Скелетный докембрий

Природа, №12, 2006 г.

© Журавлев А.Ю.

А.Ю. Журавлев
Андрей Юрьевич Журавлев, доктор биологических наук, главный редактор издательства “Бук Хаус”.

Докембрием (буквально - “предшествующим кембрийскому периоду”) традиционно, но не вполне официально, принято называть интервал существования Земли примерно между 3.9 млрд лет и 543 млн лет назад. Первая временная веха установлена по наличию древнейших сохранившихся до наших дней горных пород (и, как предполагается, изотопных следов жизни в них), вторая - по массовому распространению скелетных организмов. Под скелетами в данном случае подразумеваются исключительно минерализованные (в основном известковые, кремневые, фосфатные) остатки животных в виде раковин, зубов, спикул (игловидных биогенных кристалликов) и склеритов (элементов чешуеподобных покровов) или водорослей в виде обызвествленных талломов, причем минерализованных под контролем организма. Из последнего уточнения следует, что наряду с генетически положенными скелетными элементами могут появляться различные минеральные отложения, обусловленные изменениями в химизме среды, например, бактериальные корки - строматолиты - или отложения солей в суставах.

Обе посылки, взятые вместе, указывают на отсутствие в докембрии организмов с минерализованным скелетом или на их исключительную редкость. Впрочем, еще в середине 20-го столетия считалось, что в докембрии вообще не было никого кроме бактерий, образовывавших строматолиты и, возможно, некоторых одноклеточных организмов. Тех геологов и палеонтологов, которые упрямо продолжали поиски более продвинутой жизни в унылых нагромождениях докембрийских отложений, за глаза, а нередко и в глаза называли сумасшедшими. (Кстати, из этого следует свой вывод: науку двигают именно те, кого научные массы признают не вполне адекватными этим массам, не вписывающимися в сложившиеся научные коллективы. В настоящую пору реформирования научных учреждений, охватившую все страны, которые считают себя развитыми, такие внеколлективные ученые просто лишены возможности выжить.)

К середине 80-х годов прошлого столетия странные, совершенно непохожие ни на что существовавшее даже в кембрийском периоде, докембрийские бесскелетные организмы были обнаружены практически повсеместно, за исключением Антарктиды, где вообще искать что-либо ископаемое не слишком просто. Эта фауна, получившая название эдиакарской (от Эдиакарских холмов в Южной Австралии, где она впервые была обнаружена), или вендской (по названию вендского периода, завершающего докембрий), жила в морях Земли относительно недолго: появилась около 580 млн лет назад и исчезла 545 млн лет назад, накануне наступления кембрийского периода. Ныне время существования этой фауны получило официальное название “эдиакарский период” [1]. Он охватывает интервал от 635 до 543 млн лет назад и завершает докембрий. В конце 80-х - начале 90-х годов в Китае отыскалась более древняя биота, существовавшая примерно 600 и 740 млн лет назад, также бесскелетная, но весьма отличная от типичной венд-эдиакарской [2, 3]. С тех пор аналоги обеих биот найдены и в других регионах, в том числе отечественными палеонтологами в России и Монголии.

Находились в докембрии, а именно в вендской его части, и скелетные остатки. В 1972 г. южноафриканский геолог Герард Гермс описал из Намибии сантиметровые известковые трубочки, названные в честь американского пионера докембрийской палеонтологии Престона Клауда клаудинами [4]. Открытие клаудин, причем встречавшихся во множестве, не особенно повлияло на пересмотр существовавших представлений о бесскелетной докембрийской жизни. Во-первых, в то время еще не знали, где в Намибии, нынешней Мекке палеонтологов, заканчиваются докембрийские и начинаются кембрийские отложения. Во-вторых, нет правил без… Кроме того, единственным аналогом клаудин были раннекембрийские крибрициаты (в переводе с греческого - “гребенчатые кубки”). Их сантиметровые скелетики действительно походили на замысловатые витые изогнутые кубочки с продольным выступом по выпуклому краю [5]. Крибрициаты, как и большинство раннекембрийских скелетных организмов, отличались от всех существ, живших в последующие 500 млн лет, и потому считались отдельным типом животных. Тут напрашивается небольшое нелирическое отступление: на ископаемом материале - в подавляющем большинстве на кембрийском и докембрийском - установлено около 40 типов животных. Сделано это в основном в 80-е годы минувшего века и не от хорошей жизни, а от нехватки морфологических признаков, на которых можно строить более-менее правдоподобные гипотезы о систематической принадлежности ряда давно вымерших организмов. Практически ни один из ископаемых типов не прижился в научной литературе, кроме, конечно, исторических обзоров. В ряде случаев все-таки удалось докопаться до истины (благодаря морфо-функциональному анализу и изучению редких ныне групп беспозвоночных), остальные ископаемые “типы” ожидают новых идей и находок, которые продолжают поступать, особенно из докембрийских толщ.

К началу 90-х годов прошлого века клаудин стали находить повсеместно, а точнее, любые известковые трубочки из вендских карбонатов относили к клаудинам [6]. Встречались они исключительно в пограничных докембрийско-кембрийских слоях, и потому лишь усиливали мнение о бесскелетности докембрия.

Поперечное сечение трубки Cloudina. Диаметр 2 мм. Возраст ~550 млн лет. Здесь и далее фото автора

Срез известняка со скелетами донных животных. Максимальный диаметр 5 мм. Возраст ~550 млн лет.

В середине 90-х годов военно-политические столкновения в Намибии практически прекратились, и в эту южноафриканскую страну потянулись многочисленные отряды геологов и палеонтологов. Ведь именно на окраине пустыни Намиб некогда были обнаружены одни из первых представителей венд-эдиакарской фауны. Прекрасная пустынная обнаженность геологических отложений, обилие ископаемых организмов, сочетание карбонатных, терригенных и вулканических слоев - все это благоприятствовало постановке и решению самых насущных задач докембрийской геологии. Совокупность изотопных, радиометрических и палеонтологических методов позволила надежно увязать докембрийские толщи Намибии с разрезами других регионов, где обнажались подобные толщи (Аравийский п-ов, Восточная Сибирь, Южный Китай, Южная Австралия, Канада), и, таким образом, выстроить глобальный событийный ряд для одного из важнейших в истории Земли рубежей. Попутно выяснилось, что по крайней мере морские бассейны, располагавшиеся в конце докембрия на территории нынешней пустыни Намиб, были густо населены не только мягкотелой венд-эдиакарской биотой, но и разнообразными скелетными организмами. Модульные кораллоподобные существа возводили там древнейшие в мире рифы, перехватив ведущую роль докембрийских рифостроителей у бактерий [7]. Аэрофотосъемка выявила довольно внушительные масштабы докембрийского рифостроения [8]. В свое время они возвышались над дном, где накапливались терригенные осадки (пески и глины), населенные типичными венд-эдиакарскими организмами. Именно в рифовую экосистему входили и клаудины, а также другие скелетные существа - намакалатусы (от Намибии и греч. kalatus - сосуд с узким основанием) [9].

Здесь самое время познакомиться с обликом этих существ. Клаудины имеют вид членистой трубки, состоящий из вложенных друг в друга воронок, причем вложенных без особого порядка, эксцентрично, так, что наружная стенка каждой последующей воронки одним из краев соприкасается с внутренней стенкой предыдущей. Понятно, что такой скелет был довольно примитивен и нарастал периодически. Иногда трубочка раздваивается - значит, существо образовывало небольшие колонии за счет продольного деления. Среди современных животных так строят скелеты некоторые кораллы и многощетинковые кольчатые черви. Состав скелета несомненно был кальцитовый, но с высоким содержанием магния, поскольку на его поверхности в результате посмертных преобразований нарастали мельчайшие кристаллики доломита (минерал, представляющий собой карбонат магния), сам скелет около них растворялся. В процессе переотложения и они могли выпасть, оставляя посреди лунки отверстие, которое затем округлялось. Обнаружение подобных дырок послужило основанием для вывода о существовании в докембрии хищников-сверлильщиков и очень далеко идущих построений на тему “хищник - двигатель прогресса”, споро появившихся во всех центральных научных журналах [10, 11]. Однако неповрежденные дырки отличаются правильной квадратной формой, а подобная геометрия противопоказана каким-либо сверлильщикам. (Разве что пришельцы как всегда постарались и из своего дополнительного измерения накрутили в докембрийских скелетах четырехугольных отверстий. Недаром же в Америке шибко умных кличут сквейахедами - квадратноголовыми.)

Понять, как был устроен намакалатус, оказалось еще сложнее. Даже внешний вид скелета этого микроскопического существа восстанавливали несколько лет. Благо, как раз появились компьютерные программы, позволявшие создавать объемные реконструкции по серии ультратонких шлифов (субмиллиметровых срезов камня). Получилось нечто напоминающее светильник в стиле хай-тек: на тончайшей полой ножке высился полый восьмигранник с правильным округлым отверстием в центре каждой грани [9]. Что это? Представитель древней группы раковинных амеб или каких-то других простейших? Боюсь, что этого мы никогда не узнаем.