Александр Вологдин - Земля и жизнь

Естественно, современные процессы не могут помогать выявлению процессов далекого геологического прошлого, но принцип актуализма помогает понять их, если мы правильно учитываем при этом ход и характер явлений, процессов эволюции среды и жизни за геологическое время.

Микробы, которые способны получать жизненную энергию путем окисления различных веществ, являются аэробами. Микробы, способные получать жизненную энергию в отсутствие свободного молекулярного кислорода в среде их обитания, являются анаэробами. Какая же из этих групп микроорганизмов является на Земле древнейшей?

Мнение о большей древности автотрофных бактерий по сравнению с гетеротрофными поддерживается и специалистами, занимающимися проблемой происхождения нефти, причем принято считать, что в общем случае существование гетеротрофных организмов немыслимо без существования автотрофов. Но в общем миры автотрофов и гетеротрофов образуют в биосфере единую неразделимую систему, которая геологически возникла, несомненно, очень рано.

Обратимся к фактам. Изучение под микроскопом в тончайших шлифах при значительных увеличениях древнейших осадочных горных пород, часто даже измененных последующими процессами, указывает на местные концентрации остаточного органического вещества, которое почти никогда не бывает полностью бесструктурным. Оно не бывает ни коллоидным, ни кристаллическим, если не представлено чистым графитом. Обычно это скопления микроскопических бактериеподобных образований, размещенных с различной степенью густоты. Чаще это нитевидные образования, прихотливо изогнутые, иногда сфероидальные, как бы смотавшиеся в маленькие клубки, прежде чем заглохла их жизнь. При этом все следы древнейшей жизни ясно указывают на водную среду.

Прослеживая состав организмов в различные геологические этапы жизни нашей планеты, исследователи обычно переходят от более поздних к более ранним - в направлении, противоположном ходу эволюционного процесса.

Используя материалы палеонтологии, мы можем убедиться, что следы человека прослеживаются в глубь веков не далее чем на 3 млн. лет. Следы млекопитающих исчезают 60 млн. лет назад. Следы пресмыкающихся отсутствуют в слоях, возраст которых более 185 млн. лет. Земноводные (амфибии) и костистые рыбы не существовали во времена, удаленные от современности более чем на 340 млн. лет. Остатки примитивных рыбообразных - бесчелюстных и хрящевых рыб - не встречаются в слоях, образовавшихся более 420 млн. лет назад. Археоциаты - своеобразные древнейшие строители морских рифов с изящнейшим известковым скелетом, видимо, начали свое развитие 600 млн. лет назад. В более древних отложениях, образовавшихся до 1800-1900 млн. лет назад, мы находим лишь остатки водорослей и следы жизнедеятельности бактерий.

Если же рассматривать развитие жизни по группам организмов в нормальном ходе их эволюции, то мы увидим, что каждая из групп проходила свои этапы развития. Появлялись новые формы, вымирала часть старых. Некоторые группы существовали ограниченное время, потомки других живут даже в наше время. Таким образом, "корни жизни" на Земле оказываются весьма многочисленными, представленными действительно наиболее просто построенными, притом преимущественно мельчайшими по размерам организмами. Несомненно, жизнь появилась более 2700 млн. лет назад.

Граница между докембрием и кембрием обычно резко выражена не только по степени вторичных изменений осадочных пород, но и по кажущемуся коренному отличию пород кембрия, отложения которого почти всюду охарактеризованы обильными разнородными остатками беспозвоночных, водорослей и др. Поэтому исследователи всего мира занимаются изучением органических остатков из палеозойских и более поздних отложений. Некоторые исследователи уделяют внимание изучению докембрия, его литологии, петрологии, в еще меньшей степени палеонтологии, несмотря на огромное распространение и мощность его осадочных отложений.

В трансваальской серии докембрия Южной Африки остатки водорослей известны в виде мелких строматолитов и онколитов. Абсолютный возраст, определявшийся Ф. Абельсоном и Э. Баргхорном в институте Карнеги в Вашингтоне, дал цифру около 2600 млн. лет. В отложениях кремнистых сланцев гуронского возраста (2000 млн. лет), в районе оз. Онтарио в Северной Америке Э. Баргхорн нашел хорошо сохранившиеся остатки нитчатых синезеленых водорослей и одноклеточных животных.

Таким образом, жизнь на Земле является очень древней, имеющей возраст порядка 3000 млн. лет или более. Следы древнейшей жизни можно наблюдать в некоторых геологических образованиях докембрия, в виде непосредственных морфологических материалов по конкретным группам организмов и в виде косвенных данных.

Существование жизни на Земле можно проследить в ее проявлениях во времени и в пространстве, т. е. в данном случае в разрезах разновозрастных осадочных горных пород, в их довольно большом разнообразии.

Общеизвестно большое распространение в составе отложений архея и протерозоя нормальноосадочных пород терригенного состава. Учитывая степень дифференциации мелкозема, выделение достаточно хорошо отсортированного материала обломочных пород, в частности песков, превращенных в кварциты, приходится допускать на выступах древнейшей суши развитие почвенного покрова.

Как известно, почвообразование идет интенсивно с дифференциацией минерального вещества лишь при участии почвенных микроорганизмов, роль которых в создании почвенного мелкозема обычно в 20 раз превосходит роль почвенных коллоидов химического происхождения. Поэтому почвообразование, связанное с деятельностью микроорганизмов, является, несомненно, процессом очень древним. В связи с этим наблюдение в составе беломорской серии архея Карелии магнетитовых сланцев и кварцитов, первично представляющих собой отложения осадочных железных руд и песчаные отложения, показывает, что они, несомненно, были продуктом развития на смежном выступе суши почвообразовательных процессов с участием почвенных микроорганизмов и железобактерий.

Многими исследователями происхождение тонких морских карбонатных илов рассматривается в связи с жизнедеятельностью некоторых специфических морских бактерий, в частности из группы денитрифицирующих.

Процесс денитрификации водной среды при участии бактерий обусловлен в природе наличием нитратов, усвояемого органического вещества, анаэробных (бескислородных) условий и нейтральной реакции среды. Представление многих авторов о составе древней атмосферы и гидросферы Земли сводится к признанию большой роли там свободного водорода, метана, углекислоты и аммиака. Благодаря высокой растворимости аммиак должен был легко переходить в раствор, чтобы обеспечить развитие денитрифицирующих микроорганизмов, продуктами жизнедеятельности которых могли .быть иловые карбонатные отложения, с превращением их в известняки, доломитизированные известняки (в порядке замещения кальция осадка магнием раствора) и доломиты. Лишь образование магнезитов можно отнести к процессам химического характера, происходившим и происходящим в условиях выпаривания морских вод полузамкнутых лагун.