Ирина Лагунина: «Кембрийский взрыв» - так принято называть уникальный период в истории нашей планеты, когда примерно 540 миллионов лет назад в морях внезапно появились живые организмы с твердым минеральным скелетом. "А прежде на Земле не могло быть скелетных животных", - так до недавнего времени считали ученые. Однако открытия последних пяти лет показали, что на самом деле скелет появился у фауны, населявшей нашу планету еще до Кембрия. О том, что собой представляет «скелетный докембрий», рассказывает научный сотрудник Университета Сарагосы, доктор биологических наук Андрей Журавлев.
С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.
Александр Марков: Какие в последние годы были сделаны новые открытия, которые может быть проливают новый свет на события в это время накануне с Кембрийского взрыва?
Андрей Журавлев: Я начну, как водится, от Дарвина. Тем более, что без году ровно 150 лет первый раз вышло его «Происхождение видов» и там есть отдельная глава, которая называется, обычно на русский язык ее переводят как «Неполнота геологической летописи», но дословный перевод был такой, что «Непредставительность геологической летописи». И в этой главе есть раздел, как раз посвященный Кембрию. Потому что Дарвина больше всего на свете поражал Кембрийский взрыв, то есть сначала в толщах ничего не было и потом вдруг появляются самые разные организмы и все сразу в большом количестве. Надо сказать, что в те времена история Земли насчитывала не больше 300 тысяч лет, он считал, что может и короче, ссылался он на физика Томпсона, на его модель физическую Земли, ссылается на Лайеля, который определял, что все процессы биологические идут очень медленно, отсюда эволюция дарвиновская очень медленная. Но тем не менее, он ставил Кембрий примерно на середину этого 300-тысячелетнего интервала и считал, что 150 тысяч лет вроде бы должно хватить на медленное развитие жизни. Но где тогда вся эта жизнь, которая 150 тысяч лет развивалась? Дарвин поступил просто, как ему казалось, логично. Все-таки у нас лишь шестая часть Земли представлена сушей, все остальное скрыто океанами, он решил, что может быть на дне морей лежат толщи, где находятся как раз предшественники кембрийских скелетных ископаемых. Он обратил внимание на то, что они скелетные, но тем не менее, не делал вывод, что может быть мы имеем дело не с появлением как таковых организмов во всем их многообразии, а только с обретением минерального скелета этими организмами. Скажем, известковая раковина улитки – это минеральный скелет, наш фосфатный костяк - это тоже минеральный скелет. И до этого рубежа, до начала Кембрия таких скелетных ископаемых не было, в Кембрии они появляются. И уже через сто лет после Дарвина наши советские ученые, изучая кембрийские породы, уже тогда выяснилось, что они где-то начинаются примерно 540 миллионов лет, а до этого предшествует интервал так называемый докембрий, который соответственно составляет семь восьмых геологической летописи известной, от трех и девяти миллиардов примерно пятьсот миллионов отнимем, получится одна восьмая часть. Собственно жизнь спокойно могла развиваться три с половиной миллиарда и лишь в тот момент, когда произошла кембрийская революция, кембрийский взрыв, обрела минеральный скелет и стала проявляться в явной форме. Наши специалисты отметили, что тому кембрию, который видел Дарвин, в Англии кембрий очень плохой, примерно одна пятая самая верхняя часть того кембрия, который мы теперь знаем. И этому предшествует огромное разнообразие скелетных организмов, где встречаются и моллюски, и членистоногие, и иглокожие, в общем все типы, которые существуют ныне.
Александр Марков: Вы говорите про низы кембрия?
Андрей Журавлев: Про низы кембрия. То есть все это появляется в течение 10, максимум 15 лет все сразу в минеральном виде. Откуда что берется, тем более, что этому предшествует мягкотелая фауна, которая сама по себе как бы существует, ничего общего с кембрием не имеет и скорее всего предковых форм среди это фауны нет вообще для современных типов, в том числе и кембрийских. Все-таки у нас в докембрии не только очень много километров толщ, есть и карбонатные толщи. У нас прекрасные разрезы в Восточной Сибири, в Якутии, где сотни, даже тысячи метров карбонатов, как нам казалось долгое время, пустых. Есть в Намибии прекрасные разрезы. В Испании, где я сейчас работаю, там в принципе не так много карбонатов, но они есть. И самое удивительное, когда мы поехали на этот несчастный карбонат, там всего слой шесть метров, оказалось, что они битком набиты скелетной фауной.
Александр Марков: Докембрийские?
Андрей Журавлев: До кембрия, поскольку до кембрия там никто не пытался искать скелетную фауну. Искали акритархии, есть очень плохой сохранности, искали всякие бактериальные останки, тоже есть, но плохой сохранности. А то, что видно, можно сказать, невооруженным, но опытным взглядом, не обратили внимания.
Ольга Орлова: А какого типа эти животные?
Андрей Журавлев: Это очень меленькие формы, то есть самая большая из них, у нее длина три миллиметра, а диаметр где-то три десятых миллиметра - это самые здоровые, все остальное меньше. Это различные трубочки и, я бы сказал, колбочки или конусы, как для мороженого. То есть может быть самые простые животные типа современных кораллов, медуз, медузы не только плавающие есть, есть и сидентарные, что-нибудь в этом роде. Но когда мы стали смотреть под современными микроскопами очень навороченными, которые позволяют разглядывать с огромнейшим увеличением, причем не напылять это золотом, есть сканирующий микроскоп, который напыляют золотом, и потом с помощью отраженных пучков можно видеть отдельную картинку, но они немного затушевывают реальный рельеф, и кроме того золото не позволяет изучать химический состав композиции. Мы соответственно могли смотреть сразу и на объект и из чего состоит. Состоит из фосфата. Фосфат очень интересен тем, что полностью выполняет первичную структуру, реплицирует ее создает полный слепок. И оказалось, что у этих простеньких трубочек микроструктура есть, то есть структура, которая образует эти трубочки, она очень напоминает современные как у раковин-жемчужниц существует очень красивый перламутр переливающийся. Он очень имеет характерную структуру, если посмотреть с большим увеличением, состоит из таких красивых шестиугольных призм. Эти призмы создают перламутровый перелив.
Ольга Орлова: А каков химический состав этих структур?
Андрей Журавлев: Сейчас это фосфат, но фосфат в принципе нигде ни в каких скелетных организмах такой структуры не образует - это образует только карбонатный минерал арагонит. У него такой же состав карбонат кальция, просто немножко другая кристаллографическая форма, очень характерная. То есть мы увидели призмы и поняли, что перед нами предки или моллюсков или родственных к ним форм. Удалось летопись скелетную продлить еще на десять миллионов лет. Параллельно шли работы в Намибии, где тоже очень много чего понаписали. Но там как раз очень простые формы попадались или если попадались сложные формы, то совершенно непонятно, к чему они принадлежат. Представьте, такая штука, очень похожая на то, что передо мной стоит. То есть на ножке кубик восьмигранный с дырочками.
Ольга Орлова: Как наш микрофон.
Андрей Журавлев: Очень похоже.
Александр Марков: Маленький, большой?
Андрей Журавлев: Довольно крупный, где-то до трех сантиметров в диаметре. Намибию изучают биологи по-хорошему сорок лет и никто не видел формы, которая три сантиметра в диаметре, но когда стали искать дальше, нашли еще более крупные, нашли колонию настоящих кораллов, они, конечно, не такие совершенные как нынешние или палеозойские, но то, что это кораллы, можно доказать.
Александр Марков: Реально кораллы.
Андрей Журавлев: Хорошие кораллиты колониальные со множеством ртов. Я вспомнил, как в свое время как раз в 1998 году, в год дефолта я плавал последний раз в сибирской экспедиции, из-за дефолта пришлось это все сворачивать очень быстро, потому что было непонятно, когда я вернусь на место, у меня хватит на билет на самолет из Якутска или должен пешком идти. И мы пятьсот километров пролетели на веслах за три недели. Конечно, при этом хватали все по верхам, но тем не менее, работу не прекращали. Нахватали карбонатов докембрийских примерно того же возраста, что в Намибии, что в Испании, примерно 550 лет. Взял эти кусочки, растворил, оттуда тоже посыпалась карбонатная фауна, то есть она там есть просто, никто не смотрел. Впечатление, что раз глубокий докембрий ниже границы на сто метров, где самые первые кембрийские ископаемые, самые низы кембрия 540 миллионов лет, а это соответственно сто метров глубже, на десять миллионов лет старше.
Ольга Орлова: А что это за места, где так сильно обнажаются породы?
Андрей Журавлев: В Сибири это, конечно, берега рек. В Намибии есть горный район в пустыне, да еще горный район, там, конечно, все прекрасно видно. Там аэрофотосъемка, космическая съемка позволила увидеть, в чем жили древние организмы. Оказывается, это были огромные рифы, их из космоса видно, конусы, которые там торчат, несколько десятков метров в диаметре, космическая съемка их увидела. Потому что специфика этого района такая, что он был морем 600-550 миллионов лет назад, а потом это стало сушей, больше никогда эта территория под воду не погружалась. Самая древняя суша. Есть еще островок на юге Австралии, тоже район, в котором суша 500 с лишним миллионов лет давности, с тем же рельефом сухопутным, как он был. И Намибия. В Сибири берега рек, все остальное тайга поросшая. Поскольку среднегорье сибирское, сибирское плоскогорье, слава богу, есть разрезы по триста метров, по пятьсот метров обрывчики видно. И главное, что поскольку это платформа, стабильная область, где нет практически никаких разломов, сдвигов, как в горах сплошные складочки, там не всегда можно понять, где верх, где низ, а здесь прекрасно видно, что не перепутаешь. Так что оказалось, что докембрий не такой уж бесскелетный, как представлялось буквально пять лет назад, а очень даже скелетный. И более того, мы насчитали в общей сложности 17 различных групп организмов очень разных в целом по миру и жили они практически везде. Именно скелетных, которые жили в диапазоне от 550 до 540 миллионов лет назад. И есть там предшественники моллюсков, хотя не совсем моллюски и кораллов и, видимо, других организмах. Я сказал кое-что о моллюсках, дело в том, что когда говорят о Кембрийском взрыве, говорят, что там все современные типы сразу появляются, то немножечко лукавят. На самом деле не вполне современные типы, появляются их предшественники. И скажем, есть такие группы, которые лет шесть назад считались проблематичными, был такой термин «архаичное многообразие», то есть формы, которые появились, пожили очень недолго и тут же вымерла как эдиакарская фауна и вроде бы такие были в кембрии. Но когда появились новые данные по молекулярной биологии современной, оказалось, что в общем-то биологи родство организмов современных групп, моллюски, хордовые, членистоногие, иглокожие, крупные группы, их называют типами, представляли не совсем верно.
