Юрий Гой

О бедности наших палеонтологических коллекций

На данный момент, фактически вся геологическая летопись охарактеризована палеонтологическими остатками. Кроме, конечно, тех пород, генезис которых приурочен к магматизму. Хотя и у этого правила есть свои исключения. В полостях магматических пород находят эндолитические микроорганизмы (Montague et al 2010). Еще один примером могут служить раннекембрийские экосистемы гидротермального типа. В миндалинах базальтов были найдены микрофоссилии (Kanygin et al 2011). Но подавляющее большинство палеонтологических остатков найдено в осадочных породах.

“Совершенно мягкие организмы совсем не могут сохраниться”

На сегодняшний момент находки мягкотелых организмов (особенно в вендское время) распространены глобально. Абсолютно мягкотелые организмы сохраняются на поврехностях микробиальных матов. Для вендского периода это типично (Grazhdankin 2011). Наоборот, если известно, что изучаемые отложения вендского периода, мы удивляемся, если не видим там отпечатков мягкотелых организмов. Чего нельзя сказать о фанерозое. В постпротерозойское время сохранность мягкотелых организмов можно называть чудом. Уникальные местонахождения мягкотелых остатков в фанерозое называются лагерштатами. Причем у каждого лагерштата свои особенности осадконакопления, благодаря которым мягкотелым организмам удается сохранится. Хотелось бы привести несколько примеров. Один из самых известных лагерштатов находится в Канадских скалистых горах в Британской Колумбии. Формация Burgess Shale заполучила всемирную известность благодаря находкам удивительной сохранности. Вплоть до мельчаших деталей удалось реконструировать новые виды организмов неизвестных ранее. Благодаря обстановкам лавинной седиментации организмы были погребены в бескислородные условия мгновенно, где при этом отсутствовали организмы пожиравшие отмершие тела (Butterfield 1990). Еще один лагерштат каменоугольного периода Mazon Creek. Палеонтологические остатки сохранились благодаря специфическим обстановками. При попадании отмершего тела организма на дно водоема, вокруг него образовывалась карбонатная конкреция, которая моментально цеминтировалась, при этом не повреждая мягких тканей (Schellenberg 2002). Юрский лагерштат Solnhofen еще один прекрасный пример удивительной сохранности. В перенасыщенных гипергалийных озерах. Организмы попадали в соленосный раствор и фактически бальзамировались нем (Barthel et al 1990).

И как абсолютно верно констатирует Дарвин: “Там могли бы быть погребены лишь немногие из числа животных в строгом смысле прибрежных или таких, которые живут на голых подводных скалах, а те из них, которые погребены в гравии или песке, не могли бы сохраниться до отдаленной эпохи. Всюду, где осадки не кумулируются на дне моря или где они кумулируются недостаточно быстро, чтобы органические тела могли оказаться защищенными от разрушения, ископаемые остатки и вовсе не сохраняются.”

Несмотря на глобальное распространение мягкотелых остатков, проблема сохранности еще не решена. Каким образов в вендское время остатки сохраняются , да еще и иногда трехмерно (Ivantsov & Grazhdankin 1997), остается дискуссионным вопросом.

“Хотя каждая формация может обозначать собой весьма длинный ряд лет, но каждая из них, вероятно, коротка сравнительно с периодом времени, необходимым для изменения одного вида в другой. Мне известно, что два палеонтолога, мнения которых заслуживают полного уважения, именно Брони и Вудуард (Woodward), пришли к заключению, что средняя продолжительность каждой формации вдвое или втрое превосходит среднюю продолжительность существования видовых форм. Но непреодолимые трудности препятствуют нам, как мне кажется, прийти к сколько-нибудь надежному выводу в этом отношении. Встречая какой-нибудь вид впервые в середине отложений данной формации, в высшей степени опрометчивым будет заключать отсюда, что он не существовал где-нибудь и ранее. И точно так же, замечая, что какой-нибудь вид исчезает, прежде чем были отложены последние слои формации, столь же опрометчиво предполагать, что он именно тогда вымер. Мы забываем, насколько мала площадь Европы сравнительно со всей земной поверхностью; но и в пределах Европы различные ярусы одной и той же формации еще не сопоставлены между собой вполне точно.”

На данном этапе развития такой науки как стартирафия, с помощью методов сиквенес-стратиграфии, с помощью карротажа и несомненно с помощью палеонтологического метода, корреляция между ярусами возможна по всему миру. С помощью зональной стратиграфии основанной на тщательнейшом анализе видов, удается коррелировать с высокой точностью отложения на разных континентах.

Но даже сейчас, ученные сталкиваются с проблемами сопоставления разрезов. Например корреляция разрезов венда и нижнего кембрия Сибири и Балтики остается нерешенным вопросом. Возможно это вызвано тем, что в Сибири преобладают карбонатные разрезы, а на Восточно-Европейской платформе силикакластические (Воданюк 1987). В последние годы, удалось продвинутся вверх к решению этой проблемы. На северо-западе Сибирской платформе, на Оленексом поднятии были найдены формы, которые являются архистратиграфическими. С помощью этих форм возможна корреляция разрезов на разных платформах .

Дарвин также говорит об отсутствии многочисленных промежуточных разновидностей в каждой отдельной формации. Невозможно не согласится с этим утверждением. По сути, что есть формация? Формацию можно определить как историко-геологическую ассоциацию (парагенез) фаций, отвечающую развития региона, или, что то же самое, отвечающую устойчиво существовавшей в пределах региона геологической обстановке. Фация в свою очередь можно определить как парагенез литотипов (Фролов 1995). Можно выделять различные фации по генетическому происхождению. Фация продельты, дельты, приливно-отливных обстановок. Для каждой из фаций у нас будет свой набор признаков, по которым она реконструируется. Таким образом получается, что организмы населявшие определенные обстановки (допустим филогенетические связанные виды) будут захораниватся либо на месте обитания, либо в конечной точке сноса. То есть и остатки организмов в свою очередь будут приурочены к фациям. Получается, что если мы не видим в геологической последовательности форм, которые характерны для этого возраста, не значит, что их там никогда не было. Может быть они просто не сохранились. Либо наоборот, они могли существовать только в определнных обстановках, но захораниваться в них не могли.

“Для того чтобы можно было получить полную серию градаций между двумя формами из верхней и нижней частей одной и той же формации, отложение должно было кумулироваться непрерывно в продолжение долгого периода, достаточного для медленного процесса их модификаций; следовательно, отложение должно иметь весьма значительную мощность и претерпевающие изменения виды должны были жить все это время в той же самой области.”

Опять же, нельзя с этим не согласится, но несмотря на изученность многих геологических последователность на данный момент, полная последовательность филогенетически свазанных видов чрезвычайно редка. Это фактически утопическая картина, к которой стремятся все зональные стратиграфы. Для корреляции разрезов используется метод зональной стратиграфии и для него необходимо блюстительное соблюдение законов исполнить которые далеко нетривиальная задача (Стратиграфический кодекс России 2006).

Как, абсолютно правильно было помечено Дарвином, отложения в которых можно подсечь градации между двумя родственным формами должны быть большой мощности, в силу достаточной медлительности образования осадочной последовательности. Но и из этого правила существуют свои исключения. Гигантские по мощности разрезы при прослеживании очень сильно меняют свою мощность, но видовое разнообразие сохраняется.

Аналогичная картина наблюдается в верхнем венде. В формации Doushantuo в Китае наблюдается удивительная насыщенность разнообразной биоты (в том числе и мягкотелой) в необычайно малом по мощности интервале, но большом в возрастном (Jiang, G. et al 2011). Конечно, на таких ранних этапах становления жизни, говорить о видоизменчивости, градации организмов фактически невозможно.

“На вопрос, почему мы не находим богатых ископаемых отложений, относящихся к этим предполагаемым древнейшим периодам, предшествовавшим кембрийской системе, я не могу дать удовлетворительного ответа.”

Видимо на тот момент уровень исследований только набирал обороты. Сейчас жизнь в докембрии изучается на интенсивном уровне и с каждым годом совершается все больше открытий. Сейчас некоторые вопросы решены с помощью изотопных и геохимических данных. Установлен возраст земли – приблизительно 4.6 миллиарда лет (Dalrymple 2001). Ранее никто и не мог помыслить о таких цифрах. Жизнь в докембрии имела совсем иной облик, нежели в фанерозое. Сейчас уже установлена, когда появилась жизнь на земле. Первая молекулярная жизнь на земле датируется 3.5 млрд. лет в серии Warrawoona (Derenne et al 2008). Древнейшие ядерные организмы появились 1.9 млрд. лет назад (Семихатов и др 1999). Конечно, о таких точных исследований на момент написания этого величественного труда, не существовало.

“В период, задолго предшествовавший кембрийской эпохе, континенты могли существовать там, где ныне расстилаются океаны, и открытые океаны могли существовать там, где ныне находятся наши континенты.”

О, как Дарвин был прав на этот счет.

Несомненно, слова Дарвина о неполноте геологической летопись ничем и никогда не будут оспоримы. Фактически все выводы, которые были сделаны этим великим человеком до сих пор остаются каноническими и непоколебимыми. А его предположения со времени были подтверждены его преемниками.

Воданюк С.А. Проблемные вопросы стратиграфии вендских отложений бассейна р. Хорбусуонки (Оленекское поднятие) // Поздний докембрий и ранний палеозой Сибири. Венд и рифей. Сборник научных трудов / Отв. ред. Хоментовский В.В, Шенфиль В.Ю. Новосибирск: Институт геологии и геофизики СО АН СССР, 1987. С. 3–17.

Стратиграфический кодекс России. Издание третье. СПб.: Издательство ВСЕГЕИ, 2006. 96 с.

Фролов В.Т. Литология. Книга 3. Москва: Издательство МГУ, 1995. 352 с.

Barthel K.W., Swinburne N.H.M., Conway Morris S. Solnhofen. A study in Mesozoic palaeontology. Cambridge University Press, 1990, viii + 236 p.

Butterfield, N.J. Organic Preservation of Non-Mineralizing Organisms and the Taphonomy of the Burgess Shale // Paleobiology (Paleontological Society). V. 16. No. 3. P. 272-286.

Dalrymple, G. Brent. The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved // Special Publications, Geological Society of London V. 190 P. 205–221.

Derenne, Sylvie; Robert, François; Skrzypczak-Bonduelle, Audrey; Gourier, Didier; Binet, Laurent; Rouzaud, Jean-Noël. Molecular evidence for life in the 3.5 billion year old Warrawoona chert // Earth and Planetary Science Letters, V. 272, I 1-2, P. 476-480.

Grazhdankin D. Ediacaran biota // Encyclopedia of Geobiology. 2011. P. 342-348.

Ivantsov A. Yu., Grazhdankin D.V. A new Representative of the Petolanamae from the Upper Vendian of the Arkhangelsk Region // Palaeontological Journal, 1997. V. 31. No. 1, P. 3-18.

Kanygin A.V., Terleev A.A., Simonov V.A., Tokarev D.A., Stupakov S.I.. Geological and palaontological evidence of early cambrian hydrotermal type ecosystems (Kyzyl-Tashtyg pytite ore field, Tyva) // Вестник. 2011. V. 5. P. 7-12.

Kimberly E., Montague, Antony W. Walton, Stephen T. Hasiotis. Euendolithic microborings glass fragments in hyaloclatites: extending the ichnofabric index to microbioerosion // Palaios. 2010. V. 25. P. 393-399.

Schellenberg Stephen A. Mazon Creek: preservation in late Paleozoic deltaic and marginal marine environments. Columbia University Press. 2002. P. 185–203.

Jiang, G., Shi, X., Zhang, S., Wang, Y., Xiao, S. Stratigraphy and paleogeography of the Ediacaran Doushantuo Formation (ca. 635-551 Ma) in South China // Gondwana Research V. 19. No. 4. P. 831-849.