На заре жизни. Органический мир докембрия

Несколько совершенно необходимых оговорок

Итак, докембрий единодушно считался временем, когда на Земле еще не было животных или растений, способных оставлять в горных породах какие-либо остатки. В большинстве районов (в частности, на Южном Урале, где расположены опорные разрезы верхнего докембрия) эти отложения так и называли: «палеонтологически немые», или «древние немые толщи». Происхождение такого названия очень просто. Остатки археоциат говорят о кембрийском возрасте пород, остатки граптолитов — об ордовикском или силурийском возрасте, а докембрийские организмы безмолвствуют.

И тем не менее несомненные органические остатки из докембрия известны более 100 лет. Сейчас трудно сказать, какой из них был описан первым, но в середине прошлого века русские путешественники и геологи уже находили в Сибири своеобразные скорлуповатые образования, которые позднее были названы строматолитами. В последующие годы были опубликованы десятки статей и книг с описаниями докембрийских органических остатков, а число таких находок измерялось сотнями.

Это, конечно, совсем немного. Напомним, что при растворении в слабой кислоте некоторых кембрийских образцов сотни экземпляров раковинок выпадают на дно стакана из одного небольшого куска породы. И все же сотни находок органических остатков в докембрии давали материал для размышлений, а главное, позволяли надеяться, что тщательные целенаправленные поиски позволят значительно увеличить их число. В результате исследований последних лот обработаны и описаны многие тысячи образцов, несомненно, органогенных образований из древнейших слоев земной коры. Каждая такая находка подвергается очень пристрастному и всестороннему разбору: действительно ли это органический остаток, верно ли, что он встречен в докембрийских, а не в более молодых слоях и т. д. Это тоже вполне понятно. На первых шагах становления новой науки лучше проявить излишнюю осторожность, чем дискредитировать науку или некоторые ее разделы поспешными заключениями.

Некоторые ученые считают, что вообще ни один из остатков детального анализа не выдержит. Так, в 1956 г. известный палеонтолог О. Шиндевольф по существу отверг все известные к тому времени находки докембрийских организмов. Это, конечно, преувеличение, но ряд из них действительно был «развенчан».

Именно поэтому в следующих главах, где мы наконец-то перейдем к описанию фактического материала, читатель не найдет многих названий, знакомых всякому, кто читал научную литературу по докембрию. Взять хотя бы своеобразные округлые тельца, найденные в Индии в породах виндийской системы и описанные под названием фермория. В 1962 г. появилась статья индийских ученых, в которой они утверждали, что фермории скорее всего являются скоплениями кристаллов пирита и других минералов. Может быть, затравкой для образования этого сгустка и послужил какой-нибудь органический остаток, но окончательный вид образование приняло, подчиняясь законам кристаллографии, а не воспроизводя первоначальную форму какого-то организма. Поэтому мы можем записать для памяти, что природа этих остатков не вполне ясна, и опираться на них для каких-либо выводов не будем.

Другой пример. Несколько лет назад профессор Томского политехнического института К. В. Радугин описал из докембрия Сибири несколько образований, очень похожих на археоциаты — кубкообразные организмы, до сих пор известные только в кембрийских отложениях. Геологи тщательно изучили строение района, где были найдены эти остатки, и пришли к выводу, что они содержатся в обособленном блоке известняка и, строго говоря, их докембрийский возраст ничем не доказан. Они могут быть и докембрийскими, и более молодыми.

Количество таких не вполне доказанных или «разоблаченных» органических остатков докембрия в последние годы после проведения тщательных ревизий значительно возросло, а списки латинских названий соответственно уменьшились. Не исключено, что при подобных пересмотрах иногда исключают остатки, которые можно было бы оставить, тогда как некоторые спорные образования остаются в списках. Ученые стараются сделать все возможное, чтобы свести такие ошибки к минимуму. Но это трудно, так как природа создаст иногда поразительные подделки под органические остатки.

Известно, что солнце, мороз, ветер, вода и другие силы природы, разрушающие крепчайшие горные породы, иногда выступают в роли искусных скульпторов. Каждый, наверное, видел скалы с названиями «Бык», «Дед», «Сокол», действительно очень похожие на оригинал. Многие из тех, кто бывал на берегу Коктебельской бухты у поселка Планерское в Крыму, знают, что одна из прибрежных скал своими очертаниями очень напоминает скульптурный портрет поэта М. Волошина, который жил в этих местах и написал об этой скале такие строки:

Изготавливает природа и более мелкие портреты живых существ. Несколько лет назад в образцах из докембрия Северной Африки были найдены остатки, очень похожие на обломки гигантских панцирей каких-то членистоногих. Французский палеонтолог П. Юпе поехал проверить эту находку. Он без труда нашел отмеченное на карте место и увидел поверхность пласта песчаника, разбитого трещинами, точь-в-точь такими, какие образуются на дне высохших дождевых луж. Некоторые угловатые фрагменты растрескавшегося камня были очень похожи на броню чудовищных ракообразных.

Аналогичная история произошла и у нас в стране. Известный советский палеонтолог А. Г. Вологдин описал в 1965 г. остатки гигантских ракоскорпионов (он назвал их карагассиями) из докембрия Присаянья. Эта находка вызвала большой интерес. Все известные организмы, в том числе и возможные предки членистоногих, обитавшие в докембрии, имели очень скромные размеры и были лишены панцирей и раковинок. Находки гигантских ракоскорпионов в докембрии опровергали все представления о развитии животного мира. Поэтому естественно возник вопрос: а достаточно ли оснований для такого пересмотра? И выснилось, что, кроме весьма отдаленного внешнего сходства, никаких доказательств нет вообще. Палеонтологи считают, что карагассии являются просто растрескавшимися от высыхания неорганическими образованиями.

Подделки, изготовленные природой, бывают иногда совершенно удивительными. В 1925 г. специалист-анатом Н. А. Григорович обнаружил в карьере кирпичного завода у станции Одинцово под Москвой окаменевший человеческий мозг — желтовато-коричневый, целиком состоящий из кремня. Даже два мозга, но второй, поменьше, был не очень четким, и о нем спорили не так много. А «большую одинцовскую окаменелость» — так назвали эту находку — изучали авторитетные специалисты. Они описывали полушария, разделенные четкой продольной бороздой, червячок мозжечка, сам мозжечок и другие детали мозга, которые были особенно четко видны, если рядом с каменным положить настоящий человеческий мозг. Разумеется, на поверхности каменного мозга были и извилины, не менее полутора десятка, расположенные именно там, где и положено быть извилинам человеческого мозга. Общий объем, форма, размеры бугров и впадин поразительно совпадали с человеческим мозгом.

Имелись, правда, и небольшие отличия, особенно с нижней стороны. Но они были без труда объяснены с помощью несложного эксперимента. Доктор Григорович положил настоящий человеческий мозг в гипсовую форму и слегка сдавил его сверху вниз (именно так была сдавлена большая одинцовская окаменелость). И местоположение мозжечка изменилось точно таким же образом, как это было видно на окаменелости. Впрочем, оппоненты доктора Григоровича считали подобные опыты излишними. Они детально изучили недеформироваиные участки окаменелости и убедились, что именно такие участки и дают явные и несомненные доказательства подлинности окаменелого мозга. Больше того, удалось найти даже места, где в окаменелом мозге сохранились обломки черепных костей, и это было подтверждено, в частности, точными и массовыми замерами.

В 1926 г. гипсовые копии одинцовских окаменелостей были вывезены за рубеж и показаны специалистам из Берлинского университета и Института исследования мозга, ученым из Лейпцига, Галле, Гейдельберга, Вюрцберга, Франкфурта, Дюссельдорфа, Бонна, Льежа, Парижа и других городов. Их демонстрировали на VI съезде антропологов в Зальцбурге и на 89-м Собрании немецких естествоиспытателей и врачей в Дюссельдорфе. Из нескольких десятков зарубежных специалистов, видевших эти окаменелости, лишь четверо высказали сомнение в том, что это действительно ископаемый мозг человека.

Надо заметить, что медики, описывая одинцовские окаменелости, совсем не касались очень существенной стороны вопроса: каким образом могло превратиться в кремень такое нежное вещество, как мозговая ткань. Они видели и узнавали объекты своих исследований, а объяснить этот поразительный феномен должны были геологи, минералоги и петрографы.

Профессор С. А. Яковлев, а затем Г. Ф. Мирчинк, крупнейший специалист по четвертичным отложениям Европейской части страны, единодушно установили, что одинцовские окаменелости были найдены в межледниковых миндельрисских отложениях. Однако было ясно, что эти образования являются переотложенными: в речные и озерные миндельрисские долины сносились камни, вымытые из окружающих их моренных гряд. Но и морена — ледниковый суглинок с вкрапленными в него обломками горных пород — вряд ли могла быть тем местом, где возникли подобные окаменелости. Очевидно, миндельский ледник захватил их где-то к северу от Москвы, когда двигался на юг, вспахивая подстилающие слои. Академик А. П. Павлов, выступавший на заседании Консультативного совещания Главнауки 19 августа 1926 г., отмечал следующее:

«Коренные осадочные отложения, но которым двигался ледяной покров в подмосковный край, относятся к системам меловой, юрской и каменноугольной. В отложениях меловой и юрской систем кремневые сростки и окремнелые органические остатки не встречаются, но они очень обильны в известняке, отлагавшемся в море каменноугольного периода. Это свидетельствует о том, что найденная у Одинцова кремневая масса, похожая на мозг человека, образовалась в каменноугольном известняке, и если это — окаменелый человеческий мозг, он должен был попасть в осадок, отлагавшийся на дне каменноугольного моря. Но человек не существовал в каменноугольный период, и, следовательно, данные геологические не позволяют признать найденную в Одинцове кремневую массу за окремнелый человеческий мозг». К такому же выводу пришли и С. А. Яковлев и Г. Ф. Мир-чинк, которые отмечали, что одинцовские окаменелости «очень походят на те многочисленные кремневые конкреции из каменноугольного известняка, которые в изобилии встречаются в качестве валунов в верхней и нижней моренах».

Над подобными загадками природы ученым приходилось размышлять не раз.

Неоднократно в докембрии находили микроскопические образования, похожие то на раковинки радиолярий, то на иголочки-спикулы губок. Иногда наблюдалось и обратное — природа создавала (как и в случае с гигантскими ракоскорпионами) огромные по размерам копии существ, обычно имеющих микроскопические габариты. Так, еще в прошлом веке в Канаде, в породах гренвильской серии протерозоя, было найдено образование, похожее на раковинку живущих ныне микроскопических существ — фораминифер, но имеющее гигантские размеры. Последующие исследования показали, что это образование (его назвали Eozoon canadiense) тоже является неорганическим.

Иногда на основании подобных находок делали неправильные выводы о возрасте заключающих их пород, и потом требовались многие десятилетия, чтобы исправить ошибку. Так в 1936 г. в верхних горизонтах «немых» толщ Южного Урала было найдено округлое образование, которое А. Г. Вологдин определил как остаток археоциата. На основании этого (напомним, что археоциаты жили только в кембрии) заключили, что породы миньярской свиты, в которой содержалось это образование, имеют кембрийский возраст. Впоследствии геологи пришли к выводу о несомненном докембрийском возрасте этих слоев, что было подтверждено и находками разнообразных докембрийских органических остатков, и определениями абсолютного возраста пород, которые дали многократно проверенные цифры в интервале 700–800 млн. лет. Делались попытки проверить эту самую находку, действительно ли это археоциат. К сожалению, образец утерян. Следовательно, на него не следует больше ссылаться? Я думаю так, и не я один, но имеются и оппоненты.

Эти примеры вовсе не означают, что в древних породах вообще не могут сохраниться отпечатки и слепки мягких, не имеющих скелета животных или каких-либо их органов. В научной литературе описаны сотни и тысячи таких находок, не вызывающие ни малейших сомнений. Так, недавно в девонских отложениях Америки был найден точный слепок червя, сложенный пиритом. На нем были видны все детали, вплоть до тончайших щетинок. Известны слепки с внутренних органов животных, в частности — кишечника и желудка. Даже отпечатки таких, животных, как медузы, насчитываются многими десятками.

Все это имеет самое непосредственное отношение к предмету нашего разговора, к органическим остаткам докембрия. Первые раковинки, первые скелетные остатки на Земле появились действительно в начале кембрия. А все многочисленные докембрийские остатки представлены либо продуктами жизнедеятельности организмов, либо слепками или отпечатками мягких тканей животных, нитей или клеток водорослей и бактерий, реже — остатками растительных тканей. Вот почему необходимы тщательные проверки органического происхождения любого из найденных в докембрии остатков растений или животных.

И, разумеется, все исследования органических остатков докембрия, проведенные в последние годы, стали возможны только благодаря огромным успехам в изучении геологического строения нашей страны, достигнутым преимущественно в послевоенный период. Геологическое картирование, детальные работы по выяснению спорных вопросов по крайней мере в ключевых районах позволили выделить ряд разрезов-эталонов, докембрийский возраст которых и последовательность слоев не вызывают сомнения. В первую очередь изучаются органические остатки именно из таких разрезов, а потом по этим остаткам проводятся сопоставления с другими разрезами. Результаты сопоставлений контролируются всеми независимыми способами — от сравнения похожих и непохожих горных пород до определения абсолютного возраста.