Андрей Журавлёв – Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных (страница 32)

Органическая пленка тоже иногда сохраняется и даже позволяет провести анализ биомаркеров и убедиться, что эти организмы были животной природы, а не водорослевой и не грибной. Правда, если грибы – ближайшие родственники животных, которые, как считается, потеряли за время эволюции значительную часть общих генов, то, может, вендобионты и были этими общими предками или формами, промежуточными между грибами и животными? Единственное, хотя и немаловажное, сходство между эдиакарскими и кембрийскими лагерштеттами заключается в отсутствии хищников и падальщиков, которые даже труп быка (или кита) могут зачистить за несколько недель. Поэтому в кембрийских отложениях лагерштетты ограничены обстановками, куда «похоронные команды» не успевали или не могли добраться (очень низкий уровень кислорода или быстрое и глубокое погребение – обычно в совокупности); в эдиакарских залежи будущих ископаемых могли образоваться где угодно – ведь ни крупные хищники, ни падальщики просто еще не завелись. И действительно, среди примерно полусотни важнейших эдиакарских лагерштеттов мы находим тонкие известковые или глинистые илы, грубозернистые песчаники, мелководные и глубоководные отложения, образовавшиеся и в спокойной обстановке, и в весьма бурной среде, такие как штормовой шельф Эдиакарских холмов и морские каналы и продельты Беломорья. Причем в грубых породах детали строения просматриваются лучше, чем в тонкозернистых.

Наиболее разумное на данный момент объяснение эдиакарских захоронений предполагает формирование посмертной маски. Не гипсовой, конечно, а иного состава. В некоторых местонахождениях, таких как самое глубоководное и одно из древнейших захоронений вендобионтов – в ньюфаундлендской части авалонского континента, остатки этих организмов покрыты вулканическим пеплом и тонкой корочкой пирита (рис. 6.3). Пеплопады, достигая дна, вызывали подводные оползни, которые погубили всю живность, а пиритовая маска запечатлела посмертный облик этих существ. Пирит же кристаллизовался благодаря слаженной работе бактериального сообщества, где особенно важную роль играли сульфатвосстанавливающие бактерии. Именно они разлагали органическое вещество «усопших», выделяя активные ионы моносульфида. Железа в поровых водах осадка всегда достаточно, и на распростертое тело, словно плащаница, ложится миллиметровый слой мельчайших (обычно 2–25 мкм в диаметре) сферических агрегатов – фрамбоидов пирита. Каждый из них, в свою очередь, состоит из тысяч совсем крошечных, почти одинаковых по форме и размеру, плотно упакованных кубических или октаэдрических кристалликов: на сканирующем микроскопе смотрится – глаз не оторвать. (Такие скопления немного напоминают ягоды малины, отсюда и название: от франц. framboise – малина.) Именно бактерии умеют упаковывать граненые кристаллы в изящные шарики. Мелкий размер и обилие фрамбоидов позволяют запечатлеть рельеф всей поверхности организма в мельчайших подробностях. И на все про все у бактерий уходят считаные дни: их, микробов, невообразимо много. Кристаллу только дай волю и подпитку, дальше он будет развиваться сам, приобретая в случае пирита вид крупных правильных кубиков с ровной штриховкой на гранях.

Сейчас поверхность авалонских ископаемых – ржавого цвета: когда слой обнажается, пирит быстро окисляется до оксигидроксидов железа. Это и есть ржавчина. Но, если сколоть кусочек с поверхности породы, она заиграет золотистыми бликами, ведь иное название пирита – «золото дураков». И чтобы не уподобиться последним, надо учитывать, что эта модель объясняет далеко не все. Скажем, в известковых илах посмертная маска могла образоваться из карбоната кальция, как в Сибири (рис. 10.2), а появление трехмерных «конструкторов» Намибии вообще труднообъяснимо. Если, конечно, не учитывать еще один важный фактор, свойственный эдиакарским морям, – их высокую насыщенность растворенным кремнеземом. Сейчас это вещество в дефиците, поскольку его быстро забирают диатомовые водоросли и силикофлагелляты для строительства своих раковинок, остатки достаются радиоляриям – полицистинам, а остатки остатков – кремневым губкам. В эдиакарское время никто из них еще не существовал и окись кремния оседала на дне в виде тонких прозрачных корочек. Причем органические остатки особенно притягивают ионы кремнезема (показано экспериментально). Получаются кремневые наносферы, тончайшим (50-микронным) слоем покрывающие медуз и губок за считаные дни, а в эдиакарских морях то же, вероятно, происходило с их обитателями.

Корка остается, все, что под ней, – разрушается. По крайней мере понятно, почему в большинстве случаев мы видим только рельефную поверхность вендобионтов и у нас не получается заглянуть внутрь, как в случае с кембрийскими ископаемыми. И раз так, то, может, у них внутри ничего и не было?

Не совсем. Да, пока не найдено ничего, что мы с уверенностью назвали бы кишечником, ротовым или анальным отверстием, щупальцами. Есть даже предположение, что вендобионты питались благодаря осмосу, всасывая растворенное органическое вещество всей поверхностью. Действительно, если в эдиакарском периоде не существовали умелые фильтраторы, хотя бы такие, как губки, то океан мог быть более насыщен взвесью органических частиц – соединений углерода, азота и фосфора. То, что с углеродным циклом все было совсем не так, как сейчас, видно по изотопной летописи этого элемента. Она напоминает не плавную кривую с мелкими зигзагами (атомы углерода постоянно и быстро переходят из живой природы в неживую и обратно), а размашистую подпись, отлетающую на несколько единиц то в сторону положительных, то в сторону отрицательных значений. И что бы это значило, пока никто толком объяснить не смог.

Не так давно, в предыдущем разделе, говорилось, что именно осмотрофное питание резко ограничивает размер бактерий: у них всего 0,0008 м, у вендобионтов – до 1,5 м. Однако важен здесь не размер вообще, а соотношение поверхности и объема. Расчеты показывают, что у некоторых вендобионтов эта пропорция поддерживалась на уровне 1 мм² / 1 мм³. Это на порядок ниже, чем у гигантских бактерий, подобных тиомаргарите.

Впрочем, это касается только рангеоморф (Rangeomorpha; от рода Rangea, названного в честь первого исследователя намибийских вендобионтов Пауля Ранге). Лазерное сканирование поверхности рангеоморф показало, что состояли они из полых складчатых элементов (фрондлетов) нескольких размерных порядков, причем фрондлет второго порядка внешне подобен таковому первого порядка (т. е. всему организму), только в меньшем масштабе, и так до трех – пяти раз (рис. 10.3.2–3, 10, 10.4).

Развивались эти полуметровые организмы путем фрактального масштабирования: когда фрондлет вырастал до определенной величины, он сворачивался, словно фигурка оригами, образуя несколько новых, более мелких, но все той же формы. Новые фрондлеты одного порядка закладывались асимметрично на одной-двух, а порой и на несколько большем числе конечных точек тела; в последнем случае вырастал организм, похожий на полуметровый канделябр (Primocandelabrum), кочан капусты (Broccoliforma) или хризантему (Hylaecullulus). У примоканделябрума отдельные фрондлеты расходились веером в одной плоскости, а у двух других форм были собраны в подобие соцветия. А могла получиться лопастевидная рангея, вертикально стоявшая в толще воды, или разраставшийся вдоль дна в двух противоположных направлениях фрактофузус (Fractofusus; рис. 10.3.2–3, 10.4). Самоподобные фигуры обладают удивительным свойством: их реальная площадь значительно превышает топологическую. Момент фрактального удвоения с образованием фрондлетов той же формы, но меньшего размера, наступал, когда разделившийся фрондлет дорастал до некоторой конечной величины, видимо опять же соответствовавшей определенному соотношению его площади и объема. К концу развития организма этот показатель возрастал в 1,4–3,7 раза. Биомеханические опыты с пластиковыми моделями рангеоморф, помещенными в аквариум, выявили, что их складчатая, в мелкую гармошку, поверхность направляла водный поток вдоль тела. Возникавшая при этом вибрация лопасти снижала нагрузку потока и одновременно усиливала водообмен с окружающей средой, способствуя осмотрофному питанию. А вот для фильтраторов вибрация – помеха. Да и отгороженные друг от друга фрондлеты тоже не способствовали развитию фильтровальной системы: для этого все тело должно быть пронизано системой каналов с закономерным размером сечения на входе и выходе водного потока.

Размножались рангеоморфы весьма своеобычно. Достигнув размеров в несколько сантиметров, лежавший на дне фрактофузус выпускал вокруг себя многочисленные «усы-побеги», на которых начинали расти его точные копии, но меньшего размера (рис. 10.5). На этом развитие колонии не прекращалось: и материнский, и дочерние организмы продолжали увеличиваться за счет добавления новых фрондлетов, и в определенный момент, так и не обретя полной самостоятельности, отпрыски выбрасывали свои «усы», на кончиках которых опять начинали развиваться копии «главы семейства». Значит, колонии рангеоморф тоже росли как фрактальные структуры.

Подобные тонкие (не более 1 мм толщиной), но длинные (порой более 4 м) и гибкие нити плотной сетью, словно грибница, связывали между собой и других фрондоморф или рангеоморф. У вертикально стоящих форм нити радиально расходились от прикрепительного диска, иногда из его центра (рис. 10.2а). Возможно, они выпускались в период размножения и оставались служить для питания новых отпрысков по мере их роста. Более всего такие связующие трубочки напоминают грибные гифы, которые, кстати, служат у грибов не только для питания, но и для передачи сигнальных веществ в любой отдаленный угол грибницы. Это своего рода прообраз нервной системы.