Роберт Хейзен - История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет

Предметом нашего первого совместного исследования стали хорошо сохранившиеся ископаемые образцы, возрастом 400 млн лет, кремнистых сланцев Райни близ деревни Райни в графстве Абердин, Шотландия. Райниевой растительности повезло: она избежала гниения, поскольку ее окружали горячие источники, пропитывая минерализованной водой ее ткани, герметически запечатывая и частично заполняя капиллярную сеть мелкозернистым кремнеземом. Столетие назад геологи обнаружили в каменной ограде вокруг деревушки Райни булыжники кремнистого сланца. Только после основательных изысканий удалось найти небольшой участок коренного кремнистого сланца и начать раскопки. Кремнистый сланец Райни остается ценным и редким материалом, но Кевин Бойс получил в Гарварде доступ к старой коллекции образцов величиной с кулак, а также укрепленных на стеклянной подставке тонких, полированных, прозрачных срезов, в которых можно было до мельчайших деталей рассмотреть под микроскопом анатомию окаменелых растений. В этих окаменелостях запечатлелись фрагменты причудливого ландшафта, знакомого и чуждого одновременно, покрытого стебельчатыми растениями, с зелеными стеблями, но без листьев.

Несколько десятилетий назад попытки извлечь информацию из райниевых окаменелых растений можно было назвать поистине героическими. Требовалось приготовить сотни тончайших срезов, чтобы получить из каждого двумерное изображение сложного трехмерного объекта. Представьте себе любимый цветок, заключенный в твердую непрозрачную эпоксидную массу, и попытайтесь мысленно восстановить форму цветка, расчленив эту массу на плоские срезы, а затем заново собрав срезы в целый цветок. Именно это и приходилось проделывать когда-то палеоботаникам с образцами из Райни. В результате были восстановлены странные, длинные и тонкие безлиственные растения – предки зеленого покрова Земли.

Кевин Бойс решил еще раз поехать в Райни, чтобы собрать больше данных о древнейшей флоре Земли. Он намеревался разрезать образцы и отполировать срезы райниевых окаменелостей размером и формой примерно с 25-центовую монету. Мы использовали электронный зонд – прибор, показывающий расположение химических элементов в отполированных срезах, похожих на наши образцы сланцев, хорошо знакомый минералогам, но редко применяемый палеонтологами. Мы надеялись выяснить, сохранились ли в образцах какие-нибудь частицы растительных тканей. Загвоздка состояла в том, чтобы настроить электронный зонд на распознавание углерода, столь распространенного в жизни, но редко присутствующего в породах. К нашей радости, райниевые образцы изобиловали углеродом, к тому же в виде легких изотопов, что неопровержимо свидетельствовало о его биологическом происхождении. Следы углерода отчетливо обрисовывали трубчатые структуры, свойственные древним сосудистым растениям. Наша первая статья, описывающая клеточный уровень ископаемых растений из Райни, включая их причудливые стебли и споры, была опубликована в журнале «Труды Национальной академии естественных наук» в 2001 г.

Следующим шагом Кевина была попытка извлечь биомолекулярную информацию из образцов ископаемых растений. Не удастся ли нам получить молекулярные данные из растительных тканей? Кевин Бойс сконцентрировал внимание на таинственном древовидном организме под названием прототаксит, высотой около 8 м, который 400 млн лет назад был самым крупным из известных на Земле растений. Окаменелые остатки этого организма представляют собой загадку, поскольку их клеточный состав отличается от существовавших в то время более мелких растений. В отличие от них «стволы» прототаксита состояли из причудливо переплетенных трубчатых структур. Вместе с моими коллегами по Геофизической лаборатории Мерилин Фогель и Джорджем Коди Бойс сумел извлечь и исследовать молекулярные фрагменты нескольких образцов прототаксита – они резко отличались от других ископаемых растений. Бойс пришел к парадоксальному выводу: прототаксит был гигантским грибом, возможно, самой крупной поганкой в истории Земли.

Исследования Кевина Бойса подтвердили выводы специалистов по палеоботанике. Четыреста миллионов лет назад земной ландшафт был покрыт зеленой растительностью, совершенно чуждой современному миру. Чахлые, стебельчатые растения обитали на суше по соседству с гигантскими древовидными грибами в компании с мелкими насекомыми и паукообразными животными.