Что произошло 600 миллионов лет назад
Шрифт:
З. Валенчак опубликовал результаты своих наблюдений еще в 1981 г., но, поскольку эта работа была напечатана в специализированном минералого-геохимическом сборнике, она, естественно, пока не привлекала внимание палеонтологов и биологов. Однако, если Валенчак окажется прав, мы будем очень скоро свидетелями коренного пересмотра представлений об эволюции живого на Земле. Надо сказать, что в соответствии о представлениями Валенчака находятся результаты работ группы советских ученых, которую возглавлял акад. А. В. Сидоренко, и американца Б. Виндли, Они показали, что в породах глубокого докембрия широко развиты признаки кор выветривания и палеопочв, речных отложений, тиллитов, континентальных красноцветов, моласс и наземного вулканизма. Это предполагает, что геологические процессы,
Вопрос о присутствии кислорода в атмосфере обсуждается и в связи с исследованиями характера магнетита в древних породах. На основании отличий абиогенного п биогенного магнетита американские ученые Д. Киршвинк и С. Чанг приходят к выводу о том, что 2,2 млрд. лет тому назад несомненно присутствовал свободный кислород. Однако в породах с возрастом 3,5 млрд. лет им не удалось пока обнаружить признаков биогенного магнетита.
Существует еще один важный комплекс данных, влияющий на наши представления об эволюции кислорода атмосферы. Из докембрия Алтае-Саянской области, а точнее, из отложений, относимых к среднему рифею, были описаны интереснейшие образования, изучавшиеся О. Сосновской. Ею выделена целая группа образований, названных камазиидами. Наиболее вероятно, что в систематическом плане они более всею напоминают кишечнополостных. Однако нахождение кишечнополостных, возраст которых более 1 млрд. лет, очень серьезный факт. Это может свидетельствовать о том, что кислорода тогда было очень много, а температура была не очень высокой.
В этой связи нельзя не вспомнить снова описанную лет 20 тому назад М. А. Лейтесом Udocania problematica из удоканских отложений Сибири, возраст которых может оказаться более 1,5 млрд. лет, и описанные В. Е. Забродиным ходы илоедов из верхнего рифея Урала. Еще в конце 50-х годов академики В. В. Меннер и Б. С. Соколов предположили целентератную, или полихетную, природу удоканий. Позднее многократно делались безуспешные попытки доказать их неорганическую природу. Новый многочисленный материал, полученный и исследованный в последнее время Т. А. Саютиной, позволяет утверждать несомненную органическую природу удоканий. Они представляют собой узкоконические трубки с квадратным поперечным сечением. Длина трубки может достигать нескольких сантиметров. В редких случаях наблюдались короткие пластинчатые образования, идущие от стенок к центру трубки. Удокании обычно встречаются внутри строматолитовых построек.
Все эти находки вызывают острые дискуссии, природа их действительно не очень ясна, но очень важно, что все они являются производными живых организмов и, вероятно, очень высокой степени организации.
Исходя из всех приведенных фактов и соображений, попробуем представить себе в самых грубых чертах общий ход развития органического мира в криптозое (рис. 1) и основных процессов, происходивших в атмосфере и гидросфере.
В результате дегазации Земли образовывалась водная оболочка. Кажется, с этим все согласны. Разница в представлениях состоит в том, сколько ушло на это времени. Но даже сторонники «катастрофической дегазации», вероятно, отводят на нее не менее 0,5—1 млрд. первых лет существования Земли, т. е. в течение этого времени шло образование сначала озер, потом морей, а уж позднее и океанов. Однако по представлениям других исследователей процесс дегазации шел «медленнее», и тогда соответственно эволюция озеро->море->океан протекала, возможно, более длительный период.
В такой трактовке эволюции количества водных масс на земной поверхности понятно присутствие в архейских породах речных, озерных и т. п. осадочных образований. Вероятно, вскоре после того, как появились крупные водные бассейны, появились и первые фотосинтезирующие организмы. Это было по меньшей мере 3—3,5 млрд. лет тому назад. А уже в интервале времени 3—2,5 млрд. лет тому назад могли появиться эвкариоты и даже примитивные многоклеточные организмы.
Возникает естественный вопрос: каким же образом при наличии недостатка кислорода в атмосфере и теоретически расчетных высоких температурах могли существовать и развиваться столь высоко организованные
Вероятно, именно климатическая дифференциация и создавала многочисленные «оазисы», в которых поступательное усложнение жизни могло осуществляться в темпах, соизмеримых с более поздними, когда свидетельства присутствия жизни становятся все более многочисленными.
Если эти рассуждения верны, то не приходится удивляться находкам удоканий и камазиид в породах с возрастом более 1 млрд. лет.
Теперь вспомним, что удокании и камазииды считаются кишечнополостными или червями или, по крайней мере, группами, близкими к ним.
Очень важным обстоятельством в этих рассуждениях оказывается гигантизм вендо-эдиакарской фауны. Гигантизм, исходя из опыта исследований известных фанерозойских групп, чаще всего свойствен тем группам, которые находятся на стадии завершения своего развития. Правда, М. А. Федонкин предложил и другие объяснения гигантизма некоторых представителей вендо-эдиакарской фауны. Он полагает, что вендские хищники были микрофагами, в связи с чем жертвы могли спастись, только увеличивая в процессе эволюции свои размеры. Кроме того, по аналогии с современными книдариями, которые имеют в тканях симбиотические водоросли, вендские организмы также могли иметь их. М. А. Федонкин допускает, что этот тип симбиоза был одним из самых древних и главных в венде и был распространен значительно шире, чем ныне. «Если это так, — пишет М. А. Федонкин, — то широкая плоская форма, свойственная многим вендским Metazoa, обитавшим в мелководье, способствовала собиранию наибольшего количества света, который необходим для интенсивного метаболизма симбиотических водорослей». В этой связи остается, правда, не ясным вопрос, почему в настоящее время организмы, использующие симбиоз с водорослями, не страдают гигантизмом?
Фауну венда составляли кишечнополостные, черви и другие проблематичные группы, например петалопамы, которые неизвестны затем в фанерозое. Академик Б. С. Соколов предположил, что широкое оледенение, предшествовавшее появлению вендской фауны, было одной из основных причин ее бурной диверсификации. Это верно, очевидно, в том смысле, что именно оледенение таких масштабов способствовало охлаждению «пыла земли» и расширению «оазисов», в которых могла развиваться фауна многоклеточных, и соответственно привело к ее широкой экспансии. В конечном счете именно с этого момента, вероятно, климатические закономерности стали близкими к тем, с которыми мы затем сталкиваемся в фанерозое.
Несколько сложней дело обстоит с кислородом. Наличие железистых кварцитов в толщах архея и раннего протерозоя (3,2—1,9 млрд. лет), по мнению многих исследователей, говорит о некоторой недостаточности кислорода в атмосфере по сравнению с современным уровнем. Однако этот недостаток, возможно, не столь велик, чтобы препятствовать развитию таких организмов, как грибы. А упомянутые выше возможные древнейшие кишечнополостные и черви, для которых уровень кислорода должен быть очень высоким, обнаружены в толщах более молодых, чем те, которые содержат железистые кварциты.
Можно, однако, предположить, что картина недостаточности кислорода в атмосфере только кажущаяся. Недостаточность кислорода могла быть только в глубоких (более 100 м) частях водоемов, где и образовывались железистые кварциты. Приповерхностные воды и атмосфера могли иметь значительно большее содержание кислорода. Такой пример дает нам сегодня Черное море, в котором, как известно, глубоководные зоны «заражены» сероводородом. В этой связи можно и дальше пытаться развивать такие соображения и предположить, что время образования железистых кварцитов сопряжено с максимальным увеличением водных масс Земли в результате ее дегазации (т. е. частичным быстрым переуглублением бассейнов),