25757-1 (707531), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Интересная особенность той фауны — гигантизм. Медузы — не обхватишь. Плоские черви и перьевидные существа длиной до метра. Другие, тоже отнюдь не миниатюрные животные — это и есть обычное население океана тех времен. Особым разнообразием видов оно не отличалось. Доминировали медузы, одиночные полипы и их колонии. Некоторые существа, похожие на тарелки, лежали на дне или прикреплялись к нему коротеньким стебельком. У большого «рта» собирались мелкие пищевые частицы, взбешенное в воде. Таких чашевидных домоседов местами отапливалось много.
Причем все это вовсе не было какой-то эндемичной принадлежностью недр европейской части СССР. Нечто подобное (и даже в большем числе) нашлось в Сибири, в Австралии, на территории Китая.
Обнаруженные сообщества многоклеточных животных были настолько самобытны, что решили время их существования выделить в особый период геологической хронологии. У нас его назвали «венд» — по имени древнейшего славянского племени вендов (или венедов), жившего когда-то к югу от Балтийского моря. В Австралии пока предпочли свое наименование — «эдиакарий». В Китае свое: «синийская система». Продолжительность же нового периода, по общему мнению, составляет приблизительно 100 млн. лет.
Существование венда (будем пока называть его так) —это, конечно, феноменальное открытие нашего времени. И дело не только в «следах невиданных зверей на неведомых дорожках». Венд — связь времен, недостававшее звено в эволюции жизни, очевидное доказательство, что «кое-что» в кембрии произошло все-таки не по щучьему велению,— многоклеточные животные по крайней мере уже существовали и прежде.
Вместе с тем венд кажется совершенно невероятным. Чем? Своей неочевидностью связей с населением времен предшествовавших и последующих. Это озадачивает даже самого Открывателя венда — академика Соколова.
V- Все типы и классы вендской фауны появляются как бы вдруг,— недоумевает он. (Только избавились хотя бы частично от кембрийского «вдруг», и на тебе — еще одно, вендское.)
Действительно, практически неизвестны ни предшественники всех этих мягкотелых, ни переходные формы. Что сделало неизбежным появление таких организмов? Неужели случай? Что помогло им 670 млн. лет назад расселиться по всей планете? И что спустя еще 100 млн. лет сделало их всюду нежелательными персонами? А это именно так и было. И тоже крайне озадачивает.
— В большинстве случаев,— говорит Соколов,— мы не можем указать прямых потомков вендских Metazoa среди кембрийских организмов.
В общем, получается, что мягкотелые венеды вроде бы неизвестно почему и неизвестно откуда взялись и столь же странно начали исчезать. Не так ли?
Впрочем, здесь вряд ли стоит искать близкие объяснения. По признанию большинства ученых, происхождение многоклеточных животных — одна из наиболее загадочных страниц живого мира.
Но есть же, наверное, хотя бы догадки, гипотезы насчет затененных сторон венда? И вообще насчет многочисленных таинственностей всего докембрия. Конечно, есть. Как не быть! Причем большинству их присуща одна примечательная общность. Сейчас вы в этом убедитесь.
За последние годы особенно много отшумело дискуссий по докембрию. Представим себя на одной из них. Скажем, в секции, обсуждающей проблему строматолитов. Тут настоящий водопад идей.
Вспомните, специалисты по водорослям единодушно утверждают, что образование карбоната кальция (из* него состоят строматолиты) никак не связано с физиологическими потребностями самих цианобактерий. Из этого исходит большинство версий.
— Синезеленые водоросли извлекали для себя углекислый газ. 6 воде это становилось меньше, растворимость солей кальция от этого, понятно, тоже уменьшалась, и карбонат тут же выпадал в осадок.
— А доказательства? Их нет. Карббнат оседал на поверхности водорослевых пленок, как пыль застревает меж ворсинками ковра.
— Тогда отчего же на этих пленках накапливалось карбоната куда больше, чем рядом, на днег*
— Скорее всего, тут в азоте дело. В составе же цианобактерий много азотфиксирующих. А освобождение аммиака вполне может вести к осаждению кальция...
— Нельзя игнорировать динамику фосфора! Она тоже существенна для, микроорганизмов и тоже не изолирована от кальция...
Как видите, фантазия теоретиков неистощима. Нам можно не досиживать до конца. Лучше переберемся в секцию по происхождению многоклеточных. Там все строже, академичнее, главным образом ссылаются на классиков.
— Проблема блистательно решена Эрнстом Геккелем. Предком многоклеточных была шарообразная колония простейших. Стенка втянулась вовнутрь — и вот колония уже двуслойная, с первичным ртом, ведущим в первичную кишку. Модель — всем известная современная гидра; два слоя клеток — вот и весь организм.
— Это голая схема. Главная неясность в ином. Что заставило стенку втянуться внутрь? И отчего клетки, прежде захватывавшие пищу каждая в отдельности, стали вдруг питаться из общего котла — переваривать пищу в кишечной полости?
— Прав немецкий зоолог прошлого века Бючли. Предок — не шаровидная колония, а колония в форме двуслойной пластинки. Нижний слой клеток — для питания, верхний — для защиты. Свернулась пластинка — вот вам и кишечная полость...
— Не будем изобретать велосипед! Давайте придерживаться Мечникова! Питание первых многоклеточных и простейших жгутиковых сходно: насытившиеся отдельные клетки погружались в глубь колонии и там переваривали пищу. Со временем это разделение — внешние, внутренние — стало постоянным...
Не станем обсуждать, какая из идей всего этого дискуссионного клуба лучше. Важнее их общий изъян. Обратите внимание, некоторые из них неплохо объясняют ту или иную частность и совершенно не пригодны для толкования «соседних» событий докембрия. Но разве Каждое из тех событий совершалось само по себе и не имело никакой связи с другими? Эти идеи словно бы обходят стороной главные вопросы. Докембрийская эволюция всех сфер Земли, это что — калейдоскоп случайностей или она была подчинена какому-то сквозному единству действия? И если все-таки последнее, то каков главный двигатель того действия?
Ну а мобилистская теория? Справляется ли она с этими заковыристыми вопросами? Начнем хотя бы с избытка углекислого газа в древней атмосфере.
Здесь надо напомнить суть идеи американского геолога Гарри Хесса о происхождении океанской воды. В недрах раздвигающегося рифта оливин, содержащийся в магме, охлаждаясь до 500 С и поглощая воду, превращается в другой минерал — серпентин (геохимики называют это гидратацией океанской коры). Потом в зонах поддвига плит происходит обратная реакция с возвратом воды. Но уже не в мантию, а на поверхность Земли. Так за миллиарды лет и накопился целый 6к§ан.
Причем здесь углекислый газ? Очень даже причем. Гидратация коры — процесс непростой. Прежде чем золотистый оливин станет черно-зеленым прежде чем серпентином похожим на змеиную кожу, произойдет ряд других прямых и побочных химических превращении. Вот в них-то и принимает активное участие углекислый газ, В конечном счете он как бы консервируется в осаждающихся карбонатах — известняках и доломитах.
Во времена появления цианобактерий единого океана еще не было. И потому гребни будущих срединных хребтов еще возвышались над поверхностью морских бассейнов. Вода из них почти не попадала в рифты. Гидратацию коры в основном питал пар, вырывавшийся из недр, да, возможно, дожди. Для глобального потребителя это был отнюдь не обильный источник. Отсюда из-за недостатка воды и слабое связывание углекислого газа в карбонатах. Такое объяснение дает Сорохтин.
Вот почему, несмотря на взрывное распространение такого массового потребителя двуокиси углерода, как синезеленые водоросли, его содержание в атмосфере продолжало оставаться высоким, а действие парникового эффекта—хзильным. Первопричиной того, понятно, был рост ядра Земли, усиливающиеся течения в мантии и ее дегазация, поставляющая, в частности, С02 в атмосферу.
Кстати, стоит напомнить, что именно дегазация кормила сырьем не только протобионтов, но и первые организмы планеты. Таковыми по современным понятиям были бактерии, жившие при бескислородной атмосфере за счет разложения сероводорода, за счет синтеза метана или поглощения простейший органики, созданной неживой природой.
Возможно, именно недостаток этой органики заставил искать спасение в использовании изобилия углекислого газа. Так, надо думать, возник фотосинтез у сине-зеленых водорослей, то есть собственное, «домашнее» производство энергоносителя — глюкозы, которая прежде поступала извне с природной простейшей органикой. Подтверждений такого перехода на новый режим как минимум два. Первое. Современные цианобактерий при случае не прочь попользоваться готовой органикой. Второе. Обычно они частично используют собственный кислород для синтеза хлорофилла. Но при необходимости способны переходить на более архаичный фотосинтез (в бескислородных условиях), используя сероводород вместо воды и выдавая уже не кислород, а чистейшую серу. В них словно бы запускается старый движок, хранившийся про запас.
Но дело даже не в том, так точно произошел переход к фотосинтезу или несколько иначе. Важнее другое. Именно развитие самой планеты определяло главные перемены в облике ее детища — всего живого. На первых ступенях развития все сырье — воду, серу, азот, метан, углекислый газ — поставляла дегазация Земли, что и определило первые ходы эволюции жизни.
Да разве только первые ходы? К теме углекислого газа мы еще не раз вернемся. А сейчас — ее непосредственное продолжение в интерпретации того же Сорохтина.
Примерно 2,6 млрд. лет назад (к началу протерозоя) дела на «фабрике Хесса» шли уже настолько хорошо, что уровень морских вод поднялся выше срединных хребтов. Акватории Земли слились воедино, и океан стал Мировым. Это событие оказалось наиважнейшим. Рифтовые зоны, находившиеся прежде на сравнительно ограниченном пайке мантийного пара и дара небес, получили мощнейший приток воды.
Молодая, вновь образующаяся кора стала с жадностью ее поглощать. И скорость, и объем гидратации коры резко увеличились. Превращения оливина приняли колос- J сальные размеры.
Но с такой же скоростью стал истребляться и углекислый газ. О том сегодня напоминают мощнейшие карбонатные отложения тех эпох. С его потерей в атмосфере редел тепловой экран, А так как Солнце все еще светило далеко не в полную силу, то обогрев Земли становился все хуже.
Между тем углекислый газ продолжал убывать из атмосферы. Вот его уже там в 10 раз меньше, в 1бО... От парникового эффекта практически не осталось ничего. Холод окутал планету. Пришло время, когда тяжелая стужа сковала большие пространства на поверхности Земли. Наступил первый в ее истории ледниковый период.
Это произошло 2,4 млрд. лет назад. И продолжалось достаточно долго. Лишь спустя 300 млн. лет прибыль воды в акваториях планеты (с расширяющихся «фабрик Хесса») снова превысила расходы на гидратацию коры. Уровень океана впервые начал подниматься над вершинами срединно-океанического хребта.
Преобразование оливина в рифтах, видимо, стабилизировалось на какое-то время, так как содержание углекислого газа в воде и атмосфере перестало падать. Но, достигнув минимума, оно не могло не стать прессом давившим на биосферу. Недостаток углекислого газа должен был угнетающе действовать на синезеленые водоросли и поощрять те организмы, которые находили другие «средства существования» или рациональнее использовали имеющиеся.
Вот они условия, вынудившие появление чего-то вроде эукариот (клеток с ядрами), то есть организмов, «применивших» более эффективный механизм извлечения энергии из синтезируемой глюкозы, раз в 20 более эффективный! И близка, совсем близка та эпоха (она началась, как это ныне установлено, 1,5 млрд. лет назад), когда фактически появились эукариоты. При этом, разумеется, не исключено, что более ранние находки у науки еще впереди.
Однако погодите, ведь отличие эукариот от всех предшествовавших организмов — это в первую очередь кислородное дыхание? Да. Но водоросли-эукариоты не перестали потреблять углекислый газ, просто начали делать это гораздо экономнее благодаря кислороду. Важно понять, что от расточительности в данном случае пришлось отказаться не от хорошей жизни. Заставила очередная ступень эволюции Земли.
Для той же ступени, кстати сказать, характерны и изменения в судьбе кислорода. Тут нам надо ненадолго вернуться назад к тем ранним предбиологическим временам, когда в мантии еще было много свободного железа и оно вместе с мантийным веществом постоянно поднималось к поверхности Земли в древнейших рифтовых зонах.
Именно это свободное железо, с большой готовностью соединяясь с кислородом, изымало его из атмосферы и тогда, когда этот газ появлялся от разложения солнечным светом водяных паров, и позже, с началом фотосинтеза цианобактерий. Ведь вначале примерно 13 процентов мантийного вещества приходилось на свободное железо, а 2,6—2,5 млрд. лет назад — около 7—8 процентов. Так что кислород, вырабатываемый тогда синезелеными водорослями, никуда, как видите, не исчезал. Просто у него был ненасытный потребитель. Спустя 0,5 млрд. лет свободного железа в. мантии Земли убыло до б процентов. Но оно все еще оставалось мощным поглотителем кислорода. Это происходило как бы в два этапа. Сначала в рифтах, в горниле горячих и бурных реакций железо окислялось до двухрадентного-состояния. Такой окисел хорошо растворяется в воде, и потому его быстро выносило в открытый океан. Там кислород делал железо уже трехвалентным. А оно, как известно, нерастворимо в воде и выпадает в осадок, похищая колоссальные массы кислорода. Они поныне заключены в крупнейших залежах железных руд, образовавшихся в те эпохи,
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
