Дональд Протеро - Отпечатки жизни 25 шагов эволюции и вся история планеты

В течение первой половины XX века в сообществе геологов и палеонтологов существовал глубокий раскол по поводу того, что представляют собой строматолиты. Исследования, проводившиеся одно за другим, не выявляли никаких признаков органики или сохранившихся клеток в их слоях, поэтому дело казалось сомнительным. Поскольку ни один из имевшихся экземпляров этих структур не рос и не подавал признаков жизни, отсутствовали серьёзные доводы, которые можно было бы предъявить скептикам.

В 1956 году геолог Брайан У. Логан из Университета Западной Австралии в Перте вместе с коллегами исследовал северо-западное побережье Австралии. Логан и компания добрались до залива Шарк, также известного под названием Акулья бухта, расположенного примерно в 800 км севернее Перта. Во время отлива в районе Хэмлин-Пул на южном берегу залива им открылся пейзаж возрастом в полмиллиарда лет, которого ещё не видел ни один учёный на Земле (рис. 1.6)! Дно бухты было усыпано цилиндрическими «башенками» с округлыми вершинами, каждая высотой от одного до двух метров. Они сильно походили на многие криптозооны и другие докембрийские строматолиты — но были живыми и росли! Более тщательный анализ показал, что эти столбы сложены из тончайших осадочных пород, накапливавшихся миллиметр за миллиметром, как древние строматолиты. На поверхности строматолитов обитали организмы, в результате жизнедеятельности которых и формировались таинственные структуры: вязкие скопления сине-зелёных бактерий, или цианобактерий (ошибочно названных «сине-зелёными водорослями», хотя таковыми не являвшихся — водоросли представляют собой настоящие растения с ядерными эукариотическими клетками). Сине-зелёные бактерии являются не только одной из самых простых, примитивных форм жизни на Земле, но, возможно, и первыми фотосинтезирующими организмами на нашей планете. Большинство учёных полагают, что сине-зелёные бактерии синтезировали первый атмосферный кислород на Земле, благодаря которому впоследствии развились более сложно организованные животные.

Рис. 1.6.Цилиндрические строматолиты в заливе Шарк (Австралия) (фотография предоставлена R. N. Ginsburg)

Дальнейшие исследования строматолитов в заливе Шарк позволили выяснить, как образуется их тонкослойная структура. Эти слизистые маты стремительно растут на солнце в светлое время суток, когда накатывает прилив и они оказываются под водой. У свежих матов вязкая поверхность, на которой оседает различный материал — особенно ночью, во время отлива; рост цианобактерий приостанавливается на несколько часов. Затем, с новым приливом и восходом солнца бактерии опять тянутся к свету и отращивают новые нити, полностью накрывая осадок, который скопился за минувшую ночь. Так продолжается день за днём и год за годом. В благоприятной среде растущие маты захватывают сотни отдельных слоёв накапливающегося осадка. В конце концов органические останки бактерий разлагаются, и остаётся лишь слоистый осадок, не содержащий ни органических структур, ни химических следов их существования.

Итак, если этот процесс настолько прост, почему строматолиты не встречаются по всей планете, как в докембрии? Ответ подсказывает залив Шарк. Мелководье Хэмлин-Пула исключительно солёное, так как песчаная отмель, окружающая устье залива, ограничивает приток и отток воды. Кроме того, поскольку залив расположен в зоне субтропических пустынь, здесь очень жарко и солнечно. По мере испарения воды солёность осадка в мелкой бухте лишь возрастает. На самом деле, солёность здесь вдвое выше, чем в прилегающей части океана (более 7% против 3,5%); такие условия могут переносить только цианобактерии. Растительноядные моллюски (например, блюдечки, литорины и морские ушки, обитающие на современных приливных мелководьях), которые могли бы поедать подобные бактериальные маты, не могут жить в такой солёной воде, поэтому нетронутые маты продолжают расти. Эта экосистема очень напоминает докембрийский мир, когда более высокоразвитые растительноядные морские животные (например, улитки) ещё не существовали. Три миллиарда лет назад самой сложной формой жизни были бактериальные маты, и ничто не мешало их росту. Как отмечает мой друг Дж. Уильям Шопф из Калифорнийского университета Лос-Анджелеса, юная Земля была «планетой ила» (см. рис. 1.1).