СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2012, том 20, № 2, с. 3-12
УДК 551.73
ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ И АКРОХРОНЫ БИОСФЕРНОЙ ЭВОЛЮЦИИ (К ТЕОРИИ РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ БИОСФЕРЫ)*
© 2012 г. Б. С. Соколов
Отделение наук о Земле РАН, Москва, Россия Поступила в редакцию 04.06.2011 г.
Мы не знаем, что такое преджизнь — она еще скрыта в химических молекулах, несущих ее будущий генетический заряд. Но вершиной биохимической эволюции, с биологической точки зрения, является прокариотная клетка цианобактерий. Ее появление на Земле определило и начало формирования первого биогеоценоза планеты, зарождения ее биосферы. Однажды начавшись примерно 4.0— 3.7 млрд. лет тому назад, биосферная эволюция уже никогда не прерывалась на Земле. Весь ее ход зарегистрирован в геохронологической летописи слоистой оболочки Земли — стратисфере. В стратиграфическом смысле это архей, протерозой (т.е. карелий и рифей) и фанерозой (т.е. палеозой, мезозой и кайнозой). Им соответствуют и главнейшие этапы эволюции биосферы — акрохроны. Палеонтология докембрия показала, что первые три акрохрона — это довендский этап эволюции одноклеточных прокариот и эукариот, завершившийся в рифее возникновением их колониально-сти. Настоящая многоклеточность тканевых Ме1арЬу1а и Metazoa стала формироваться не ранее позднего неопротерозоя (верхний рифей), а в вендском периоде произошел макротаксономический "взрыв" с возникновением основных типов многоклеточных фанерозойского уровня организации. Поэтому последний акрохрон (примерно от 650 млн. лет) следует определять как венд-фанерозой-ский. Кембрийский популяционный взрыв — это экспансия уже массовых скелетных Metazoa.
Ключевые слова: палеонтология, докембрий, венд, стратиграфия, эволюция, биосфера.
Научной палеонтологии насчитывается более двухсот лет. Она стала одной из основ теоретической биологии, а геологию сделала исторической наукой, раскрывшей хронологическую этапность в формировании стратисферной оболочки Земли. Вся наша деятельность связана с этой оболочкой. Она основа всех жизненных благ и вместе с тем — хранилище летописи самой жизни и событий, происходивших в истории Земли на протяжении многих геологических эр. Все это давно известно. Только долгое время мы не отдавали себе отчет в том, что наши знания были в основном связаны с опытом деятельности в фанерозойских системах, отвечающих, даже вместе с вендом, не более чем за 650 млн. лет из почти четырех миллиардов лет, приходящихся на биосферную эволюцию на Земле. Это всего лишь седьмая часть всего процесса.
Ранее мной была предложена диаграмма (рис. 1), иллюстрирующая соотношения палео-биосферного времени, стратиграфического пространства литосферы и последовательности этапов развития органического мира, как расширяющейся биосферы (Соколов, 2010). Элементы этой диаграммы не были новыми. Но, во-первых,
* Статья была опубликована в журнале "Биосфера", 2011, т. 3, № 2, с. 155-165.
я сделал четкий акцент на том, что необходимо различать время как дление геоисторических этапов в хронологической последовательности уже четко выявленной неравномерности и иерархичности стратиграфических подразделений литосферы и время как метод измерения этих длений. Хронология и хронометрия выражают в исторической геологии разные сущности, оставаясь в едином пространстве-времени. И во-вторых, это время я понимаю как палеобиосферное, а биосферу принимаю не как живое вещество в его биогеохимическом единстве, а как дискретное неисчислимое живое множество, связанное био-топически с другими геосферными оболочками Земли — литосферной, гидросферной и атмосферной. Это совершенно особая система — суперорганизм Геомерида, или биогеомерида. Такое понимание было уже у Карла фон Бэра, но В.Н. Беклемишев в 1928 г. нашел для его выражения необходимый термин (Соколов, 2009).
Зарождение биосферы на Земле — это появление жизни в ее микроорганизменной форме. Мы не знаем, что такое преджизнь — она еще скрыта в химических молекулах, несущих ее будущий генетический заряд. По выражению академика А.С. Спирина (2009), это мог быть мир свободы РНК, однако этого, кажется, еще никто не на-
о
н ?
к ©
о
о
СТ1
а о о
е-
о
тз К о о а тз
о
К »
13.700 00
Время, млн. лет
—г
2500 2100
680
Стратиграфическое пространство литосферы Время в его неравномерных событийных длениях (этапы)
О
О *
§
о а
г
м
блюдал. Но, как однажды заметил академик С.В. Шестаков (Проблемы..., 2009), "с точки зрения биолога, цианобактерии — это вершина биохимической эволюции". Пока что только с этой раннеархейской вершины и можно рассуждать о биосферной эволюции, независимо от того, занесены ли "споры жизни" на Землю из космоса, или она на ней и зародилась. В любом случае, в интервале 4.2—3.7 млрд. лет тому назад на Земле уже складывались более или менее благоприятные условия для подготовки развития микроорганизмов (необходимая температура, влажные коры выветривания и вода на скальном основании, солнечная энергия). Вполне допустимо, что подобные условия могли создаваться и на других планетных телах, но только на Земле открылась первая возможность проследить путь расширяющейся биосферы и диверсификации ее Геомери-ды вплоть до гоминид. Эволюция земной биосферной системы, охватившая геофизические оболочки, уже никогда не прерывалась, хотя и прошла через ряд планетарных кризисов, изменяясь в своем темпе.
Ранее я привлекал внимание к биоразнообразию на Земле в геологическом прошлом как системному явлению, развивавшемуся этапно и непрерывно-прерывисто в геологическом, или па-леобиосферном, времени (Соколов, 2009, 2010). Этот процесс зарегистрирован в стратисферной оболочке Земли. Он стал основой фанерозойской стратиграфии, которую мы называем биологической. Но в какой мере она может быть распространена на главную, самую длительную дофане-розойскую часть истории Земли и что собой представляет нижняя граница самого фанерозоя? Оказалось, что это один из основных вопросов стратиграфии и геохронологии. Он остро встал лишь около полувека тому назад в геологической картографии, когда потребовалось определить границу докембрия и кембрия. Последняя с XIX века обычно привлекала внимание как необъяснимый пробел, получивший у Ч. Уолкотта (Walcott, 1914) название Липалийского. Проблема была мучительной и для дарвиновской теории эволюции.
Благоприятные условия для подхода к этой проблеме неожиданным образом сложились в нашей стране в связи с нефтепоисковыми исследованиями, масштабно развернувшимися с началом войны 1941 г. Поводом явилось открытие промышленных запасов нефти в Волго-Ураль-ской области, заставившее включить в объект изучения весь осадочный чехол Восточно-Европейской платформы, при этом было впервые использовано глубокое бурение. В ходе этих работ было сделано два крупных стратиграфических обобщения по древнейшим осадочным комплексам, получившим названия "рифей", как стратиграфическая группа протерозоя с открытой верх-
ней границей на Урале (Н.С. Шатский), и "венд", как платформенный чехол (Б.С. Соколов, 1997), подстилающий отложения кембрийской системы, установленной на Балтийском щите. Принципиальное значение имело определение довенд-ского возраста мощных толщ рифея на Урале. Наши обобщения и связанная с ними острая дискуссия сразу же привлекли самое широкое внимание, и в 1957 г. мы с Н.С. Шатским были приглашены в Париж на первый Международный коллоквиум по обсуждению положения инфра-кембрийских толщ Земли (Sokolov, 1957). По существу, здесь впервые удалось привлечь внимание палеонтологов к этим толщам, но слова "палеонтология докембрия", как особое научное направление, еще не произносились. Это направление стало постепенно складываться в Геологическом институте АН СССР, ВНИГРИ, ВСЕГЕИ и институтах Сибирского отделения АН СССР. Можно определенно сказать, что палеонтология докембрия стала формироваться как детище, прежде всего, нефтяной геологии, и это была стратиграфическая микропалеонтология. Другим направлением было изучение строматолитов карбонатных фаций рифейских толщ Урала и Сибири.
Уже к середине 1960-х годов стало совершенно очевидно, что палеонтологический подход к стратиграфии рифейских и вендских отложений полностью себя оправдал, и было необходимо подвести первые итоги. Это было сделано в 1965 г. на Первом симпозиуме по палеонтологии докембрия и раннего кембрия, проведенного в России (Соколов, 1965). К открытию симпозиума М.А. Глесснер прислал полный комплект латек-сов ископаемых знаменитой эдиакарской биоты Южной Австралии, которая была открыта в 1947 г. (Sprigg 1947), но лишь в 1966 г. (Glaessner, 1966) стала интерпретироваться как докембрий-ская. К этому времени у нас было сделано 3—4 находки представителей этой биоты в верхнем венде Восточно-Европейской и Сибирской платформ (Cyclomedusa, Charnia, Rangea) и первая находка Vendia, но была уже хорошо известна флора вен-дотенид, крупного фитопланктона чуариамор-фидного типа (Beltanelloides) и многочисленные находки акритарх и других микрофоссилий, появились первые работы по палеоихнологии. На симпозиуме было сделано 50 докладов. Его итоги подвел проф. А. Термье (Франция), отметивший, что "никто в мире в настоящее время не располагает такими важными материалами по палеонтологии докембрия, как советские палеонтологи" (Соколов, 1966). Я специально акцентирую внимание на этом этапе становления палеонтологии докембрия и ее роли как в докембрийской стратиграфии, так и в понимании самого хода биологической эволюции. Никто не отрицал существования древней биосферы, но она впервые стала
стремительно раскрываться в реальных свидетельствах своего геоисторического развития.
В 2010 г. я опубликовал свои представления о соотношении ступеней развития земной Геоме-риды и палеобиосферного времени (Соколов, 2010). Диаграмма (рис. 1) из этой работы вызвала живые отклики, но необходимо было развернуть эту диаграмму так, чтобы система стратиграфических подразделений располагалась по естественной вертикали слева и чтобы эта последовательность отражала, в допустимом масштабе, неравномерно-прерывистую сжатость времени и происходивших в нем событий. Эффект получился более впеч
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.