Палеоэкология: учебное пособие

Докембрийские (криптозойские) организмы не имели твердых скелетов и представлены преимущественно микрофоссилиями (окаменевшими остатками микроскопических организмов) и их выделениями и постройками в форме так называемых строматолитов («подстилочных камней») и онколитов («камней-наростов»). Это полушаровидные, шаровидные или конические образования со сложной слоистостью, состоят они в основном из извести (СаСОз). Их строителями были обитающие на мелководьях бактерии и сине-зеленые водоросли. Древнейшие строматолиты найдены в Австралии, в формации Варравуна, их возраст около 3,5 млрд лет.

Геохимические следы существования живых организмов остаются в виде органических соединений в осадочных породах земной коры. Они широко распространены по Земле и состоят в разных пропорциях из углеводов, жиров, аминокислот преимущественно растительного происхождения и возникли из мелких растительных организмов, ранее слагавших планктон древних водоемов. Наиболее древние следы деятельности фотосинтезирующих микроорганизмов – сине-зеленых водорослей (цианобактерий) в виде геохимических следов найдены в сланцах системы Онвервахт в Южной Африке, их возраст 3,44 млрд лет.

Важное место в современной геохимии и палеогеохимии занимают изотопные методы исследований, позволяющие установить следы жизнедеятельности в самых древних метаморфизированных породах земной коры. В процессе жизнедеятельности при обмене с веществами внешней среды происходит фракционирование изотопного состава некоторых элементов, в частности углерода и серы. Особенно показательными являются данные по изотопному составу углерода, главного элемента жизни, и кислорода – в последнем случае можно по изотопному составу установить кислород биогенного происхождения (выделявшийся при фотосинтезе). Так, в древнейшем известном геологам участке земной коры, комплексе пород Исуа в Гренландии, возрастом в 3,8 млрд лет, найдены соединения углерода, по изотопному составу отнесенные к фотосинтетическим по происхождению, а также окисленное железо, окислить которое мог кислород, выделявшийся при фотосинтезе.

Это – следы деятельности примитивных фототрофов, сине-зеленых водорослей. Но появлению фототрофов должно было предшествовать довольно долгое существование гетеротрофов, так как их способ питания готовым органическим веществом более прост. Тем более, в начальные периоды геологической истории Земли ее атмосфера была непрозрачна для солнечных лучей.

Таким образом, сочетание новейших данных микропалеонтологии, биогеохимии, химии изотопов свидетельствует о том, что возникновение жизни на Земле относится на 4 млрд лет назад и становится сопоставимой со временем образования Земли как планеты. В. И. Вернадский еще в 1930-е гг. писал: «Для нашей планеты эмпирически установлено существование жизни в самых древних доступных нам отложениях, нам на нашей планете известных. С другой стороны, нигде мы не нашли в биосфере горных пород, которые указывали бы на их образование в течение геологического времени в отсутствии живого вещества. Даже массивные горные породы, как вулканические, так и плутонические, носят в себе несомненные следы существования живого вещества в условиях их образования». И далее: «Эмпирически, таким образом, мы не нашли указаний на время, когда живого вещества на нашей планете не было. Жизнь на ней геологически вечна».

2.3. В свете новейших данных неизбежно следует вывод о раннем зарождении преджизни в пределах хотя бы Солнечной Системы (или иной планетной системы). Химическая эволюция вещества Земли и других планет должна была совершаться еще в космических условиях, в период, предшествовавший (или совпадавший) их образованию. Возникает новая проблема – выяснение способов возникновения ближайших предшественников жизни – органических веществ в процессах планетогенеза.

По данным космохимии, наиболее обильным газом в первичной атмосфере Земли был углекислый газ (СОг). Однако этот газ не способен самостоятельно превращаться в органические соединения. Скудность водорода и его быстрая потеря в условиях атмосферы ранней Земли также снижала возможность образования органических веществ в атмосфере.