"Окаменевшая" жизнь

Вы не задавались вопросом: сколько лет жизни на Земле? Микроскопическим остаткам, следам зародившейся жизни, обнаруженным в осадочных породах и геологических структурах геотермального происхождения в Западной Австралии и Южной Африке – 3,5 миллиарда лет. К этому же периоду относятся и строматолиты, карбонатные образования, зарождавшиеся на дне мелководных водоемов, связанные с жизнедеятельностью колоний цианобактерий. Это древнейшие из свидетельств существования жизни на нашей планете.

Поиск образцов пород со следами жизни микроорганизмов архейского (древнее 2,5 млрд. лет) временного отрезка геологической истории Земли ведут обычно в глубинных частях разрезов горных пород – так надежно сегодня упрятана «окаменевшая» жизнь той эпохи. На фотографиях фрагментов породы с предполагаемыми остатками микроорганизмов, полученных с помощью электронного микроскопа, можно увидеть трубчатые, нитчатые, пленочные, линзовидные, сферические микроструктуры. Это своего рода «фотокарточки» микроорганизмов древнейшей эпохи. Когда образцы из Южной Африки решили сравнить по внешнему виду с современными микроорганизмами, то оказалось, что многие из них весьма схожи.



Таким образом, первыми жителями Земли были именно бактерии. Если расположить на временной шкале существования планеты периоды распространения тех или иных форм жизни, то окажется, что хозяевами Земли по праву можно считать одноклеточные микроорганизмы, бактерии. Они не просто безраздельно господствовали на протяжении почти трех миллиардов лет геологической истории планеты. Овладев процессом фотосинтеза, они насыщали атмосферу Земли кислородом, создавали комфортные условия для существования многоклеточных существ. Бактерии, по всей видимости, и сегодня чувствуют себя хозяевами положения. И как бы человеку разумному ни хотелось во всем быть главным – они его, наверное, даже не замечают.

Первым остатки микроорганизмов в породах архейского происхождения в Карелии обнаружил в 1982 году палеонтолог Борис Тимофеев. Исследования проводились в районе реки Семчи и озера Совдозеро в Кондопожском районе. Ученым описаны шарообразные окаменелые микрообразования размером около 10 микрометров (0,01 миллиметра) в архейских песчаниках и сланцах возрастом около 2.8 млрд. лет.

Поскольку открытие Тимофеевым следов архейской жизни ставилось под сомнение, сотрудники Палеонтологического института РАН под руководством академика Алексея Розанова перепроверили его итоги. При этом в ходе экспедиционной работы добыты новые доказательства наличия следов жизни в архейских осадочных породах и углеродистых сланцах Карелии, опубликован атлас ископаемых микроорганизмов.

Несколько лет назад к поискам следов древнейшей жизни подключились карельские геологи – сотрудники Института геологии КарНЦ РАН Павел Медведев и Сергей Светов. Объектами их исследований стали древнейшие в регионе кремнистые и карбонатные породы Центральной Карелии (в Хаутаваарской и Койкарской зеленокаменных структурах). С помощью радиоизотопного датирования подтвержден архейский возраст исследуемых образцов – около 3 млрд. лет.

В исследуемой геологами породе обнаружены микроскопические включения, представляющие собой фрагменты ископаемых бактериальных жизненных форм – это различного вида полые трубочки и целые скопления таких трубочек, которые состоят из кремнезема, заместившего собою органику. Доказано, что эти структуры находятся именно внутри породы, а не являются более поздними включениями. Любопытно, что по внешнему виду они напоминают микрообразования, обнаруженные специалистом Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA, США) Ричардом Хувером в метеоритах. В 2011 году фотографии таких включений, сделанные с помощью электронного микроскопа, были опубликованы. Не случайно версия метеоритного происхождения земной жизни становится ведущей для многих ученых. Впрочем, карельские исследователи ее не поддерживают.

В каких условиях могла существовать жизнь, следы которой обнаруживаются в вулканических толщах архейского возраста? Скорее всего, полагают исследователи, бактериальная жизнь в архейскую эру концентрировалась на океаническом дне в местах разломов земной коры, где в результате активной вулканической деятельности создавались благоприятные условия для ее поддержания. Подобные районы и сегодня являются местами обитаний огромного числа микроорганизмов, которым для поддержания жизни не требуются ни солнечный свет, ни кислород. Для синтеза органических соединений они используют тепло недр, поставляющих также питательные вещества. При этом толща воды предохраняла первые микроорганизмы от убийственного ультрафиолетового излучения (защитного озонового слоя в ту пору не существовало).

Для того чтобы обнаружить следы архейской жизни в горных породах Карелии, рассказывает кандидат геолого-минералогических наук Павел Медведев, не всегда нужно углубляться в толщи каменных пластов. Большую помощь современным исследователям оказал ледник, который в свое время так обтесал скалистые утесы, что обнажились древнейшие породы. Впрочем, требуется провести еще целый ряд исследований, чтобы доказать, что обнаруженные геологами включения представляют собой именно свидетельства древней жизни.

Результатами своих исследований Павел Медведев и Сергей Светов поделились с научным сообществом республики – 26 марта на заседании Президиума Карельского научного центра РАН ими был прочитан научный доклад «Следы архейской жизни в горных породах Карелии».

– Чрезвычайно важно, – заметил по итогам обсуждения доклада председатель Карельского научного центра РАН Александр Титов, – что, получив новые приборно-аналитические возможности, геологи активно включились в эту работу… Если бы к проекту подключились также биологи, которые используют свои методы для обнаружения следов ископаемой жизни, то мы могли бы иметь еще более интересные результаты.

Остается добавить, что проект П. Медведева и С. Светова, поддержанный грантом Российского фонда фундаментальных исследований, осуществлялся в рамках программы исследований президиума РАН «Проблемы происхождения жизни и становления биосферы».

Сергей Хохлов