На заре жизни. Органический мир докембрия - Игорь Николаевич Крылов Страница 8

Из древнейших водорослеподобных и бактериеподобных остатков лучше всего изучены микроскопические образования, найденные в Канаде, на северном берегу озера Верхнего в черных кремнистых сланцах формации Ганфлинт, относимых к среднему протерозою. Абсолютный возраст пород, среди которых встречены микроорганизмы, равен 1900±200 млн. лет. В нижней части формации расположен водорослевый горизонт. Древние водоросли откладывали известь и связывали своими нитями выпадающий осадок. Потом водоросли умирали, и на поверхности, которую занимала водорослевая колония, оставалась тонкая корочка известкового вещества. Эта корочка состоит как бы из двух слоев, связанных друг с другом. Нижняя часть более светлая, а слагающий ее известняк состоит из более крупных зерен. Предполагают, что такие слои формировались весной и летом, когда существовали очень благоприятные условия для роста водорослей. Осенью и особенно зимой рост водорослей прекращался, выделение извести резко сокращалось, и в это время отлагались преимущественно глинистые частицы, оседающие из морской воды на поверхность колонии. Поэтому верхняя часть корочки — обычно более темная, глинистая и тонкозернистая. Затем с наступлением повой весны все повторялось сначала. В других случаях слоистость определялась чередованием засушливых и дождливых периодов и отвечала циклам продолжительностью в несколько месяцев. Отмечается даже суточная ритмичность, отражающая разницу в росте водорослей днем и в ночное время. Но так или иначе, за десятки, сотни, а может быть, и тысячи лет такие слои, нарастая друг на друга, образуют скорлуповатые постройки, достигающие иногда в высоту нескольких десятков метров. Эти постройки называются строматолитами (от греческих слов, «строматос» — ковер, «литос» — камень).

К сожалению, наблюдать четкие остатки водорослей в строматолитах удается очень редко. Дело в том, что нити синезеленых водорослей не покрывались сплошной известковой корочкой, как это наблюдается, например, у красных, а отлагали мелкие зернышки кальцита в слизистом чехле, окружавшем эти нити. Когда водоросль умирала, нить распадалась и зерна кальцита как бы рассыпались по субстрату.

Но в очень редких случаях остатки водорослей и даже бактерий как бы консервируются на первой или второй стадии этого процесса. В канадских строматолитах таким «консервирующим» веществом являлся кремнезем. Частицы кремня создавали точные слепки с водорослевых и бактериальных организмов. Поэтому в шлифах, изготовленных из строматолитовых кремнистых пород формации Ганфлинт, удается видеть иногда мельчайшие детали формы и внутреннего строения древних микроорганизмов.

Наиболее часто встречаются среди них различные нитчатые образования (рис. 2) толщиной от 1–2 до 10 мк и длиной 300 мк и более. На первый взгляд, все они похожи друг на друга, но это только кажется. Одни нити разветвляются, другие — нет, у одних есть поперечные перегородки, другие их лишены; встречаются нити уплощенные, нити с раздувами и поперечными перемычками, с гладкими и морщинистыми стенками и т. д. Все это позволило американскому ученому Э. Баргхорну выделить среди нитчатых остатков пять видов организмов, отнесенных к четырем родам. Большинство из них похоже на синезеленые водоросли.

Рис. 2. Нитчатые водорослеподобные остатки из формации Ганфлинт (по материалам П. Клауда, Э. Баргхорна, Тайлера и Г. Ликари). Клауд и Ликари отмечают наличие гетероцист (h) и акинет (а)

По мнению американских исследователей П. Клауда и Г. Ликари, это сходство становится особенно заметным, если мы пристальнее рассмотрим каждую такую нить. Отчетливо видно, что клетки, слагающие ее, имеют различную величину и форму. Более мелкие темноокра-шеиные клеточки образуют цепочки, которые разделяются более крупными овальными и округлыми камерами-клетками. Все это в точности соответствует строению нитей некоторых живущих ныне водорослей. Круглые клетки называются гетероцистами. Если водорослевая нить разрывается, гетероцисты играют роль своеобразных почек, из которых начинают рост новые нити-побеги. Овальные клетки называются акинетами. Они имеют уплотненную оболочку и способны переносить неблагоприятные условия. Гетероцисты и акинеты являются, таким образом, репродуктивными (воспроизводящими) структурами водорослей, позволяющими им размножаться и распространяться в бассейнах вегетативным путем. На рис. 2 это сходство видно очень четко.

Другую большую группу составляют округлые остатки, похожие на споры некоторых современных растений. Они имеют диаметр 1—16 мк. У одних из этих сферических телец — гурониоспор (рис. 3) — оболочка толстая и имеет крупноячеистую поверхность, у других — тонкая, без какой-либо скульптуры, а третьи, названные эосфе-рами, представляют собой сложное образование: вокруг более крупной центральной сферы группируются более мелкие сферические тельца. Эти образования больше всего похожи на некоторые одноклеточные синезеленые водоросли, а могут быть и эндоспорами нитчатых водорослей или бактерий. По мнению Г. Ликари и П. Клауда, некоторые гурониоспоры, имеющие овальную форму, морфологически очень близки к репродуктивным клеткам типа акинет.

Словом, эти роды могут оказаться сборными и включать в себя представителей еще большего количества групп организмов и растений.

Очень любопытны и остатки неправильной звездчатой формы, очевидно свободно плававшие в древних морях. У образований, названных эоастрион, отчетливо видно центральное тело, от которого расходятся радиальные нити, прямые и изогнутые. Еще интереснее остатки, получившие название Kakabekia umbellata. Это сферическое тельце диаметром до 5–7 мк, от которого отходит тонкая «ножка» на конце с венчиком в форме зонтика, диаметром до 30 мк.

Природа этих остатков была совершенно непонятна. Однако несколько лет назад оказалось, что точно такие же организмы могут быть выращены и в наши дни, если поместить некоторые бактерии в атмосферу, обогащенную аммиаком. Американские исследователи брали образцы почвы из разных частей Земли и помещали их в своеобразные инкубаторы при постоянной температуре (около 25°) и при различной атмосфере. Из их статей можно понять, что эти работы как-то связаны с космическими исследованиями. И уже через две недели в пробах, помещенных в атмосферу, богатую аммиаком и метаном с небольшим количеством кислорода, появились тельца, удивительно похожие на какабекий. Сходство было настолько явным, что их отнесли к тому же роду и назвали Kakabekia barghoornica, в честь первооткрывателя ганфлинтских микроорганизмов.

Рис. 3. «Микроорганизмы» из кремнистых сланцев Ганфлинт (Канада), имеющих возраст около 2 млрд. лет. Представление об их размерах дает длина темной полоски (в микронах)