История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет

«Тонкие пластинки» сланца Apex, представленные Шопфом, оказались довольно толстыми, во всяком случае по сравнению с размерами микроорганизмов. Брейзер и его коллеги в конце концов исследовали большинство этих миниатюрных образцов, сфотографированных и опубликованных Шопфом, и к своему удивлению обнаружили, что большинство фотографий явно вводят в заблуждение. Каждый снимок Шопфа, ставший палеонтологической классикой, представляет собой микроскопическую фокальную плоскость – тонкий и плоский срез поперек темных трехмерных объектов. Брейзер и его сотрудники применили более современную фототехнику, которая позволила сделать трехмерные изображения и обнаружить гораздо более сложное явление. Только при наведении фокуса микроскопа в самую толщу образцов удалось воспроизвести классическое изображение окаменелостей Apex. Но стоило сдвинуть фокус выше или ниже, как такие убедительные на вид продолговатые клетки превращались в извилистые пластины или неправильной формы комки, иногда со складками, ответвлениями или изгибами. Согласно исследованиям Брейзера, «цепочки микроорганизмов» на самом деле являются произвольными поперечными срезами более сложных трехмерных структур, весьма мало похожих на что-либо биологическое. В известном журнале Nature за март 2002 г. Брейзер с коллегами поставил под сомнение выводы Шопфа, опубликовав статью «Подлинность древнейших ископаемых поставлена под сомнение».

Шопф выступил с опровержением, опубликовав в том же номере статью, помещенную рядом со статьей Брейзера. Шопф с коллегами представили новый анализ образцов Apex с их углеродистыми черными вкраплениями, доказывая, что они имеют изотопные свойства и атомную структуру, характерную для биовещества. Он упрямо отстаивал «древнейшие биоокаменелости», хотя отказался от утверждения, что это были микроорганизмы, обладающие фотосинтезом. Как бы то ни было, семена сомнения в правоте Шопфа были посеяны, а в поисках ранних форм жизни были приняты более строгие критерии.

В более поздней публикации Мартин Брейзер и его коллеги из Австралии объявили, что обнаружили «древнейшие окаменелости» – следы микроорганизмов в горном массиве Strelley Pool, сформировавшемся 3,4 млрд лет назад, всего в 35 км от места находок Шопфа, более древних по возрасту, но, как выясняется, сомнительных. Некоторые считают, что на этом можно поставить точку в затянувшемся научном споре.

Самые маленькие окаменелости

Представьте себе, что происходит, когда погибает колония микроорганизмов. Как правило, крошечный мешочек химических веществ, ранее бывший живой клеткой, распадается и рассеивается; крупные биомолекулы распадаются на более мелкие части, в основном на воду и углекислый газ. Самые вкусные куски могут быть съедены другими микроорганизмами, а несъедобные молекулы растворяются в океане, испаряются в атмосфере или застывают в горных породах. Обычно через несколько лет уже ничего не остается, поскольку время безжалостно к таким хрупким микроскопическим остаткам.

При необычных обстоятельствах – например, если мертвые клетки оказываются быстро погребенными, а вокруг нет разрушителя-кислорода и камень не слишком накаляется, – наиболее прочные биомолекулы могут сохраниться, хотя и в измененном виде. Больше всего шансов у молекул с прочной основой из примерно двадцати атомов углерода, иногда связанных в простую длинную цепь (с налипшими по бокам несколькими атомами углерода), иногда в группу колец (наподобие олимпийского символа). Эти биопризнаки представляют собой нечто вроде миниатюрного скелета. Они остаются от гораздо более крупных скоплений действующих молекул, распавшихся и лишенных всего, кроме наиболее устойчивого остова.

Если обнаружить такой молекулярный скелетик в древней осадочной породе и при этом быть уверенным, что он не попал сюда из соседнего, более молодого слоя или вообще из недавно погибших живых клеток (например, от современных приповерхностных микроорганизмов или омертвевшей кожи с вашего пальца), тогда можно заявить об открытии химического ископаемого – окаменелости, т. е. атомов некогда живого микроорганизма. Отсюда и очарование черными вкраплениями, найденными Шопфом в сланцах Apex.

Многие современные специалисты, занимающиеся молекулярной палеонтологией, ведут восхитительную двойную жизнь. Они могут предпочесть суровую стезю полевого геолога, пробираясь по труднодоступной местности, вынося на себе по полсотни килограммов многообещающих образцов горных пород, добытых где-нибудь в забытых Богом закоулках прожаренной солнцем пустыни, промерзшей тундры или горных вершин. Год за годом небольшие группы отправляются в Западную Австралию, Южную Африку, Гренландию или Центральную Канаду в поисках все новых и новых образцов. Могут трудиться на буровых установках в надежде добраться до древнейших пород, не затронутых ни климатом, ни растительностью. Эти экспедиции нередко сулят многие месяцы трудностей, опасностей и лишений.