер — во рту остались неразжеванные пучки травы. Мамонтенок Дима с одноименного магаданского ручья отстал от стада (он хромал и страдал от сильного заражения паразитическими червями), заблудившись в ледниковых каньонах (и был найден среди ископаемых наледей — тарынов), куда его соплеменники приходили, чтобы передохнуть от гнуса, и погиб от голода (желудок и кишечник почти пусты). Ямальский мамонтенок Люба увяз и утонул в холодном заболоченном озере (ее органы покрылись тонкокристаллическим минералом вивианитом, характерным для холодной бескислородной среды; в трахеи и бронхи набился ил), а якутскую Хрому, видимо, придавило грязевым оползнем (ее скелет смят). Объединяет всех относительно целых мамонтов только одно обстоятельство — они оказались вблизи естественных холодильников. Единственным естественным массовым захоронением мамонтов (но не мумий!) является Севское в Брянской области, где около 13,5 тысячи лет назад стадо из 33 особей (сохранились довольно полные скелеты 19 взрослых и 14 детенышей) погибло весной или в начале лета в речной долине. Их врасплох застиг паводок. Другие «кладбища» (на самом деле скопления разрозненных костей) формировались на протяжении сотен или даже тысяч лет в тех местах, куда трупы и перемытые кости сносились реками, — в поймах и дельтах.

Что касается целости мамонтов, то и она «несколько сильно» преувеличена: у мерзлых туш более-менее сохраняются покровные и соединительные (коллагеновые волокна) ткани, но сохранность фрагментов ДНК в мягких тканях невысока. Хотя, конечно же, каждая находка мумии ледникового периода — это неисчерпаемая база данных о том времени и его животных.

Осмотр на месте

Наш лагерь стоит на галечной косе большого острова, намытой рекой Малым Анюем, притоком великой Колымы, напротив 25-метрового обрыва (он же геологический разрез), где был найден первобытный бизон, точнее, его мумия.

^{Мумия первобытного бизона (Bison priscus); река Малый Анюй, Чукотский АО; 50 тысяч лет. Музей «Ледниковый период», Москва}

Обнажение похоже на ущелье: справа, если стоять лицом по течению, место, где нашли бизона, — «бизоний блок». Он сильно накренился, лиственницы повисли над обрывом, словно зеленые сосульки, и одна за другой с шумом пикируют в стремнину. Слева — коренной берег, искрящийся ледовыми жилами и оплывающий грязевыми потоками. Пахнет навозом — это тает едома — богатые органикой многолетнемерзлые породы: они прогрелись и все замершие на десятки тысяч лет процессы возобновились, в том числе деятельность разлагающих органику бактерий.

Начинается дождь. Само по себе это не так уж и плохо: самая малая авиация (мошка) и пикирующие бомбардировщики (пауты — так называют на севере оводов) уходит с позиций. Лишь летательные аппараты среднего класса (комары) упорно продолжают атаковать избранные цели. Средства химзащиты, даже самые разрекламированные, перед ними пасуют. По мере усиления дождя обрушение склона усиливается: падают подтаявшие козырьки с деревьями, оплывает крутой обрыв. Задавить грязевым комом, наверное, не задавит, но сильно испачкает. Жалко разрез, будто специально созданный для изучения древних отложений: так от него скоро ничего не останется. Рассматривая стенку, не замечаю няши — разжиженной глины, уже наполнившей выемку между склонами, и проваливаюсь по самые… края болотных сапог. Сначала вылезаю сам, потом по одному вытягиваю сапоги. А будь на моем месте тяжелый бизон?

Ему ведь в подобных условиях приходилось жить. Вот из обрыва торчат стволики лиственниц, точно таких же, как нынешние. Бугристая поверхность слоев тысячелетней давности и тонкая размерность илистых частиц указывают на пойменные условия. И сейчас здесь пойма крупной реки. Есть, впрочем, и отличия: попадаются в слоях стволики крупных берез (теперь здесь только кустарниковая береза растет). А вот слой, буквально набитый тонкими раковинками улиток — плоских катушек и спирально закрученных прудовиков. Эти ископаемые встретились очень кстати: ведь они предпочитают селиться в озерах и старицах, то есть опять же в пойме. Причем скапливаются там, куда на водопой приходят стада копытных.

Весь разрез представляет собой чередование синевато-серых бугристых глин с прослоями торфа (хороший материал для радиоуглеродных проб, который позднее помог установить время жизни бизона — 50 тысяч лет назад). Глины накапливались во время похолоданий, торф — при потеплениях, когда растительность становилась обильной. В нижнем торфянике, осложненном карманами, и покоился бизон. Сгинул он в одном из карманов, спасаясь от хищников (почти полный скелет самца пещерного льва зрелого возраста обнаружен недалеко отсюда) или убегая от назойливого гнуса, что нередко случается с современными копытными? На этот вопрос еще предстоит ответить. Пока же ясно, что умер бизон не своей смертью. В противном случае падалыцики, вроде землероек, личинок паутов и жуков-мертвоедов, за считанные дни уничтожили бы тушу, а косточки рассеяло бы паводком. Мы же видим, что серо-голубая бездонная жижа обволокла его тело и сохранила от хищников и падалыциков, а глубокое охлаждение отчасти воспрепятствовала разложению. Синяя корка вивианита указывает еще на один важный фактор: этот минерал образуется при отсутствии доступа кислорода. Иначе бы мягкие ткани окислились — сгнили.

«Интересно, что в кишечнике у представителей мамонтовой фауны преобладают бактерии из группы кишечных палочек, — делится результатами исследований другого — устьянского — бизона микробиолог Надежда Петровна Тарабукина, заведующая лабораторией разработки микробных препаратов из Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства. — Мы думаем, что мумии ледникового периода так хорошо сохранились не только благодаря низким температурам, но и под консервирующим воздействием этих бацилл, которые противостоят гнилостным бактериям».

Так это было или не так, предстоит долго, годами, разбираться. Пока же имеем в наличии: мумию бизона — одну; разрез отложений на реке Малом Анюе — один. И то, и другое в лучшем виде. Мумия эта — всего вторая, найденная в мире. Первая — Блу Бэйб, или Синий Красавец, у которой недоставало фрагмента спинной части, — попала к ученым в 1979 году. Золотоискатели обнаружили ее при разработке небольшого прииска в Центральной Аляске. Заслуженный профессор Университета Аляски Дэйл Гатри подробно изучил эту мумию и написал книгу о жизни, смерти, случившейся 36 тысяч лет назад, и жизни после смерти Синего Красавца. Этот бизон жил на северо-западе Америки — восточной окраине обширной суши Берингии, охватывавшей ушедшие ныне под воду шельфы арктических морей.

А теперь за двойными дверями ледника — полупогруженного в мерзлую почву бревенчатого сооружения на окраине поселка Анюйска — среди сияющих на стенах и потолке кристаллов льда покоится совершенно целый первобытный бизон! Вместительный ледник поставлен на берегу таежного озера лет семьдесят назад, и обычно в нем хранят мясо и рыбу. Сейчас разгар лета, и, кроме кучки мороженых щук — собачьего корма, там ничего нет. Бизону отведено отдельное помещение, куда мы поворачиваем, сделав шагов двадцать по коридору. Ни сапоги, ни ботинки с двойными шерстяными носками не спасают от холода, идущего от ледяного пола. Но мы перестаем стучать ногами и зубами, едва оказавшись на пороге «хрустального саркофага». Пахнет совсем не мертвечиной, а жилым хлевом! Бизон лежит на левом боку, поджав под себя ноги с мягкими копытами и повернув к нам голову. Если бы не отсутствие шерсти, мешки с которой стоят в углу хранилища, никто бы не сказал, что перед нами древнее животное, а не Машка или Борька с соседней фермы. Правда, крутой горб, чуть укороченная массивная голова и клочки густых курчавых волос выдают представителя бизоньего племени.

Вблизи иллюзия жизни, не желающей поддаваться распаду, не рассеивается: глаза, прикрытые густыми длинными ресницами; замшевый нос с большими ноздрями, словно расширенными на вдохе; нежные коровьи губы; гладкая, будто отполированная поверхность роговых чехлов. Такой мощи мощей позавидует любой святой старец, чьи иссохшие остатки кожи признаются за чудо нетленности. Сломан лишь один роговой стержень черепа (возможно, при падении туши на бечевник), да повреждена часть брюшины (уж не хищником ли?). Только кожа цвета индиго выдает в бизоне ископаемого зверя: это минерал вивианит оторачивает шкуру. Мы надеваем белые перчатки и впятером с трудом переворачиваем тело. С обратной стороны нас ожидает первое открытие: бизон, в котором ведущий в мире специалист по этим животным на фотографии распознал самку, оказывается настоящим быком! Всего этого не было бы, если бы жители чукотского Анюйска и расположенного неподалеку якутского Черского не увлеклись с подачи создателя московского музея «Ледниковый период» палеонтолога-самоучки Федора Касперовича Шидловского поиском ископаемых костей. Ежегодно скелетные остатки вытаивают из мно-голетнемерзлых отложений и, если их не собирать, либо рассохнутся в щепу, либо будут унесены паводком. Летом 2009 года, когда глава кочевой родовой общины «Албай» Александр Анатольевич Ватагин спускался на моторке по Малому Анюю, его внимание привлек свежий обрыв и темная груда на бечевнике под ним — явно животное. «Сначала мне подумалось, что то медведь или лось, утонувший или убитый браконьерами, но все же решил осмотреть тушу, — рассказывал первооткрыватель. — Выпрыгнул на гальку и понял: бизон, да еще целый. Берег продолжал оползать, потому сходил в Анюйск за подмогой. Набросили на быка веревки и вытянули на коренник. Сколотили ящик, положили тушку, погрузили все в выбитую яму и прикрыли ветками. В холоде она немало лет могла пролежать. Позвонил в Москву Шидловскому: у него лицензия на сбор палеонтологических объектов с этого участка». Так слаженные действия Ватагина и его помощников спасли уникальную находку для науки. Еще день-два, и совсем не маленький Малый Анюй унес бы бизона в Колыму…

Позднее исследование повреждений на мумии бизона показало — ранили его и загнали в болото волки. Глядя на бизоний обрыв с нашего галечника, можно было представить такую картину: молодой бизон галопом мчался по кочкарнику. Слева и справа двумя песочными тенями за ним следовали хищники. Грациозные и мощные, они внезапно материализовались среди невысоких песчаных дюн обширной поймы и погнали неосторожную жертву в западню… Быка не остановили белые, будто предупреждающие об опасности флажки пушицы. Он оттолкнулся от крепкой кочки и прыгнул через травяной барьер на ровную, как казалось ему, лужайку… Зеленая ловушка сразу втянула зверя по самый горб. От ледяного холода, пришедшего откуда-то из подземных глубин, его ноги поджались, хвост задрался. Бизон запрокинул тяжелую голову и протяжно, со всхлипом, заревел… Через мгновение о нем напоминало лишь неровное пятно серой жижи, хлюпающей посреди изумрудной мари…

Желтый самоцвет и зеленая керамика

Впрочем, не только многолетнемерзлые породы способны сохранить уникальные палеонтологические объекты. Здесь уже упоминался горный воск — озокерит, вещество, действительно напоминающее по составу воск: содержит парафины, а также жидкие нефтяные масла, смолы и газообразные углеводороды. Не удивительно, что животное, попавшее в озокеритовое болото, подвергается естественному бальзамированию. Природными ловушками-саркофагами, в течение сотен лет накапливавшими свои жертвы, являлись и озера со смолистым (гудроновым) придонным слоем. Завязнув в нем, животное не могло уже выбраться, а смолы предохраняли тушу от падальщиков и гниения (окисления). Наиболее известными ископаемыми гудро-новыми озерами являются Мессельское в Германии (эоце-новая эпоха, 50 миллионов лет) и Ранчо Ла-Брея на западе США (плейстоценовая эпоха, 40–12 тысяч лет). В первом из них сохранились плоды цитрусовых деревьев, пальмы, водяные лилии; летучие мыши вместе с крыльями и содержимым желудка; древнейшие муравьед и панголин (их останки свидетельствуют о том, что представители этих отрядов млекопитающих, обитающие ныне только в южных странах, водились и в Европе); один из лошадиных предков, ростом с комнатную собачку, имевший по четыре копытца на каждой ноге и питавшийся исключительно сочными древесными плодами; а также необычные насекомоядные— лептиктидии (30 сантиметров высотой), бегавшие на задних лапах. Блестевшая под солнечными лучами поверхность гудронового озера Ранчо Ла-Брея особенно привлекала перелетных птиц, а также крупных обитателей североамериканской прерии; это мастодонты, бизоны, саблезубые хищники смилодоны — останки последних особенно обильны. Всего описано более 250 видов найденных здесь позвоночных, а также разные насекомые и растения.

^{Лист хищного верескоцветного растения в эоценовом янтаре (длина 4 миллиметра); Калининградская область; 47–35 миллионов лет. Гёттингенский университет (предоставлено Евой-Марией Садовски)}

К веществам, неплохо сохраняющим ископаемые остатки, относятся также ископаемые смолы, включая янтарь. Этому служат плотная укупорка, предотвращающая доступ кислорода к тканям, и обеззараживающие свойства химических соединений, входящих в состав древесных смол, состоящих из полимерных соединений ненасыщенного углеводорода изопрена. (Из него же получают искусственный каучук.) Эти свойства издревле известны и человеку: древние египтяне использовали янтарь для бальзамирования мумий, а китайцы покрывали им деревянные поделки для лучшей сохранности. Благодаря находкам в ископаемых смолах открыты тысячи видов одноклеточных организмов, грибов, растений и животных, в том числе редчайшие в палеонтологической летописи паразитические круглые черви и волосатики, онихофоры, клещи, пауки.

Конечно, возможности смоляных захоронений не бесконечны — в них сохраняются мелкие организмы (не крупнее 0,5 сантиметра, редко до 10 сантиметров), так или иначе связанные с определенными видами деревьев, которые произрастали в густых лесах в основном 135-38 миллионов лет назад (середина раннемеловой — конец эоценовой эпохи). Эти возрастные рамки заданы распро странением кипарисовых и таксодиевых, близких к живому ископаемому метасеквойе, а также некоторых цветковых. Древнейший янтарь, вероятно произведенный вымершими примитивными хвойными из ископаемого семейства хейролепидиевых, нашли в верхнетриасовых отложениях (220 миллионов лет) итальянских Доломитовых Альп. Янтарные капельки не превышают нескольких миллиметров в поперечнике, потому и организмы они содержат лишь самые мелкие: бактерии, одноклеточные зеленые водоросли, ресничные инфузории, паразитические сумчатые грибы, а также древнейшие наземные раковинные амебы.

^{Фосфатизированный эмбрион (диаметр 400 микронов) из эдиакарских фосфоритов Венъян формации Доушантуо; провинция Гуйчжоу, Китай; 630–620 миллионов лет. Институт геологии и палеонтологии Нанкина (предоставлено Инем Цзончжунем)}

Впрочем, смоляные саркофаги, как и египетские, не гарантируют целости того, что в них попало. Лишь достаточно жестким покровам членистоногих обеспечена нетленность (и то далеко не всегда!), изредка встречаются мышцы, ткани пищеварительных, выделительных и половых органов, нервные узлы и внутриклеточные органел-лы — ядро, митохондрии. Иногда из организмов, застывших в янтаре, удается извлечь фрагменты ДНК, но история, запечатленная Майклом Крайтоном в «Парке юрского периода» и Стивеном Спилбергом в одноименном фильме, навсегда останется фантастикой — слишком эти крохи ДНК незначительны.

^{Кембрийский фосфатизированный головохоботный червь Piloscolex platum (палеосколециды) (диаметр 3 миллиметра); река Лена, Республика Саха (Якутия); 515 миллионов лет. Палеонтологический институт РАН}

Более древние, чем мезозойские, останки мягкотелых организмов связаны с иными условиями захоронения и преобразования тканей и клеток. Одним из таких процессов является пиритизация — образование слепков мягких тканей животного, выполненных кристаллами пирита (железный колчедан). Оба элемента этого минерала, сера и железо, содержатся в тканях организма в достаточном объеме. Важно, чтобы тело сразу после смерти оказалось в среде, куда нет доступа кислороду и где процветают серные бактерии. Они-то и связывают элементы, образуя зародыши пирита, которые дальше растут в виде золотистых кубиков или ромбоэдров. Много позже, когда осадок уже становится горной породой, пирит нередко окисляется, превращаясь в различные окислы и гидроокислы железа, но форма его кристаллов сохраняется, а с ней и форма всего тела. Благодаря пиритизации в верхнеордовикском слое Бичера (штат Нью-Йорк) уцелели вымершие членистоногие — трилобиты со всеми своими многочисленными членистыми конечностями, а в нижнедевонском сланце Хунсрюк (Германия) — гигантские морские пауки. Самые «свежие» пиритизированные ископаемые обнаружены в железных рудниках Европы — это тела древних рудокопов, упавших в шахту.

Остатки морских организмов нередко подвергаются фосфатизации. Источник самого фосфата может быть как внешним, когда он вымывается с поверхности суши и прибрежные морские воды насыщаются этим соединением, так и внутренним — мягкие ткани содержат достаточно этого вещества. Опыты показывают, что если животное быстро гибнет в бескислородных условиях, то под действием анаэробных бактерий, поддерживающих определенное состояние среды, благоприятное для роста мельчайших кристалликов фосфатных минералов (в основном апатит), эти кристаллики в течение срока от нескольких часов до нескольких недель обрастают покровы организма, создавая его точный полый слепок. Благодаря фосфатиза-ции нам известны даже ископаемые эмбрионы и личинки менее миллиметра размером, на которых можно проследить количество бластомеров, характер дробления и начальные стадии развития организма.

Важнейшие местонахождения таких остатков находятся в Южном Китае (эдиакарская формация Доушаньтуо, возрастом около 580 миллионов лет), в Северной Монголии и Восточной Сибири (нижнекембрийские отложения). Если принадлежность эдиакарских эмбрионов установить довольно трудно, то среди раннекем-брийских различаются эмбрионы головохоботных червей и кишечнополостных. Реже, в небольших фосфатных стяжениях — конкрециях, фосфатизированные остатки организмов встречаются и в более поздних кембрийских и нижнеордовикских слоях. Опять же фосфатизируются в основном небольшие организмы (мелкие членистоногие, пятиустки, тихоходки) и их личинки вплоть до мельчайших щетинок и пор (не более одного микрона величиной), от крупных особей остаются только фрагменты конечностей (менее 2 миллиметров длиной). Этот тип минерализации организмов получил название «Эрстен» по одному из шведских местонахождений, где он был впервые установлен палеонтологом Клаусом Мюллером из Рейнского университета имени Фридриха-Вильгельма (Бонн) в 1960-е годы.

Встречаются фосфатизированные остатки организмов и в иных осадочных слоях вплоть до отложений голоцено-вой эпохи, но характер минерализации в них другой, вероятно, за счет анаэробных бактерий, мобилизующих фосфаты из мягких тканей самого животного. Постепенный распад тканей протекает с поглощением кислорода и повышением кислотности, что мешает садке карбонатов и благоприятствует развитию бактерий. Так что, как ни парадоксально, в подобных условиях разложение мягкого тела является причиной сохранения его формы. В этом случае, в отличие от мелких внешних фосфатных слепков, получаются полные реплики отдельных клеток, тканей и органов, особенно сарколемм (чехлов, покрывающих мускульные волокна) и коллагеновых волокон, при жизни содержащих немало фосфора. Иногда фосфатизируются и клетки самих бактерий. Самые известные из местонахождений остатков такого рода — верхнеюрский известняк Зольнхёфен (около 145 миллионов лет) в Германии, в котором найден археоптерикс, и нижнемеловая формация Сантана (около 115 миллионов лет) на северо-востоке Бразилии, где уцелели разнообразные летающие ящеры с перепонками и рыбы с чешуей.

Третий вариант посмертной минерализации организмов получил подтверждение лишь в последние годы, хотя сами местонахождения подобного типа были выявлены еще в конце XIX века. Честь открытия первого из них принадлежит палеонтологу Чарлзу Уолкотту, возглавлявшему Геологическую службу США. Работая в заснеженных горах Западной Канады, он обнаружил в среднекем-брийском сланце Бёрджесс необычайно полные отпечатки различных, как тогда представлялось, водорослей, губок, медуз, кольчатых червей и членистоногих. Их подробные описания исследователь опубликовал в нескольких объемистых книгах.

В семидесятые годы прошлого века на поразительную сохранность этих организмов обратил внимание палеонтолог Гарри Уиттингтон из Кембриджского университета. Ему удалось организовать многолетнюю экспедицию в те места, поддержанную его университетом и Канадской геологической службой. Участники экспедиции смогли не только собрать десятки тысяч новых образцов и описать множество новых видов, но и по-новому взглянуть на находки Уолкотта и выявить некоторые закономерности образования захоронений типа «Бёрджесс».

Теперь подобные лагерштетты (по-немецки «залежные места») обнаружены по всей Северной Америке, в Австралии, Китае, России и Испании. Наиболее интересными среди них являются Сириус-Пассет в Гренландии (самое древнее), Ченцзян в Китае (самое богатое), Синское в Сибири (самое необычное) и Муреро в Испании (самое объемное по продолжительности). Все они приурочены к незначительному временному интервалу, названному кембрийским тафономическим окном: середина раннекембрийской — середина среднекембрийской эпохи (520–500 миллионов лет).

Переосмысление «бестиария» Уолкотта позволило выяснить, что остатков кишечнополостных в сланце Бёрджесс нет. То, что он считал медузами, оказалось либо циклическими ротовыми аппаратами необычных огромных, по мерках кембрийского мира, до метра в длину, хищников — аномалокаридид, либо странными планктонными животными — парапсонемидами, которые относились либо к вторичноротым, либо к лофофоратам (от греч. λοφος — гребень, пучок, (φορε, φορος — ношу). А его «кольчатые черви» в новом свете предстали в основном голово-хоботными червями и ксенузиями — многоногими животными, несколько напоминавшими современных онихофор и тихоходок. В кембрийских лагерштеттах также присутствуют водоросли, скелеты спикульных губок, брахиоподы (буквально: плеченогие; от греч. βραχιων — плечо, πους — нога) с ножками и чувствительными щетинками, разнообразные членистоногие с конечностями и органами пищеварения (иногда наполненными остатками последней трапезы), а также отпечатки древнейших гребневиков, щетинкочелюстных и хордовых; иногда попадаются примитивные кольчецы. Объединяет все эти организмы одно обстоятельство — у них есть достаточно прочные и устойчивые покровы, которые и предохраняют тела от быстрого распада.

Все лагерштетты приурочены к относительно глубоководным морским отложениям, состоящим из очень мелких, микроскопических обломков и глинистых частиц. Последние служили своеобразным упаковочным материалом. Способствовало сохранности остатков и то, что кембрийские морские глубины с пониженным содержанием растворенного кислорода еще не были освоены различными роющими организмами, которые в считанные дни перерабатывают современные морские осадки так, что почти ничего целого в них не остается. Они добрались туда только к концу кембрийского периода, что и стало одной из причин исчезновения лагерштеттов типа «Бёрджесс». Но вероятно, это не было главной причиной.

Ведь эти остатки являются не просто отпечатками. Долгое время на вопрос о минеральном составе ископаемых из сланца Бёрджесс ответа найти не удавалось. Сланец подвергся заметным преобразованиям в результате прогрева, и ныне эти ископаемые представляют собой углистые образования, покрытые слюдистой или кварцевой корочкой. Но в конце концов изучение остатков из испанского Муреро позволило понять, что и покровные ткани, и раковины до тончайших деталей состоят из различных глинистых минералов, в основном из зеленых призм хлорита и серебристых шестоватых кристаллов иллита, в зависимости от исходной морфологии ткани. Вместо организмов получились их глиняные слепки, приятного изумрудно-зеленого или серебристого цвета, своего рода природная керамика.

^{Кембрийское членистоногое Alalcomenaeus, вид сбоку (длина 8 сантиметров); Ченцзян, провинция Юньнань, Китай; 520 миллионов лет. Юньнаньский университет (предоставлено Никласом Стросфелдом)}

^{Трехмерная реконструкция кембрийского членистоногого Fuxianhuia protensa, созданная по нескольким образцам: слева — нервная система, справа — нервная, пищеварительная и кровеносная системы, в центре — внутренние органы, вложенные в контур внешнего скелета (длина 9 сантиметров); Ченцзян, провинция Юньнань, Китай; 520 миллионов лет. Художник Всеволод Абрамов}

Ныне благодаря новым технологиям об организмах, сохранившихся в глинистых лагерштеттах, можно узнать удивительные подробности. Так, исходя из представления о том, что в нервных клетках накапливается больше железа, группа палеонтологов и биологов под руководством технолога Генго Танака из Японского агентства по наукам о Земле и море исследовала одно из древнейших кембрийских членистоногих фуксиануйю (Fuxianhuia protensa), описанную в Ченцзяне, с помощью рентгеноспектральной компьютерной томографии и флюоресцентной микроскопии. «Мы смогли увидеть следы нервных волокон, ведущих от мозга, состоявшего из трех отделов, к различным органам животного, которому 520 миллионов лет, — рассказывала палеонтолог Ма Сяоя из Юньнаньского университета. — Этот орган, брюшная нервная цепочка и кровеносная система с объемным, спинным сердцем были у фуксиануйи практически такие же, как у самых продвинутых животных из этой группы — ракообразных, многоножек и насекомых». Получается, что эволюционные преобразования внутренних органов опережали развитие внешних — очень простых у этого членистоногого — структур.

В растворах, насыщенных кремнеземом, постепенно петрифицируются (окаменевают) растительные остатки. Например, аризонские стволы триасовых деревьев сохранились в виде красивого переливчатого опала (одна из разновидностей аморфного кварца), а многие протерозойские сообщества микроорганизмов и знаменитая шотландская раннедевонская риниевая флора в виде кремней. Обычно минеральный раствор поступал из горячих источников. И те, и другие растения можно изучать под микроскопом, поскольку естественная петрификация проявила все особенности клеточного строения тканей лучше, чем искусственные красители, используемые в ботанике.

Интересно, что в случае с окаменевшими животными очень быстрое разложение тела благоприятствует сохранности его деталей не только при фосфатизации. Так уцелели всевозможные древнейшие наземные членистоногие, беспанцирные моллюски и другие мелкие организмы в нижнесилурийских отложениях (около 425 миллионов лет) Херефордшира в Англии: их тельца были буквально выжжены вулканическим пеплом (подобно телам людей, погибших в Помпеях при извержении Везувия), а оставшиеся полости мгновенно заполнил известковый раствор, со временем превратившийся в крепкий кальцит.

Еще более интересный случай произошел с лягушками, квакавшими в болотах Арагона под Теруэлем. С римских времен там добывают самородную серу. Неизвестно, интересовало ли римлян, заброшенных вдаль от родины нередко не по своей воле, что-нибудь, кроме серы. Но исследователей в начале прошлого века весьма заинтересовало, что рудокопы извлекают из тонких глинистых пластов, перемежающихся с желтой рудой, плитки с остовами саламандр и лягушек. Со временем поиск лягушачьих остатков стал более прибыльным делом, чем добыча серы. Кое-что попало и в университетские музеи, а один из наиболее полных скелетиков стал символом общества палеонтологов-любителей Арагона. Но лишь в веке нынешнем удалось рассмотреть, что внутри костей находится, как и положено, костный мозг. Но вот только мозгу этому около 10 миллионов лет, а он все того же желтоватого цвета, хотя должен был разложиться в первые дни после гибели животного. И даже клетки в нем различимы…

Конечно, лягушачий костный мозг, как и полагается всем палеонтологическим объектам, оказался каменным. Окаменелым. После смерти земноводные попадали в придонный ил, насыщенный серой, которая быстро реагировала как раз с самой неустойчивой тканью — костным мозгом. Поры в костях взрослых особей имеют достаточный размер для прохождения ионов серы, но слишком малы для проникновения бактерий, разлагающих мягкие ткани. У личинок с еще недостаточно окостенелым скелетом, а также в поврежденных костях подобное замещение не произошло — они пусты. Прочие мягкие ткани, не защищенные костной оболочкой, уцелели только в виде «посмертной маски» из фосфатной бактериальной пленки (кожа) или полностью исчезли. А красновато-желтый цвет минерального соединения серы с железом, содержавшимся в гемоглобине, придал лягушачьему костному мозгу особенно «свежий» вид, хотя на самом деле это минеральный слепок, имитирующий структуру мозга, в том числе клеточное строение.

Нечто похожее случилось с останками самого известного хищного динозавра — тираннозавра из формации Хелл-Крик в штате Монтана, в которой захоронены скелетные фрагменты одних из последних динозавров (68 миллионов лет). Мощные сильно минерализованные кости подобных животных представляют собой своеобразные герметичные контейнеры, где некоторые органические соединения и образованные ими структуры, защищенные от доступа кислорода, могут храниться десятки миллионов лет. А формация сложена русловыми песчаными отложениями, накопившимися в речном эстуарии. Попавшие туда костные остатки быстро перекрывались наносами и благодаря пористости песчаников обезвоживались. Потому и сохранились гораздо лучше, чем в подстилающих и перекрывающих глинах. Именно из песчаников были извлечены бедренная и большеберцовая кости молодого тираннозавра (судя по кольцам нарастания, ему в момент гибели было примерно 18 лет). В сердцевинной части этих костей группой под руководством палеонтолога Мэри Швейцер из Университета штата Северная Каролина были обнаружены кровеносные сосуды с мельчайшими тельцами, формой, размером и цветом напоминающими клетки крови, а также кроветворные клетки. После растворения минеральной составляющей сосуды оказались прозрачными, объемными и эластичными — они растягивались, скручивались, сжимались, словно свежие анатомические препараты. А в костной ткани удалось выделить остатки слагающего ее белка-коллагена, по своему составу более всего напоминавшему птичий (впрочем, сравнение с аналогичными белками каких-либо пресмыкающихся не проводилось).

Вряд ли, однако, стоит рассчитывать на множественные повторения подобных находок: каждая формация уникальна в своей истории, от времени образования до того момента, когда геологические силы вновь вскроют пласты. Да и кости того же динозавра, которые пролежали всего два года во вскрытом состоянии, уже почти лишились своей органики. Но это не значит, что дальнейшие поиски подобных объектов бессмысленны. Коллаген, структурно представляющий собой тройную полимерную спираль с правильным, как в кристаллах, расположением атомов, изначально является одним из самых устойчивых белков и вообще органических соединений. Из него, например, построены трубки червей вестиментифер, живущих рядом с горячими глубоководными источниками. Фрагменты этого белка, как в случае с останками молодого тираннозавра, вполне могут сохраниться за счет полимеризации в закрытых условиях с участием свободных радикалов, которыми, например, являются ионы железа, обильные в кроветворных органах. Эти же ионы окрашивают и кровь, и некоторые минералы в красный цвет.

После стабилизации молекулярных фрагментов их дальнейший распад прекращается. То же происходит и с кровяным белком — гемоглобином: он легко кристаллизуется, а железосодержащее порфириновое кольцо этой полимерной молекулы практически неуничтожимо — такие продукты распада гемоглобина были извлечены из кости другого ящера. В эластичности подобных структур ничего странного нет — упругость проявляют и скелеты вымерших гемихордовых граптолитов, которым 440 миллионов лет, хотя совершенно никакой первичной органики в них не осталось. А стоит ли удивляться тому, что целлофан и через сотни миллионов лет будет прозрачным и растяжимым?

Наконец, нельзя не упомянуть о самом древнем ископаемом мозге, принадлежавшем мамонтихе Юке. Когда понадобилось определить возраст животного, была сделана компьютерная томография черепа: с помощью такого исследования можно узнать, сколько формирующихся в альвеолах коренных зубов оставалось «в запасе». Поскольку четвертая смена зубов еще не прорезалась, получается, что Юке было шесть — девять лет (зубы у современных слонов и мамонтов прорезываются друг за другом в строго определенное время, когда предыдущий зуб уже стерт). Другой результат томографии стал для ученых настоящим сюрпризом: оказалось, что в черепе сохранился головной мозг! Прежде выводы о строении этого органа у мамонта основывались лишь на слепках внутренней полости черепной коробки и знаниях о мозге современных слонов. Поэтому важной задачей стало сохранение редкой находки для дальнейших исследований. «Целый месяц мозг Юки фиксировали в Якутске, а затем черепную коробку вскрыли и извлекли его, — рассказывает Евгений Николаевич Мащенко из Палеонтологического института РАН. — Важно было не повредить череп и при этом аккуратно достать мозг в твердой оболочке, поэтому трепанация продолжалась почти шесть часов. Череп мамонта имеет особые воздушные полости, облегчающие эту массивную конструкцию, вот и пришлось распилить кость 5-сантиметровой толщины». Как оказалось, мозг Юки, хотя и сохранил внешние признаки и форму, стал очень хрупким вследствие длительной мумификации в многолетнемерзлых породах. Ученые беспокоились, удастся ли вообще его вынуть и доставить его в Научно-исследовательский институт морфологии человека в Москве для дальнейших исследований. Почти двое суток ушло на дополнительную фиксацию и перевозку образца. В итоге удалось рассмотреть остатки проводящей системы переднего мозга и мозжечка мамонта, различить мозговые желудочки, гипофиз и другие структуры, невидимые без разрушения образца.

Следует еще раз напомнить, что, во-первых, такие термины, как «мягкие ткани», «клетки» и «органические молекулы», в применении к палеонтологии (кроме мерзлых мумий) не стоит понимать буквально, подобно тому как в химии термин «органическое вещество» совсем не подразумевает, что это вещество было произведено организмом или добыто из него. Речь идет о минеральных образованиях, замещающих или реплицирующих первично неминерализованные части тела с сохранением их формы, а иногда даже цвета и некоторых химических особенностей. Органические полимеры тоже являются минеральными образованиями, причем их структура более правильная, чем у некоторых неорганических минералов. Во-вторых, большинство хорошо сохранившихся организмов погибли, а не умерли своей смертью, причем погибли внезапно — в ледяной или смоляной ловушке, в полноводной реке (динозавры из Хелл-Крик), под пеплопадом (Херефордшир и Чжэхоль), в серных эманациях (лягушки Арагона), горячем растворе кремнезема (риниевая флора) или в подводном мутьевом облаке (кембрийские ла-герштетты). По этой причине захоронение тел произошло достаточно быстро, а осадочный покров надежно защитил останки от хищников и падалеядов, в считанные дни полностью уничтожающих любые трупы. Сам такой осадок служил хорошим упаковочным материалом, хотя мелкие организмы нужно было погрузить в смолу или «пересыпать» мельчайшими частицами, а для гигантских динозавровых костей годился и хорошо промытый речной песок, благодаря которому органика, запрятанная в костях, оказывалась в двойной оболочке. Плотная упаковка предотвращала доступ кислорода и тем самым мешала гниению (окислению), но позволяла совершать свою работу различным анаэробным бактериальным сообществам, которые производили полимеризацию органических молекул и/или садку минералов, создающих слепки. Минералы тоже образовывались не любые, а на основе тех элементов, которые изначально содержатся в любом теле — сера и железо (пирит), фосфор и кальций (апатит), железо, магний, калий и натрий (глинистые минералы). Недостающие компоненты добирались из окружающей среды — морской воды и минеральных растворов, циркулирующих в осадке.

Палеонтологическая летопись не сводится к одним лишь минеральным скелетам. Важно выяснить правила, по которым она «написана», и, конечно, не забывать об исключениях из правил. Занимается этим поиском особая наука — тафономия, буквально «законы погребения» (от греч. ταφος—погребение и νομος—закон). Отсюда, кстати, и выражение «тафономическое окно». Основоположником тафономии — науки, находящейся на стыке палеонтологии, геологии, геохимии и биохимии, стал в сороковые годы прошлого века палеонтолог и писатель Иван Антонович Ефремов. По его определению, «тафономия — это изучение перехода органических остатков из биосферы в литосферу». Эту мысль можно выразить и по-другому: тафономия — это изучение перехода от биологической сиюминутности в геологическую вечность.