Бактериальная палеонтология

Чт, 05/28/2015 - 11:40

Желтый бактериальный мат из источника в Йеллоустоунском национальном парке


Современные (а) и раннекембрийские (б) цианобактерии. Фото из статьи А.Ю. Розанова «Ископаемые бактерии, седиментогенез и ранние стадии эволюции биосферы»

Несмотря на молодость бактериальной палеонтологии, в настоящее время человечество уже накопило немалые и весьма достоверные знания о микроорганизмах далекого прошлого. При изучении докембрийской эпохи строматолиты начинают играть роль окаменелостей-маркеров, позволяющих датировать те или иные слои. В пластах фанерозоя подобная роль отведена, как правило, моллюскам, имеющим прекрасно сохраняющийся внешний скелет. Отсутствие подобных определяющих окаменелостей долгое время очень затрудняло изучение редких находок многоклеточных организмов в докембрии.

О развитии самих одноклеточных тоже узнали довольно много. Так, можно считать установленным, что эукариоты — организмы с четко оформленным, отделенным мембраной клеточным ядром появились на Земле около 1,8-1,9 млрд. лет назад. К одноклеточным эукариотам относятся, к примеру, инфузории и амебы. До этого население нашей планеты составляли прокариоты — одноклеточные, не имеющие оформленного ядра. К ним относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. В ходе этого преобразования наблюдается любопытное явление: рост размера живых существ на 1…2 порядка. Размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5…5 микрон, размеры эукариотических — в среднем от 10 до 50 мкм.

Что до старейших останков обнаруженных на сегодняшний день живых организмов, то ими являются пленки цианобактерий, которые имеют возраст 3,5…3,8 млрд. лет. Тут следует заметить, что посткембрийская эпоха, по старой памяти именуемая фанерозоем, составляет всего лишь приблизительно 1/8 времени существования Земли и всей Солнечной системы, возраст которых оценивается в 4,5 млрд. лет. Поэтому естествоиспытатели, имевшие дело только с останками минеральных скелетов, были склонны считать, что большую часть своей естественной истории Земля была абсолютно безжизненна, что первые органические образования возникли на планете после миллиардов лет бурления всяческих химических и физических процессов. Однако исследования бактериальных палеонтологов дали совсем другую картину. Как мы видим, возраст известных нам следов жизни на планете начинает опасно приближаться к возрасту самой планеты, так что можно уже предположить (пока только предположить), что, в тех или других формах, жизнь существовала на Земле изначально.

Помимо всего прочего, 3,8 млрд. лет — это возраст старейших геологических пород, сохранившихся до наших дней в неизменном виде. Т. е., если более древние живые организмы существовали, их окаменелые останки разрушились вместе с породой. Между тем имеющаяся в распоряжении ученых фоссилизированная цианобактерия (она же сине-зеленая водоросль), конечно, заслуживает название «простейшего» с точки зрения биолога, который сравнивает ее, скажем, с фламинго или панцирной рыбой. Но с точки зрения химика, начинающего описание картины мира с незамысловатых конструкций типа Н2О или СО2, это крайне сложное образование. Цианобактерия — одноклеточный организм, обладающий способностью к фотосинтезу, образованию высокомолекулярных органических соединений из простой воды и углекислого газа с использованием энергии света. Она имеет плотную оболочку затейливой структуры, наличие которой, кстати сказать, и позволяет ей фоссилизироваться. В ее состав входит множество атомов, расположенных в строгом порядке и задействованных в четко организованных процессах. Получить в лабораторных условиях хотя бы отдельные фрагменты подобной конструкции уже считается огромным научным достижением. Иными словами,

цианобактерия сама должна быть продуктом длительного развития. По крайней мере, так логично предполагать, если мы признаем, что продуктом развития является вышеупомянутый фламинго.

К тому же палеонтологи имеют дело не с одиночными организмами, а с бактериальными матами, колониями одноклеточных, формой жизни, достигшей определенной сложности организации.

Другие материалы рубрики


  • Когда в позапрошлом веке ученые, одного за другим, начали извлекать из земли вымерших в незапамятные времена огромных животных: мегалозавра, игуанодона, гилеозавра и т. д., им прежде всего бросилось в глаза сходство в строении костей с современными рептилиями: ящерицами и крокодилами. Вот и получила эта группа ископаемых существ название «чудовищные ящерицы» — динозавры. Более столетия в ученых кругах господствовало мнение, что и по образу жизни, и по физиологическим своим особенностям динозавры ближе всего стояли к нынешним пресмыкающимся. Считалось, что они были холоднокровными, т. е. температура их тела зависела от температуры окружающей среды. При реконструкции внешнего облика динозавров их, как правило, изображали покрытыми голой чешуйчатой кожей. Но палеонтологические исследования в конце XX — начале XXI вв. внесли существенные коррективы в это устоявшееся представлени

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • В 1851 г. в Лондоне по инициативе принца-консорта Альберта, супруга королевы Виктории, состоялась Первая Всемирная промышленная выставка, которую ее современники называли также Всемирным конгрессом продуктов и производителей. Для размещения экспонатов предполагали построить специальное здание, в связи с чем был объявлен конкурс проектов. Множество эскизов отвергли на том основании, что их архитектурный стиль был слишком традиционным, тогда как по замыслу устроителей предназначенное для выставки здание должно было отличаться «такой особенностью, которая отражала бы современный уровень развития строительной техники в Англии».
    Наконец, архитектор и управляющий садами герцога Девонширского Джозеф Пакстон предложил проект, который ошеломил всех. Он полагал, что сооружение, призванное быть символом достижений прогресса, должно быть построено не из камня, а из стекла и металла.
    Детище Пакстона, возведенное за считанные недели в лондонском Гайд-парке, вошло в историю по названием Хрустальный Дворец и в настоящее время упоминается во всех учебниках по строительному искусству. Уникальное сооружение для своего времени, оно положило начало целой эпохи в архитектуре и стало образцом для проектировщиков выставочных павильонов на многие годы вперед.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Еще полвека назад большинство антропологов рассматривало эволюцию человека как линейную последовательность видов: Homo habilis (человек умелый) — Homo erectus (человек прямоходящий) — Homo neanderthalensis (человек неандертальский) — Homo sapiens (человек разумный). Первый представитель рода «людей» Homo habilis появился в Африке на рубеже 2,5 млн лет назад. Около 2 млн лет назад часть популяций сменивших его Homo erectus покинула африканскую «колыбель» и вышла на просторы Евразии. Это была первая волна древних миграций человека. Около 600 тыс. лет назад с Черного континента в Евразию пришла вторая волна, приведшая к формированию в Европе вида, наиболее близкого к современному человеку, — неандертальцев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Особенно популярна была такая причуда в Англии. Там возникла даже небольшая профессиональная группа, зарабатывающая на жизнь сбором и продажей окаменелостей. К этой категории принадлежала семья Эннинг, проживавшая в маленьком приморском городке Лайм-Реджис на юге Англии. Эннинги держали небольшую лавку, в которой торговали подобными диковинками. Товар для нее они собирали в прибрежных утесах, привлекая к этой весьма увлекательной работе своих многочисленных детей. Одна из девочек, по имени Мэри, проявила особый талант к поиску окаменелостей. Говорили, что ей достаточно постучать по скале, чтобы определить, не содержатся ли там останки древних животных или растений. Бытует мнение, что именно об этой девочке была придумана известная английская скороговорка: She sells sea-shells on the sea-shore. В 1811 г. двенадцатилетняя Мэри Эннинг обнаружила близ Лайм-Реджис вмурованный в прибрежную скалу скелет невиданного чудища. Чудище было 6 метров в длину и на первый взгляд напоминало хищную рыбу, но в действительности имело целый ряд характерных отличий в строении, указывающих на то, что это — гигантская рептилия.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Об этом открытии, сделанном на о. Флорес (небольшой остров в Индонезийском архипелаге между Явой и Тимором), вот уже три года говорит весь научный мир. Ну ладно, для тех, кто все еще не знает: группе австралийских исследователей удалось обнаружить в гроте Лианг Буа на глубине 6 м останки нескольких человекоподобных существ, геологический возраст которых составлял от 12 до 18 тысяч лет. Рост самого крупного из «найденышей» (взрослого!) достигал… примерно одного метра. Неудивительно, что им тут же было присвоено неофициальное название «хоббиты»!

    Общее число обнаруженных «хоббитов» колеблется, по разным подсчетам, в пределах 7–10 особей (некоторые останки разрознены, поэтому трудно определить, относятся найденные кости к одному или разным экземплярам). В тех же слоях были найдены каменные орудия, следы огня и остатки употреблявшихся в пищу животных. Нижняя граница этих находок, правда, отодвигается до 80 тыс. лет, а вот «потолок» никак не древнее тех же 12 тыс.; может быть, даже ближе к нашему времени..
    Собственно, человеческие останки такой древности — далеко не редкость. И малорослых групп (правда, не настолько малорослых!) среди Homo sapiens тоже немало. Проблема заключается в том, что обнаруженные существа НЕ принадлежат к виду Homo sapiens! К роду Homo, человек — да, несомненно. А вот все остальное…

    В публикациях, всколыхнувших научный мир, приводились фотографии хорошо сохранившегося черепа одного из первых «хоббитов», пол которого был определен как женский, а индивидуальный возраст — около 30 лет. Размер головы этой дамы лишь немного превышает величину крупного грейпфрута, а объем мозга составляет 380 см3: как у шимпанзе. Кроме «уменьшения», достаточно заметны и примитивные признаки: низкий свод черепа, развитые надбровные дуги и прогнатное (выступающее) лицо при скошенном подбородке.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Так, прославленный английский писатель Артур Конан Дойл в фантастическом романе «Затерянный мир» описывает встречу с ящерами-игуанодонами. Герои романа — профессора зоологии Челенджер и Саммерли, знаменитый охотник лорд Джон Рокстон и журналист Эдуард Меллоун совершили трудное и опасное путешествие через южноамериканские джунгли и обнаружили отрезанное от всего мира плато, где по сей день обитают животные, которые, как полагают ученые, исчезли с лица земли десятки, а то и сотни миллионов лет назад. Прекрасно осведомленный о достижениях современной ему биологической науки Конан Дойл описал в своем романе многих животных, известных лишь по окаменелым останкам.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Динозавры, которые были раскопаны в Нигере, были так необычны, что понадобилось почти два года, чтобы классифицировать их. Первым было найдено существо с гребнем на спине и зубами, похожими на зубы крокодила, которое рыбачило в реках Западной Африки сто миллионов лет тому назад. Затем ученые открыли примитивного длинношеего ящера, который был "живым ископаемым" уже сто миллионов лет тому назад, когда он бродил по африканским болотам. Фактически, он выглядел на сорок миллионов лет старше. Последним был Нигерзавр, загадочный растительноядный ящер с головой, похожей на лопату, и сотнями зубов, который выглядел удивительно причудливым даже для видавших виды палеонтологов. С другой стороны, в Африке отсутствовали типичные для более северных районов формы рептилий, так что в некотором смысле это был "затерянный мир".

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Узнаете цитату? «Правый глазной (рабочий) зуб графа Дракулы Задунайского» (я не Кювье, но, судя по по этому зубу, граф Дракула Задунайский был человеком весьма странным и неприятным)». Так рассуждал про себя молодой программист Саша Привалов, герой знаменитой повести Стругацких «Понедельник начинается в субботу», рассматривая экспозицию музея при научно-исследовательском институте Чародейства и Волшебства.
    Упомянутый в этой цитате Жорж Кювье был одной из наиболее значимых фигур в науке первой половины XIX в. Для многих образованных людей этого блестящего столетия он стал фигурой культовой, почти сказочной. Будучи величайшим знатоком зоологии и cравнительной анатомии того времени, естествоиспытатель включил в сферу своих научных интересов также изучение ископаемых останков, находимых в земле. О Кювье рассказывали, что ему достаточно увидеть один зуб животного, чтобы воссоздать весь его облик. Если быть точным, то сам зоолог говорил о своем умении «распознавать род и различать вид по одному обломку кости».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • В первой трети XIX в. ученые предпочитали объяснять наличие в геологических породах останков нескольких ископаемых фаун с помощью так называемой теории катастроф, или катастрофизма (не путать с математической теорией того же названия). Согласно этой теории, животные и растения на Земле существовали в неизменном виде с момента Сотворения и до тех пор, пока на их головы не обрушивался некий глобальный катаклизм — и гигантские волны погребали под мощным слоем ила, песка и глины все живое. Или огнедышащие вулканы заливали земную поверхность лавой и засыпали горячим пеплом. После этого на нашей планете возникала совершенно новая жизнь, что предполагает повторный акт Творения. Впрочем, почитающийся отцом-основателем теории катастроф Жорж Кювье на многократном Творении не настаивал. Он считал, что новые виды переселялись в ставшие безжизненными области из отдаленных районов, не затронутых стихийным бедствием. Спустя какое-то время эти районы в свою очередь были поражены катаклизмом и исчезли в морской пучине без следа. Вот почему новые виды появились словно бы ниоткуда.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • ...Как считают китайские ученые, может случиться так, что все загадки древних рептилий будут разгаданы благодаря одной находке. На востоке Китая палеонтологи обнаружили самое крупное в мире «кладбище» динозавров, где более 54 тонн составляют останки утиноклювых динозавров. Последняя крупная находка большого количества окаменелых останков динозавров была совершена во время экспедиции, начавшейся в марте 2008 года. Основные открытия палеонтологов пришлись на район населенного пункта Лунду, где на участке длиной 300 и шириной 10 метров были обнаружены более трех тысяч окаменелых останков динозавров. Находки ученых помогут пролить свет на историю исчезновения древних животных...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4