Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Обращаясь к вопросу о том, где надо искать остатки ранней жизни, мы вновь становимся на твердую почву фактов. Возникновение жизни настолько далеко отодвинуто в геологическое прошлое, что в этих поисках нас могут интересовать только области докембрийских древних щитов. И даже в пределах древних щитов мы должны выбирать районы, в которых сравнительно неизменными сохранились осадочные горные породы, сформировавшиеся в самом начале геологической истории. Древнейшие из известных нам «кратонных» областей находятся в Южной Африке. Осадочные породы формаций Онвервахт и Фиг-Три системы Свазиленд, возраст которых составляет, видимо, более 3,2 млрд. лет, представляют собой древнейшие неметаморфизованные отложения, известные сейчас. Вряд ли в других древних щитах удастся найти еще более древние осадочные породы.
Древнейшие свидетельства жизни, обнаруженные в этих осадочных породах, можно разделить на две группы: 1) биогенные
отложения — макроскопические (водорослевые известняки) и молекулярные (так называемые молекулярные ископаемые)—и
2) настоящие окаменелости. Биогенную природу углистого вещества и «организованных элементов» (глобулярных структур из этого вещества), найденных в отложениях Онвервахт и Фиг-Три, пока нельзя считать доказанной. Хотя не исключено, что эти соединения и структуры имеют органическое происхождение и что дальнейшие исследования принесут доказательства этого, мы пока не можем отбросить предположение о неорганической природе углистого вещества и «организованных элементов». Древнейшим отложениям, биогенная природа которых несомненна, — водорослевым известнякам Южной Родезии и молекулярным ископаемым из железорудной формации Соуден (Канадский щит) — более 2,7 млрд. лет. И если даже дальнейшее изучение пластов Трансвааля покажет, что данные осадочные породы тоже имеют биогенную природу, то это мало изменит общую картину. Ведь все эти формации отно-
сятся к самому раннему периоду геологической истории — к раннему докембрию, так что увеличение «зарегистрированного возраста жизни на Земле» не заставит нас пересмотреть наши современные представления.
Фиг. 104. Схема истории жизни в целом.
Теперь ясно, что ранняя жизнь существовала гораздо дольше, чем более высокоорганизованная жизнь, которая развивалась всего лишь в течение последнего миллиарда лет истории Земли. Цифры на схеме расшифрованы на фиг. 49. Возникновение млекопитающих, о котором мало что известно, отмечено знаком вопроса.
Но есть и другие факты, заставляющие думать, что жизнь, и притом жизнь, способная к фотосинтезу, появилась гораздо ранее, чем 2,7 млрд. лет назад (минимальный возраст серии Доломит из Южной Родезии и железорудной формации Соуден Канадского щита). Полосчатые железорудные формации, которые, как мы узнали из гл. XIII, возникали, по-видимому, в условиях атмосферы, содержавшей примерно в сто раз меньше кислорода, чем современная, начали появляться более 3 млрд. лет назад. Поскольку за счет неорганической фотодиссоциации воды уровень содержания кислорода в атмосфере может достигнуть всего 0,001 современного (гл. XV), для превышения этого порога требовалось уже появле-
ние органического фотосинтеза. Значит, к периоду образования древнейших полосчатых железорудных формаций на Земле уже должен был существовать органический фотосинтез, фотосинтезирующая жизнь.
Древнейшие из известных сейчас истинных окаменелостей — очень разнообразная микроскопическая флора из формации Ганфлинт, Онтарио. Ее возраст должен весьма приблизительно составлять около 2 млрд. лет. Начиная с этого времени в различных древних щитах мы уже находим фрагментарные, но довольно многочисленные остатки древних флор; животные же появились, по-видимому, только в конце позднего докембрия. В начале кембрия некоторые группы животных приобрели способность выделять твердые раковины — возможно, появление этой способности связано с временным снижением содержания двуокиси углерода в воздухе (гл. XVI). Только благодаря этим твердым, хорошо фос-силизирующимся раковинам мы находим теперь множество остатков ранней жизни, относящихся к кембрию и более поздним периодам. Именно с появлением раковин обычно связывают начало фанерозоя. Наземная флора высших, сосудистых растений появилась только в начале силура.
Фанерозой, сравнительно богатый окаменелостями, обычно рассматривают в учебниках как «нормальный», хорошо документированный период геологической истории. Я хотел бы подчеркнуть, что фанерозой — лишь сравнительно краткий период дальнейшей зволюции жизни (фиг. 103); события же, связанные с возникновением жизни, заняли гораздо более длительный отрезок геологической истории (фиг. 104).
2. СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ПРЕДЖИЗНИ И РАННЕЙ ЖИЗНИ
Лишь недавно мы смогли в полной мере оценить одну из важнейших особенностей перехода от преджизни к ранней жизни — то, что жизнь (как свидетельствуют ископаемые остатки) долгое время существовала в условиях первичной бескислородной атмосферы (о составе атмосферы говорят определенные типы осадочных рудных месторождений). Об этом было сказано в гл. XIII. Мы знаем, что в условиях бескислородной атмосферы возможен неорганический синтез «органических» веществ преджизни. Отсюда следует, что преджизнь и ранняя жизнь долгое время существовали бок о бок.
