Мартин Брезиер - Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле

Мы отнюдь не первыми внимательно присмотрелись к фосфоритам. У меня волосы встали дыбом, когда я прочитал в “Происхождении видов”: “Присутствие фосфоритовых сростков и битуминозного вещества даже в самых нижних азойских породах, вероятно, указывает на существование жизни в эти периоды” [205]. По Дарвину, фосфор и углерод, как и в далеком прошлом, выступают важными “строительными материалами” жизни. Таким образом, концентрация этих элементов в очень старых породах указывает на существование жизни далеко за пределами кембрийского взрыва. Здесь Дарвин дал намек, как ответить на его собственную загадку.

К сожалению, Дарвин не оставил сведений об источнике “фосфоритовых сростков”. Ему могли быть известны конкреции из Шотландии, но мы не можем быть в этом уверены. Тем не менее торридонские конкреции могут претендовать на научное значение иного рода: это первые породы, в которых сохранились великолепно фоссилизированные докембрийские клетки. В 1899 г. Бенджамин Пич и Джон Горн заметили такие слои в породах неподалеку от Головы старухи. Более того, они согласились с Дарвином в том, что фосфориты могут указывать на признаки древней жизни. Пич и Горн мудро передали пробы Джетро Джастиниану Харрису Тиллу для микроскопического анализа, и в 1902 г. он сообщил о находке замечательных окаменелостей [206]. Открытия Тилла в области микроскопии придали глубину звучания симфонии “О геологической структуре северо-западной горной Шотландии” Лайеля (1907) [207].

Любопытно, что шотландские первооткрыватели Пич, Горн и Тилл, как теперь выяснилось, опередили свое время. И ископаемые клетки, и ископаемые клетки в фосфорите были вещью чересчур новой и пугающей, и никто, даже сами Пич, Горн и Тилл, не знал, что со всем этим делать. В умах еще блуждал призрак эозоона, и большинство ученых решило ненадолго забыть про фосфорит. Очень скоро (в 1914 г.) фосфор превратился из объекта созерцания в оружие [208]. Прошло еще почти полвека, прежде чем докембрийские окаменелости снова обратили на себя внимание – на этот раз после открытий Элсо Баргхорна и Стэнли Тайлера в Канаде, в Ганфлинт-Черте [209]. Пич, Горн и Тилл к тому времени уже умерли [210]. Британская империя доживала последние дни, а мощь Америки, напротив, росла. Почти все позабыли про Торридон и ископаемые фосфоритные конкреции.

Как мы видели, фосфоритные конкреции дают подсказку к поиску утраченных страниц истории жизни. Но когда Дарвин писал о фосфорите, думал ли он, что фосфоритные конкреции способны надежно сохранять клетки? Маловероятно. Ведь Дарвин указывал, что “совершенно мягкие организмы совсем не могут сохраниться” [211]. Но он вряд ли бы сильно удивился. Намек на это мы находим в его “Путешествии натуралиста”. Дарвин указал на замечательную сохранность окаменелостей в чилийских – более молодых – кремнистых сланцах: “Как удивительно, что каждый атом древесного вещества в этом огромном цилиндре был удален и замещен кремнеземом с такой полнотой, что сохранились каждый сосуд, каждая пора!” [212]

Дарвин – викторианский джентльмен, владеющий голубятней и огородом, – знал о свойствах навоза, который, безусловно, очень богат фосфатами. Ткани животных часто содержат больше фосфатов, чем растения: возможно, оттого, что животные двигаются и нуждаются в куда большем количестве АТФ, действующего как источник энергии в клетках. Кроме того, Дарвин, несомненно, признавал роль навоза для образования фосфата и даже участие фосфата в сохранении органического вещества. Вот, например, что он писал о птичьем помете (гуано) посередине Атлантики:

Скалы св. Павла [архипелаг Сан-Паулу] издали кажутся блестяще-белыми. Это обусловлено отчасти пометом огромного множества морских птиц, отчасти же плотно соединенным с поверхностью скал покровом в виде налета блестящего вещества с жемчужным отливом. Если этот налет рассмотреть в лупу, то оказывается, что он состоит из множества тончайших слоев, причем общая толщина его около дюйма, в нем содержится много животных веществ, и своим происхождением он, несомненно, обязан действию дождя или водяной пыли на помет… Если мы вспомним, что кальций – как фосфорнокислый, так и углекислый – входит в состав твердых частей – костей и раковин – всех животных, то в физиологическом отношении весьма любопытно обнаружить субстанции, которые – будучи тверже зубной эмали и имея окрашенную поверхность, столь же гладкую, как поверхность раковины живых моллюсков, – представляют собой мертвое органическое вещество, преобразованное неорганическими силами и к тому же имитирующее по своей форме некоторые низшие растительные образования [213].

Хотя приведенный Дарвином пример интересен, он вряд ли нам поможет: фосфаты в виде гуано не прослеживаются в геологической летописи далее 50 млн лет. К тому же в этом случае мы видим в микроскоп не более чем остатки раковин, костей и семян, а также бактерий. До сих пор в гуано найдено всего несколько хорошо сохранившихся клеток.

Отступив во времени еще на шаг от путешествия на “Бигле”, мы встречаемся с Уильямом Баклендом из Оксфорда. В начале 1800-х гг. ископаемый навоз стал одной из его навязчивых идей. Бакленд жил примерно тогда же, когда и поэт Уильям Вордсворт, художник Джон Констебл и пианист Франц Шуберт, и был геологом-романтиком. По общему мнению, Бакленд походил на школьника-переростка, поскольку отыскивал удовольствие в отвратительном – подавая на ужин трупных мух, подкармливая за обедом ручную гиену и однажды ради шутки съев сердце короля. Кроме того, Бакленд коллекционировал экскременты юрских рептилий. Неудивительно, что студенты слетались на его лекции, как зеленые мухи. Очевидно, его неизменно окружало веселье. Но интерес Бакленда к копролитам (это корректное название окаменевших экскрементов) объяснялся их внешним видом. По правде говоря, фекалии со временем очень хорошеют, но, увы, даже будучи водруженными на подставку, не становятся очаровательными. Лишь спустя несколько лет, когда ученые начали разрезать копролиты, те стали приоткрывать свои прекрасные секреты. Как только микроскописты – последователи Уильяма Никола и Генри Сорби – нарезали их на пластины, они увидели кусочки раковин, спикулы губок и скопления фоссилизированных бактериальных клеток. Иными словами, в копролитах Бакленда (или его любимой гиены Билли) через несколько лет обнаружатся остатки чего-то наподобие английского завтрака: яичной скорлупы и свиной щетины, чайных веточек и овсяной шелухи. Но заметим: в экскрементах и гиены, и динозавров клетки сохраняются плохо.

Однако картина меняется, стоит вернуться из юрского периода в кембрий. Мы переходим от современного мира экскрементов к древнему миру клеток. В кембрийских породах вблизи горы Эмэйшань можно найти окаменелых “пупсиков” и даже остатки фекалий беспозвоночных. И именно в этих раннекембрийских породах фосфорит действительно становится интересным. Прекрасные примеры этого продемонстрировали мои ученики Чжоу Чуаньмин и (позднее) Майя Швейцер. В китайских провинциях Хубэй и Гуйчжоу они отобрали (с помощью Сяо Шухая, Чэнь Цзюньюаня и Сунь Вэйго) образцы фосфоритных пород из формации Доушаньто (ок. 580 млн лет) и привезли их в Оксфорд.