Андрей Ваганов
Сообщества самых древних из обнаруженных на Земле микроорганизмов (см. вставку) напоминали скорее строматолиты у нынешнего южного побережья Австралии.
Фото с сайтов 3.bp.blogpost.com и batanastoday.com
Возраст Земли как самостоятельного космического тела оценивается в 4,54 млрд. лет. Возраст гена – в 3,8 млрд. лет. Другими словами, в космологическом масштабе не прошло и мгновения – меньше 800 млн. лет! – как на нашей планете возникла жизнь. Впрочем, ген – это еще не жизнь. Сам по себе безжизненный набор макромолекул, ген лишь представляет собой инструкцию по сборке белков, из которых и строится собственно живое. И вот, как установили ученые из Оксфордского университета, живые организмы появились на планете уже около 3,4 млрд. лет назад. То есть практически без заминки жизнь оккупировала планету – еще не остывшую толком после космических катаклизмов, и даже обошлась при этом без кислорода┘
Специалисты изучали окаменелые бактерии, найденные в песчанике на западе Австралии. Окаменелости эти были обнаружены еще в 2007 году в отдаленном регионе Австралии под названием Стрелли-Пул. Четыре года ушло на их подробное изучение. И вот результат – бактерии существовали на Земле, когда в атмосфере планеты еще даже не появился кислород. Согласно результатам анализов, опубликованным в журнале Natural Geoscience, эти микроорганизмы вырабатывали энергию не за счет кислорода, а за счет сернистых соединений.
Биологи считают, что эти бактерии были одними из древнейших живых организмов на Земле и могут приоткрыть завесу над тем, каковы были условия для жизни на планете в тот период. «Наконец-то у нас есть веские доказательства существования жизни на планете 3,4 миллиарда лет назад, – приводит агентство BBC слова одного из исследователей Оксфордского университета Мартина Брэйзера. – Они подтверждают факт существования организмов, живущих без кислорода». Впрочем, Брэйзер далеко не сразу пришел к такому выводу.
«Еще в прошлом веке о структурах, похожих на окаменевшие бактерии в песчаниках архея Западной Австралии, сообщил американский исследователь Билл Шопф, – рассказал «НГ» доктор геолого-минералогических наук, профессор Александр Портнов. – Он оценил их возраст в 3,5 миллиарда лет. С резкой критикой этого мнения выступил палеонтолог Мартин Брэйзер из Оксфордского университета. Но после обнаружения в Стрелли-Пул, в кварцевых песчаниках архея, окаменелых бактерий, возраст которых достигает 3,4 миллиарда лет, он изменил свое мнение. Окаменелости представляют собой системы сферических полостей, сходных с клеточными структурами, инкрустированных мелкими кристалликами пирита (FеS2)».
Диаметр полостей, о которых говорит Александр Портнов, не превышает несколько микрон. Естественно, возникает вопрос, как можно идентифицировать эти окаменелости с живыми организмами? Основных признаков два.
Во-первых, на органическое происхождение ископаемых указывает сферическая и эллипсоидная форма клеточных структур, а также расположение полостей в породе. Во-вторых, об этом как раз свидетельствуют микрокристаллы пирита, найденные в этой породе. Как утверждают ученые, тип изотопов в этих кристаллах говорит о том, что они возникли в результате метаболических процессов серных бактерий. «С учетом того, как тесно пирит прилегает в породах к самим останкам, мы можем предположить, что там существовала целая серная экосистема», – отмечает Дэвид Уэйси из Университета Западной Австралии.
Бактерии обитали в кварцевых песках древнейшего пляжа, который существовал на берегу первичного океана нашей планеты. «Видимо, их скопления представляли собой небольшие комочки слизистого вещества, – считает профессор Портнов. – Для доказательства органического происхождения сфер был использован метод тончайших параллельных микросрезов, с помощью которых была получена трехмерная модель. Она-то и показала наличие в клетках соединительных каналов. Таким образом, было доказано сходство данных микроструктур с ранее изученными органическими образованиями типа бактерий с возрастом в два миллиарда лет».
Вот именно наличие характерных мембранных структур и позволяет с уверенностью говорить об органическом происхождении этих образований. Ведь в песках сера и железо очень подвижны, и пирит сам по себе является вполне обычным минералом трещин и пустот.
Однако не менее интригующий вопрос – а почему, собственно, Австралия? Почему именно с этого континента приходят чаще всего сообщения об обнаружении самых древних геологических пород? В чем особенность Зеленого континента? По видимому, сохранность тонких клеточных структур в течение столь долгого периода времени должна объясняться какими-то факторами тектонического строения Австралии.
«Часть этого континента на западе сложена крупными кристаллическими щитами – Йилгарн и Пилбара, которые спаяны вместе и в течение миллиардов лет не подвергались метаморфизму, то есть прогреву и динамическому воздействию, – поясняет Александр Портнов. – Таких неизмененных массивов на Земле очень мало. Конвекционные потоки мантии Земли миллиарды лет носили этот стабильный блок земной коры по поверхности планеты. Австралийский гранитный «ковчег» сохранил практически неизмененными чудовищно древние пески, возникшие за счет разрушения и выветривания каких-то еще более древних неизвестных гранитов, видимо, залегающих в фундаменте щитов. В песках найдены окатанные кристаллы циркона с рекордно древним возрастом – 4,4 миллиарда лет».
Судя по находке австралийских ученых, которую удалось расшифровать их оксфордским коллегам, этот гранитный «ковчег» оказался очень удобным местом для сохранения остатков обитавшей здесь древнейшей жизни. Ну а дальше все пошло по нарастающей┘ Через миллиард лет в пляжных песках поселились древнейшие бактерии. Поблизости, в Южной Австралии, были найдены слоистые колонии бактерий – строматолиты, возрастом 650 млн. лет. Вместе со строматолитами находились окаменевшие остатки каких-то многоклеточных растений или животных, в которых ученые идентифицировали предков современных губок. Их возраст доходит до 800 млн. лет.
Не менее важно во всей этой истории – это возможность, изучая окаменевшие останки доисторической слизи, узнать что-то новое о внеземных формах жизни. Ведь, например, район под названием Nili Fossae, расположенный в северном полушарии Марса, очень сильно напоминает по составу пород песчаник из Стрелли-Пула.
И, кстати, в России тоже есть перспективные в этом отношении районы. «Архейские (период от 3,9–3,8 до 2,5 млрд. лет назад) слабоизмененные косослоистые пляжные пески с обломочным цирконом и монацитом находятся в восточной части Кольского полуострова, – подчеркнул в беседе с корреспондентом «НГ» Александр Портнов. – Они также расположены на блоке земной коры с мощным гранитным слоем. Возраст песков – 2,9 миллиарда лет. Пожалуй, это самое подходящее место для поиска остатков древнейшей жизни в России».
