Читать книгу "Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты - Дональд Протеро"

Knoll, Andrew H. Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth. — Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2003.

Schopf, J. William. Cradle of Life: The Discovery of Earth’s Earliest Fossils. — Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1999.

02. Эдиакарский сад
Первые многоклеточные организмы
Чарния

Начинающих палеонтологов обычно привлекают крупные эффектные экземпляры — например, плотоядные динозавры или плейстоценовые млекопитающие. Но чтобы отыскать настоящих монстров, диковинных обитателей утраченных миров, стоит обратиться к палеонтологии беспозвоночных. Бесспорно, самые странные из ископаемых организмов относятся к эдиакарской эпохе.

Марк Макменамин. «The Garden of Ediacara»

От одной клетки ко многим

Как мы узнали из первой главы, отсутствие каких-либо докембрийских окаменелостей длительный период времени представляло проблему для эволюционной биологии. Над ней ломал голову Чарльз Дарвин, и не только он. Так продолжалось до 1954 года, когда были открыты первые бесспорные микроокаменелости, и до того, как в конце 1950-х объяснили происхождение строматолитов, оказавшихся продуктом жизнедеятельности бактериальных сообществ. Эти открытия показали, что жизнь оставалась одноклеточной с 3,5 млрд примерно до 600 млн лет назад. Окаменелости многоклеточных организмов не встречаются вплоть до «кембрийского взрыва». Многие полагали, что в этой загадочной и таинственной эволюционной пропасти, закончившейся с появлением многоклеточных, которые обладали твёрдыми раковинами (например, трилобитов), обнаружить жизнь так и не удастся.

Но затем в породах стали находить любопытные окаменелости. Большинство из них остались от довольно крупных (до метра в поперечнике) мягкотелых существ, не развивших экзоскелета. Эти существа фоссилизировались в виде отпечатков на песчанике или аргиллитах морского дня, то есть среди них не было целиком сохранившихся тел (данная проблема возникает, если существо не обладает раковиной или экзоскелетом). Некоторые подобные образцы были найдены в Намибии в 1930-х и на Эдиакарских холмах в Австралии в 1940-х годах. Но они ещё не были датированы, поэтому предполагалось, что найденные окаменелости относятся к раннему кембрию.

Рис. 2.1. Реконструкция чарнии (иллюстрация предоставлена Nobumichi Tamura)

Наконец, в 1956 году пятнадцатилетняя школьница Тина Негус нашла образец в лесу Чарнвуд близ города Грантем, в английском графстве Линкольншир (рис. 2.1). Вот как она его описывала:

Когда я была подростком, мне на глаза попалась монография о геологии чарнвудского леса, которую я нашла в местной библиотеке. Мы часто ездили в Чарнвуд, многие места, упоминаемые в книге, были мне знакомы. Я по максимуму скопировала карты из книги и упрашивала моих долготерпеливых родителей как можно скорее туда наведаться. Мы приехали и пробрались к карьеру. Я знала из книги, что здешние отложения состоят из напластованного вулканического пепла, долго лежавшего под водой, — раньше я о подобном не слышала. В то время карьер был заброшенным, тропинка напоминала овечью. Оказавшись на дне, я стала царапать склон и прямо на уровне головы нашла... окаменелость! Я ничуть не сомневалась, что это окаменелость, удивилась лишь тому, что во всех книгах, которые я читала, докембрий назывался эпохой, в которую ещё не возникла жизнь. Я подумала, что это папоротник, вернее, его веточка, но потом заметила, что у «листьев» нет центрального черенка, а сама чересполосица этих «листьев» постепенно переходит в «стебель».

На следующий день, придя в школу, я обратилась к учительнице географии, ведь я думала, что география — самая близкая к геологии наука. Сказала ей, что нашла окаменелость в докембрийских отложениях в Чарнвудском лесу. Она ответила: «В докембрийских породах нет никаких окаменелостей!». Я сказала, что знаю, но именно поэтому моя находка меня так озадачила. Она даже не сбавила шага, не взглянула на меня, просто сказала: «Значит, это НЕ докембрийские породы». Я уверяла её, что именно докембрийские, на что она повторила, что в докембрийских отложениях нет окаменелостей. Настоящий порочный круг и узколобость. Я отступилась на этот раз, но спросила родителей: а могли бы мы ещё раз съездить туда?

У Негус не было ни нужных инструментов, ни опыта, чтобы извлечь образец из твёрдой породы. Но годом позже это удалось другому местному школьнику по имени Роджер Мейсон, который потом стал профессором геологии. Парень отдал образец Тревору Форду — местному геологу, который в 1958 году официально опубликовал информацию о находке в «Трудах Йоркширского геологического общества». Форд назвал ископаемое Charnia masoni (родовое название дано в честь Чарнвудского леса, видовое — в честь Роджера Мейсона) и предположил, что эта структура осталась от каких-то водорослей. Позднее геологи утверждали, что экземпляр относился к кораллоподобным организмам, так называемым «морским перьям», которые действительно напоминают мягкие подводные перья. Однако центральный «стебель» у Charnia не прямой, как у папоротника, морского или обычного пера, а зигзагообразный. Как мы убедимся ниже, до сих пор не ясно, что это был за организм. Тем не менее это первая многоклеточная окаменелость (фактически вообще первая окаменелость), найденная в докембрийских породах. Вспоминая учительницу географии из школы Негус, можно заключить, что до конца 1950-х годов выражение «докембрийская окаменелость» казалось нонсенсом. Все были уверены, что не сохранилось никаких докембрийских окаменелостей, видимых невооружённым глазом, поэтому образец был кембрийским либо просто не являлся окаменелостью.

Окаменелости хребта Флиндерс

Ещё до того, как была формально описана чарния, геологи открывали окаменелости крупных мягкотелых организмов в других частях света. Но поскольку находки делали в пластах неопределённого возраста, их обычно относили к кембрию. Ещё в 1868 году шотландский геолог Александр Мюррей нашёл в глубоководных морских песчаниках в районе Мистейкн-Пойнт у канадского острова Ньюфаундленд «ветвистые» окаменелости, напоминающие чарнию. Но тогда никто не знал, как их датировать или интерпретировать, поэтому о них просто забыли. В 1933 году немецкий геолог Георг Гюрих, занимаясь разведочными работами для золотодобычи в Намибии (в те годы данная территория являлась западной колонией ЮАР), составил геологическую карту страны. Там он нашёл многочисленные окаменелости интересных мягкотелых существ. Однако и на сей раз никто не мог определить возраст образцов, и их снова сочли кембрийскими.

Самые многочисленные и наиболее изученные образцы этой странной фауны были добыты на Эдиакарских холмах, относящихся к хребту Флиндерс в Южной Австралии, примерно в 336 км к северу от Аделаиды. В 1946 году австралийский геолог Реджинальд Спригг работал на Эдиакарских холмах, составлял геологические карты и оценивал заброшенные прииски, чтобы определить целесообразность возобновления разработок с применением новых технологий. Однажды, решив отдохнуть и пообедать, он заприметил первую из удивительных окаменелостей. Но он не был палеонтологом и сбор окаменелостей не входил в его обязанности, поэтому учёный просто рассказал о своих находках палеонтологу Мартину Глесснеру из Университета Аделаиды.