CCVIII. Богиня случая. О зарождении жизни и древнейших бактериях
Никто не знает, как на Земле зародилась жизнь и какие живые организмы были на ней самыми первыми. Никто не знает, сделал ли это кто-то специально или всё произошло по воле богини случая. Нам остаётся только гадать о том, что было, по тем окаменелостям, которые нам удаётся найти.
Даже окаменелости крупных животных зачастую обнаружить очень непросто. Ибо процесс фоссилизации — это очень сложный и медленный процесс, который может протекать только в строго определённых условиях. В силу его сложности сами эти условия складываются чрезвычайно редко. Например — окаменение может произойти, если животное или растение было накрыто селем или было погребено завалом ила на дне моря. Но эти условия создаются на планете довольно редко.
Вдобавок, многие из потенциальных фоссилий разрушаются прежде, чем они окаменеют. А большинство окаменелостей в результате субдукции литосферных плит (тектонический процесс движения земной коры) уходит в недра земли и там разрушается высокой температурой. Лишь очень немногие попадают на материки и остаются на поверхности. И даже из них по воле случая археологи обнаруживают только отдельные образцы.
И это — крупные живые организмы. А как же бактерии? Тут всё ещё сложнее. Ведь древние бактерии так же, как и современные, не имели никаких твёрдых образований в своём теле и для сохранения их останков требуются совершенно особенные условия. А именно — полная неподвижность накрывшего их субстрата, герметичность и химическая инертность (иначе трупы бактерий сразу будут растворены или разъедены). И это, вкупе с редкостью обнаружения древних пород возрастом более 1,5 млрд лет, сильно осложняет исследование ранних этапов развития жизни — ведь в те времена прокариоты были единственными хозяевами планеты.
Первые находки окаменелых бактерий были совершены учёными-полинологами, которые изучают пыльцу древних растений. Кроме них, никто это сделать не мог — из всех палеонтологических наук только полинология занимается изучением объектов, которые по размеру сравнимы с бактериями. Но поначалу им никто не верил. Считалось, что микроорганизмы после смерти распадаются, не оставляя никаких следов. А структуры, которые за них принимаются, на самом деле являются минеральными образованиями неорганической природы. Однако позже было установлено, что речь идёт именно об окаменевших микроорганизмах.
Сразу же обнаружилась ещё одна проблема. На извлечённые из отложений образцы часто попадали свежие микроорганизмы из атмосферы, которые путали все карты. Сначала это приводило к огромному количеству ошибок. К счастью, в наше время появились точные методы, позволяющие с высокой надёжностью отличить окаменевшие останки от свежих включений.
Ещё одна проблема — это невозможность точной классификации организма. Если у крупных организмов внешний вид имеет большое значение, то у бактерий форма тела играет последнюю роль. Но часто это — единственное, что видно в микроскоп. Поэтому долгое время образ жизни бактерий и их хотя бы примерное положение в классификации долгое время оставались тайнами, сокрытыми в глубине тысячелетий.
Часто следы жизнедеятельности бактерий хорошо видны невооружённым глазом. За тысячелетия своего существования они из своих продуктов жизнедеятельности способны образовывать огромные формации (рис. 1, 2, 3). Осадочные породы, созданные микроорганизмами, даже получили своё собственное название — микробиалиты.
Главная проблема заключается в том, что по внешнему виду такие породы могут мало отличаться от обычных осадочных отложений, и их очень долгое время могут просто не замечать. А если возникают подозрения на участие в их формировании какой-нибудь микрофлоры — это нужно ещё и доказать. Не говоря о том, что узнать что-то об образе жизни древних бактерий очень сложно.
Довольно легко обнаружить остатки жизнедеятельности цианобактерий. Они образуют карбонатные, известковые или доломитовые строматолиты самых разных размеров и форм, скопления онколитов соответствующего состава или — что случается реже — толстые равномерные слои из окаменевших бактериальных матов. При этом вещества, использованные ими для фотосинтеза, могут сохраниться в породе. И порою накапливаются в таких количествах, что слои камня приобретают характерный зеленоватый оттенок (рис. 4).
Так же в цианобактериальных породах часто наблюдаются скопления керогена — смеси углеводородов, которая образуется в результате полного бескислородного разложения органики. Это вещество является почти универсальным индикатором некогда существовавшей жизни. А иногда в подобных местах удаётся найти и окаменевшие останки цианобактерий (рис. 5).
Сложнее узнать о жизни других бактерий, которые не занимались фотосинтезом. Однако и тут в породе можно найти некоторые подсказки, позволяющие в общем плане понять, как жили и чем питались микроорганизмы.
Так, на пример, произошло с этой серобактерией (рис. 6). Она была обнаружена в чёрном сланце. Судя по сопутствующим скоплениям пирита, эти организмы обитали на дне океана в полностью бескислородной среде. И, подобно современным серобактериям, потребляли серу, которая в то время активно выбрасывалась в результате вулканической деятельности. Так же там было найдено большое количество керогена, и это свидетельствует о том, что данных бактерий там было великое множество.
Некоторые бактерии жили прямо на подножиях подводных вулканов, заселяя излившуюся магму сразу же, как только она остывала, и образовывали на её поверхности бактериальные плёнки. Вероятно, очень богатые бактериальные экосистемы существовали в местах с высокой вулканической активностью, около термальных источников. Кстати, похожие бактерии можно найти и в наше время на стенках «чёрных курильщиков»...
Сначала учёные полагали, что жизнь возникла в прибое. Где волны перемешивали «первичный бульон» таким образом, что из него могли возникнуть простейшие органические структуры, способные саморазмножаться. Однако, обнаружение останков бактерий на древних вулканических породах и изучение глубоководных зон тектонической активности, показало, что с большей вероятностью первая жизнь могла возникнуть именно там. Хотя есть свидетельства и в пользу того, что жизнь на Землю могла быть принесена извне... Но это уже немного другая история.
Автор: @ivprst
Контакты
Чат Легиона Хаоса в телеграм: Scintillam
Личка в телеграм: varwar, lumia, dajana
Тег: chaos-legion