Это, скорее всего, кишечно-полостные, но может быть, это и полихетного типа существа, то есть черви.
Если это черви, то это более высокая организация. Но и кишечно-полостных достаточно: миллиард 900 миллионов, а у вас уже организм, который…
А.Г. Является многоклеточным животным.
А.Р. Да. То есть это вообще - будь здоров. На протяжении всего времени существования этих организмов, и других аналогичных, существуют ещё так называемые акритархи. Может быть, можно показать картинку с акритархами. Это одноклеточные, планктонные формы, они достаточно понятны по многим признакам. Это эвкаритические организмы, и они у нас находятся во всём проторозое, то есть от приблизительно двух миллиардов с лишним, и до кайнозоя, то есть до того момента, когда вымерли динозавры. Они хорошо сохраняются, потому что это всё состоит из органической субстанции, которая не поддается разрушению кислотами. Это легко выделяется из пород и потом изучается под микроскопом.
Теперь ещё несколько слов о других организмах, которые были найдены в древних породах. Сейчас вы видите на картинке очень любопытные трубочки, это трубочки, вероятнее всего, бактерий, возрастом в 3,5 миллиарда. Это было описано несколькими исследователями, это были Шопф, Френсис Вестол. Эти трубочки, кроме всего прочего, описаны из очень похожих на стромотолиты образований, а стромотолиты обычно считаются цианобактериальными холмами. И если это стромотолиты и это трубочки, то тогда нужно думать, что это возраст 3,5 миллиарда - уже цианобактерии.
А.Г. Кислородная атмосфера.
А.Р. Конечно. И представляете, что дальше. Дальше цианобактерии, а это, вообще говоря, среди бактерий одни из самых сложных организмов.
Вы правильно сказали насчет кислорода. Эти открытия начинают входить в противоречия с очень многими фактами, которые обосновывали концепцию невозможности присутствия кислородной атмосферы в это время. Но я как-то обратил внимание на рисунок, который вы сейчас увидите на экране. Здесь с левой стороны - зерна уранинита, а с правой стороны - зерна современного пляжа Австралии, где добывается минерал моноцит. Я этот снимок видел многократно, много лет, и как-то совершенно не обращал на него внимания. А соль в том, что уранинит, если он окатанный, а здесь показан вроде бы как окатанный уранинит, не может сохраниться в такой форме, если в атмосфере есть кислород, тогда он должен перейти в другую форму окислов урана.
А.Г. То есть это основной аргумент в пользу бескислородной атмосферы.
А.Р. Один из основных аргументов. Там были и другие аргументы, но этот считался очень сильным аргументом. И вдруг я обратил внимание на то, что, посмотрите, под этим уранинитом стоит шкала 0,1 миллиметра, а под зёрнами современного пляжа Австралии стоит другая шкала. Зёрна уранинита, это около 0,1 миллиметра, зёрна моноцита - 0,2 миллиметра и больше, а по форме они похожи. Но люди, которые это напечатали и которые так аргументировали эту позицию, забыли о том, что 0,15 миллиметра - это граница окатываемости. Если есть у вас какой-то обломок меньше, чем 0,15, то он будет остроугольный. Значит, то объяснение, что уранинит - это окатанные зёрна, не корректно. Значит, нужно искать какое-то другое объяснение. Я не знаю этого материала и не видел его в микроскоп, но я подозреваю, что это, вообще говоря, бактериальные сгустки, поэтому они имеют такую форму. Мы очень часто встречаем такого рода образования.
А на следующей картинке с пляжа Австралии, обратите внимание, все зёрна остроугольные, никаких окатанных зёрен нет, а всё, что вы видите круглое, это не зёрна обломочные, а живые фораминиферы.
Подведя некоторый итог, можно было бы составить таблицу, которую, я надеюсь, нам тоже покажут. Здесь черным показано появление разных по степени организации организмов. Взято это из книги Шопфа, которая была издана где-то порядка 20 лет тому назад. На тот момент было известно то, что показано черным. Надо сказать, что и сейчас в основных учебниках вы увидите приблизительно то, что нарисовано черным. А серым - те данные, которые были получены в последнее время или реабилитированы из тех, которые были известны, но на которые не обращали внимания. Обратите внимание, что, скажем, грибы (здесь они серым нарисованы) появляются, по крайней мере, уже два с лишним миллиарда лет тому назад. У Шопфа вообще грибов никаких не было.
Значит, появились очень интересные возможности сейчас. Обратили внимание на то, что есть следы синусоидного типа. Следами мы много занимались в интервале Вендт-Кембрий, а в древних породах не очень занимались.
А.Г. То есть не самими останками, а следами.
А.Р. Следами, следами ползания. Если след имеет сложную, витиеватую форму, типа не очень правильной синусоиды, то это означает, что это организм, (это сантиметровые размерности, конечно, а не микронные, там другие будут закономерности) целоматный или целомный, т.е. с целомом. А мы такие следы находим в нижнем Рифее, может быть, в основании среднего Рифея, по крайней мере, это миллиард 200, миллиард 300. То есть это похлеще, чем то, что я говорил про организмы, которые называются удаканиями, которые были кишечно-полостные. После коррекций, которые введены здесь, возникает очень много сложных проблем. Во-первых, если так рано появляются целоматы, всякие эвкариоты и так далее, то о том, что где-то на трех миллиардах ещё была восстановительная атмосфера, говорить не приходится.
На следующей картинке, которую я могу показать, изображено то же самое по распространению организмов, но дана предполагаемая кислородная кривая. Показано, как возрастало участие кислорода в нашей атмосфере. А с левой стороны зубчиками показаны крупнейшие оледенения в докембрии. Я хотел бы обратить внимание на самый нижний зубчик. Это архей, это почти 3 миллиарда. Я как раз на днях беседовал со специалистами, которые занимаются этим. Сегодня на заседании Бюро отделения наук о земле этот вопрос тоже всплывал. Это настоящие ледниковые отложения. Обычно в наших учебниках говорится, что в это время на Земле была бескислородная атмосфера и температуры средние по планете были 60 градусов. Сегодня - где-то десяток. А тогда 60 - средняя по планете. Значит, там выжить ничего вроде как не может.
Но некоторое спасение в этом зубчике есть, потому что, если были ледниковые отложения, значит, была климатическая дифференциация. Значит можно представить себе, что какие-то организмы в оазисах такого типа развивались и могли продвинуться очень серьезно. Мне представляется, что была сначала прокариотная или прокаритическая биосфера до определенного момента, потом была некая промежуточная биосфера, когда появлялись эвкариоты, но они не были доминантами, и потом сформировалась нормальная уже эвкаритическая биосфера, с которой мы сталкиваемся и сегодня. И я считаю, что количество кислорода в атмосфере с момента появления настоящей эвкаритической биосферы было тем же, что и сегодня.
А.Г. Значит, 500 миллионов лет назад.
А.Р. Да, где-то 550, 600 миллионов лет, к этому моменту уже уровень кислорода был высоким. Он, конечно, колебался потом. Там, на рисунке, есть колебания. Одно связано с накоплением железистых кварцитов, этих огромных залежей железа, например, Курской магнитной аномалии. По многим материкам мы наблюдаем такие породы.
А.Г. Примерно два миллиарда лет назад.
А.Р. Около двух миллиардов, два миллиарда, миллиард 800. Наверное, спад кислорода в этот момент происходил. Конечно, эта кривая интуитивная, посчитать это очень трудно. Хотя профессор Сорохтин, в Институте океанологии, считает, вводя в свои формулы разные параметры. В частности, мы иногда с ним обсуждаем как раз возможность иной интерпретации, иных подсчетов, и в последнее время он уже получил кривую, которая довольно близка к тому, что здесь нарисовано.
Я хотел бы ещё несколько слов сказать совсем о другом. Возможность изучать ископаемые бактерии открыла совершенно удивительные возможности и в палеонтологии, и в смежных науках. Вообще говоря, классическая палеонтология употребляется для стратиграфии, она и для нефтяных дел очень полезна. А бактериальная палеонтология для стратиграфии почти бесполезна. Нитки, шарики, они, понимаете, и в Африке нитки и шарики. Но любопытно то, что она открывает огромные возможности в переосмыслении седиментологических проблем.
На картинке, которую, я хотел бы, чтобы вы посмотрели, видно: верхняя картинка, это современная цианобактерия, а на нижней образец из фосфоритов, которые имеют возраст 550 миллионов лет. Обратите внимание, какая изумительная сохранность. Это один из первых снимков вообще, который был получен для фосфоритов. Иногда мы задумываемся о скоростях самих процессов. Если это сохраняется в таком идеальном виде, значит, это должно было быстро окаменеть. Потом всё это было подтверждено в лаборатории, в эксперименте у академика Заварзина. Было показано, что действительно фосфатизация идет очень быстро. Это считанные часы, и поэтому они сохраняются практически в любых породах. Если можно, следующую картинку покажите, пожалуйста.
А.Г. Это фосфатизация пленки.
А.Р. Да, да, фосфатизация самих бактерий, трубочек. Это разорванный цианобактериальный мат. Если мы возьмем обычную лужу, когда она покрывается зеленью, потом высыхает, эта корочка лопается и скукоживается. Вот это как раз это самое и есть, только разница с лужей состоит в том, что здесь возраст - 600, 550 миллионов лет, и посмотрите, какая идеальная сохранность этого скукоженного мата. И следующую картинку, если можно. Обратите внимание, это современные цианобактерии, трубочки, или округлые тельца, между которыми находятся полисахаридные пленки. Толщина этих пленок, скажем, 10-20 нанометров всего-навсего. А нижний правый снимок, видите, там эта же пленочка с дырками, это опять кембрий, опять 500 с лишним миллионов, и толщина всего-навсего 10-20 нанометров. То есть вы представляете, какие деликатные вещи могут сохраняться именно за счет такой огромной скорости фоссилизации.
После того как мы получали такие результаты, естественно, мы задумывались над вопросами уже седиментологическими. Конечно, если вы, скажем, находите сохранившиеся в породе следы ряби или следы передвижения динозавров или ползания каких-нибудь моллюсков, или червей, то вы можете быть уверены, что они ползали по осадку, который весь насквозь пронизан этими полисахаридами, и, соответственно, там жили бактерии. Потому что, если бы там была бы стерильная среда, это просто был бы осадок из обломков, скажем, кварца, эти следы бы не сохранились, их спокойно бы размыло и всё. А они сохраняются только потому, что фиксируются полисахаридами.
На следующем снимке я хотел бы вам показать бактерии, которые окружены такой темной каймой. Эта тёмная кайма - глинистые минералы. Сейчас становится ясно, что глинистые минералы не обязательно образуются от разрушения горных пород и сносятся в виде обломочной тонкой фракции. Бактерии могут на наружном чехле или в чехле образовывать аутигенные глинистые минералы. И если 20 лет назад Лавенштам прописал в книжке где-то около 20 довольно тривиальных минералов, которые могут образовываться с помощью бактерий, то сегодня их уже 120, и среди них попадают такие: кварц, кристобалит, полевой шпат, глинистые минералы и так далее. Поэтому представления наши о том, из чего состоит осадочная порода, в ряде случаев должны меняться. Я не хочу сказать, что все глины образуются только аутигеным путем. Нет, конечно, пропорции здесь будут разные. Но когда мы имеем тоненькие прослоечки…
А.Г. Живой глины.
А.Р. …То, как правило, мы там сразу находим очень хорошо сохранившиеся бактерии. Это вне всякого сомнения. Поэтому здесь возникает такой вопрос. Если в прошлом мы имеем огромное количество мелководных бассейнов, которые по глубине находятся в пределах фотической зоны, т.е. в зоне проникновения света, то они должны были быть пронизаны насквозь бактериями. И следовательно, процесс отложения и диагенеза (преобразования) осадков, должен был идти обязательно при участии бактерий, и при очень активном их участии. И это заставляет сейчас думать, что многие модели седиментации в древних мелководных бассейнах (к сожалению, сегодня нет таких) должны быть пересмотрены, должны быть созданы заново.
Теперь о метеоритах. Вы знаете, очень бурные споры идут по поводу того, что в метеоритах правда, что не правда. Конечно, та фотография, которую опубликовал Д. Маккей со своей компанией в «Сайенс» и в «Сантифик Америкон», не самая удачная, если не сказать, что просто не удачная. Когда я был в Хьюстоне у него в лаборатории, я имел возможность посмотреть весь материал, и был изумлен тем, что они опубликовали совсем не то, что надо было напечатать. Одну из фотографий я здесь сейчас быстренько покажу. Но потом случилось так, что мы нашли в Ефремовке некоторые образования, похожие на те, что нашли американцы в Мурчесоне.
Видите, идет тоненькая ниточка поперек снимка, и диаметр, строение её, конструкция, ничем не отличается от нормальных бактерий, и вообще говоря, сомнений в том, что это бактерия, нет. То есть невозможно предложить альтернативное толкование этой морфологии. Можно предположить, что, скажем, это засорение. Но мы уже сейчас вместе с некоторыми коллегами из НАСА провели кучу всяких экспериментов, и мы знаем, как распознать засорения.
А.Г. Если бы в земной породе это обнаружили, то не было бы никаких сомнений, что это?
А.Р. Никто не стал бы спорить, что, конечно, это бактерия. А здесь спорят, потому что это метеориты. Это нормальное мышление, «в метеорите не может быть, поскольку, этого не может быть никогда». Но мы научились различать засорения, каждое засорение обязательно дает в анализе ванадий, калий, хлор, такие элементы, которые в метеорите или практически отсутствуют или отсутствуют совершенно. Но для меня самое убедительное было то, что сейчас покажут на картинке, это метеорит Оргей, а внизу современная бактерия. Обратите внимание, что внутри и того, и другого тела расположены такие черные точки. Это кристаллы магнетита. Для меня это был последний момент, когда я перестал сомневаться, что действительно мы в метеоритах имеем псевдоморфозы по бактериям. Конечно, это всё окаменевшее, конечно, это всё очень древнее, и, наверное, многие вещи старше, чем Земля. Но во всяком случае, для меня это было очень важно.
А.Г. А размеры схожи?
А.Р. Абсолютно нормальные земные бактериальные размеры. Если можно ещё несколько картинок - это пары земных и неземных объектов. Здесь на каждой паре, верх - это какой-то земной объект, либо ископаемый, либо современный, а внизу - объект из метеорита. Сегодня мы подобрали уже порядка ста с лишним таких пар, и будет опубликован атлас вместе с насовскими нашими коллегами, и мы скажем: ребята, теперь ломайте голову как хотите по этому поводу, мы своё дело сделали. Это так же, как когда я однажды выступал, и мне сказали: нанобактерий быть не может, потому что туда невозможно уложить весь геном. Я сказал: поскольку сегодня мы знаем, что нанобактерии существуют, и я видел это собственными глазами, то как укладывать туда геном, этим вы занимайтесь, мне уже не надо, я пошел дальше.
Покажите подряд все картинки, все четыре.
А.Г. Как в детской игре, найди два отличия.
А.Р. Это просто потрясающее сходство. Конечно, можно набрать много земных объектов, которые будут очень похожи на ископаемые бактерии и образования из метеоритов. Но я всегда привожу такой пример. Если, скажем, человек, который не занимается палеонтологией, будет смотреть на выложенные на столе две бедренные кости, одну - динозавра, а другую - мамонта, и если они сходных размеров, то ведь неспециалист никогда в жизни не скажет, где динозавр, а где мамонт. Когда люди говорят, что это похоже на что-то - это прежде всего недостаток опыта рассмотрения таких объектов. Да, они очень сложные, и они очень простые. Но есть, знаете, много всяких мелких деталей, которые указывают на то, что это не может быть неорганикой или, наоборот, органикой. Точно так же, как когда мы исследуем земные объекты.
Этот снимок задержите, пожалуйста, на экране. Когда мы исследуем земные объекты, естественно совершенно, мы тоже сталкиваемся с проблемой толкования - шарик, ниточка, биогенный, абиогенный. Но нам помогают продукты, которые они производят. Изучая бактерии, можно изучать практически все месторождения полезных ископаемых. И сейчас можно утверждать абсолютно смело, что осадочные месторождения полезных ископаемых возникают обязательно при участии бактерий, и без бактерий не могут быть. Это так же очевидно, как то, что здесь на полу или у нас на руках, на штанах, на лампах, везде обязательно есть бактерии, почти непрерывные тоненькие пленочки, они есть везде. И поэтому, сегодня мы должны себя немножко переломить в восприятии научного материала, когда мы очень спокойно рассуждали о том, что идет механическое осаждение или что-то химически формируется.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28