Кислород. Молекула, изменившая мир

Мы знаем больше, чем когда-то Дарвин: за сто лет поиска в докембрийских горах было обнаружено несколько свидетельств древней жизни. Самые известные из них относятся к так называемой эдиакарской фауне. Это радиально симметричные животные, напоминающие медузы, — подушки из аморфной протоплазмы. Некоторые из них имели достаточно внушительный размер — до метра в поперечнике. Группа получила название от Эдиакарских гор в Австралии, где впервые были обнаружены эти животные, но затем аналогичные окаменелости находили на всех шести континентах. Они относятся к вендскому периоду, который закончился за 25 млн лет до кембрийского взрыва. Однако обнаружение этих животных не раскрыло загадку кембрийского взрыва, а, скорее, ее усложнило. Немецкий палеонтолог Дольф Зейлахер, ныне работающий в Йельском университете, считает, что эти подушки с протоплазмой — кроткие вегетарианцы-вендобионты, как он их назвал, были не предками двустороннесимметричных бронированных кембрийских животных, а первым неудачным образцом многоклеточной жизни и либо исчезли до начала кембрийского периода, либо их съели кембрийские хищники. Хотя многие палеонтологи яростно оспаривали точку зрения Зейлахера, считая, что как минимум некоторые вендобионты дожили до кембрия, мало кто отрицает, что эти странные плавучие мешки никак не вписываются в современную классификацию.

Однако вендобионты были не единственными живыми существами вендского периода. По илистому дну океана ползали небольшие черви длиной несколько сантиметров. Забавно, что их следы сохранились в песчаниках Намибии и в других местах. Это самые ранние следы перемещения животных на донных отложениях, относящиеся к докембрийскому периоду. Но точно такие же следы черви оставляют на дне и сегодня.

Червь — синоним смиренности, однако его внешняя простота скрывает довольно сложное строение. Чтобы ползать по дну, нужны мышцы, которые должны сокращаться, опираясь на некий «скелет» (у червя это наполненная жидкостью полость тела). Для мышечных сокращений нужен кислород, но кислород не может диффундировать в ткани на глубину более одного миллиметра, так что самые первые червеобразные существа должны были иметь систему циркуляции и механизм для проталкивания насыщенной кислородом жидкости — что-то вроде примитивного сердца. Для осуществления поступательных движений сегменты тела должны сокращаться координированным образом, а это подразумевает наличие хотя бы простейшей нервной системы. Для перемещения грунта при движении нужен рот, кишечник и анус, и действительно, некоторые окаменевшие следы перемещения червей содержат осадок, когда-то представлявший собой экскременты. Возможно, некоторые черви были хищниками и для охоты им требовались глаза или светочувствительные клетки. Короче говоря, этим примитивным червям следовало обладать многими признаками крупных и подвижных животных. Кроме того, черви имели двустороннесимметричное строение и состояли из сегментов — эти два признака характерны для большинства животных конца кембрийского периода. Таким образом, вероятно, наши самые первые предки среди животных походили на червей, что очень хорошо понимали критики Дарвина, изображавшие в сатирическом свете его видение эволюции Человека.

При всей своей простоте червь — слишком сложное создание, чтобы возникнуть из ничего за одну ночь. Действительно, были обнаружены и более ранние окаменелости, возраст которых оставляет около 600 млн лет. Значит, эти существа жили за 60 млн лет до кембрийского взрыва (примерно столько же времени прошло от момента исчезновения динозавров до наших дней). Мы почти ничего не можем сказать о строении большинства из этих самых первых многоклеточных существ: от них остались нечеткие круговые отпечатки, иногда сантиметрового диаметра, но опознать в них каких-либо животных не представляется возможным. И больше ничего. Если до этого времени и существовали животные достаточно крупного размера, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, им каким-то чудесным образом удалось не оставить после себя никаких следов. О наличии «подготовительного» докембрийского периода можно судить только на основании показаний «молекулярных часов» — вероятно, самого мощного и самого противоречивого метода, имеющегося в распоряжении молекулярных палеонтологов. Молекулярные часы показывают, что эволюция многоклеточных животных (иx называют метазоями) началась как минимум 700 млн или даже больше миллиарда лет назад.