Архей Карелии и бактериальная палеонтология

ÝÂÎËÞÖÈß ÁÈÎÑÔÅÐÛ È ÏÀËÅÎÁÈÎÐÀÇÍÎÎÁÐÀÇÈÅ
2. ÁÀÊÒÅÐÈÀËÜÍÀß ÏÀËÅÎÍÒÎËÎÃÈß
ÓÄÊ 56.01
Àðõåé Êàðåëèè è áàêòåðèàëüíàÿ
ïàëåîíòîëîãèÿ
Ì.Ì. Àñòàôüåâà
Ïàëåîíòîëîãè÷åñêèé èíñòèòóò ÐÀÍ, Ìîñêâà
E-mail: [email protected]
Îïèñàíû íåäàâíî îáíàðóæåííûå áèîìîðôíûå ìèêðîñòðóêòóðû èç âåðõíåàðõåéñêèõ (ëîïèéñêèõ) ïîðîä Ñåâåðíîé Êàðåëèè. Ïðåäïîëîæåíî ïðèñóòñòâèå ðàçëè÷íûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ áàêòåðèàëüíîé ïðèðîäû, öèàíîáàêòåðèé è, âîçìîæíî, äàæå ýâêàðèîò.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àðõåé, ìèêðîîðãàíèçìû, áàêòåðèè, öèàíîáàêòåðèè, ïðîêàðèîòû, ýâêàðèîòû
Äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè äîñòîâåðíûå íàõîäêè ôîññèëèçèðîâàííûõ îñòàòêîâ ýâêàðèîò â àðõåéñêèõ îòëîæåíèÿõ ïðàêòè÷åñêè íå áûëè èçâåñòíû. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿåò ðàáîòà Á.Â. Òèìîôååâà (1982), â êîòîðîé îïèñàíû àêðèòàðõè èç âåðõíåãî àðõåÿ Öåíòðàëüíîé Êàðåëèè è Ñðåäíåãî Ïðèäíåïðîâüÿ.
Îäíàêî èç-çà ïñèõîëîãè÷åñêîé íåïîäãîòîâëåííîñòè íàó÷íîãî ñîîáùåñòâà ýòà ðàáîòà
ïðîøëà ïðàêòè÷åñêè íåçàìå÷åííîé, è, ìàëî òîãî, ñàìà âîçìîæíîñòü íàõîæäåíèÿ ýâêàðèîò â àðõåéñêèõ îòëîæåíèÿõ äî ñèõ ïîð ó ìíîãèõ âûçûâàåò áîëüøèå ñîìíåíèÿ. Íàïîìíþ,
÷òî òðàäèöèîííî ïåðâîå ïîÿâëåíèå ýâêàðèîò îòíîñÿò ê ãàíôëèíòñêîìó âðåìåíè ðàííåãî
ïðîòåðîçîÿ (Schopf, 1983; Knoll, 1994; Ñåðãååâ, 2002).
 ýòîé ñâÿçè À.Þ. Ðîçàíîâ ïîñòàâèë çàäà÷ó èçó÷åíèÿ ðàííèõ ýòàïîâ ýâîëþöèè áèîñôåðû Çåìëè, ïðîâåäåíèÿ ïàëåîêëèìàòè÷åñêèõ è ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèõ ðåêîíñòðóêöèé
è îáñóæäåíèÿ âðåìåíè ïåðâîãî ïîÿâëåíèÿ ðàçëè÷íûõ ãðóïï îðãàíèçìîâ, â òîì ÷èñëå è
íåêîòîðûõ ýâêàðèîò. Äëÿ åå ðåøåíèÿ îí ïðåäëîæèë, âî-ïåðâûõ, ïåðåñìîòðåòü ðÿä ïðåïàðàòîâ èç êîëëåêöèè Òèìîôååâà è, âî-âòîðûõ, â ñëó÷àå ïîäòâåðæäåíèÿ äàííûõ Òèìîôååâà ïðîâåñòè äîïîëíèòåëüíûé ñáîð êàìåííîãî ìàòåðèàëà èç àðõåÿ Êàðåëèè.
Äî íåäàâíèõ ïîð èçó÷åíèå èñêîïàåìûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ äîêåìáðèÿ, â òîì ÷èñëå è
àðõåÿ, òðàäèöèîííî ïðîâîäèëîñü ëèøü â øëèôàõ è ìàöåðàòàõ (ïðåïàðàòàõ, ïîëó÷åííûõ
õèìè÷åñêèì ðàçëîæåíèåì ïîðîä) ïîä ïîëÿðèçàöèîííûì îïòè÷åñêèì ìèêðîñêîïîì. Ýëåêòðîííàÿ ìèêðîñêîïèÿ äëÿ èññëåäîâàíèÿ èñêîïàåìûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ, êàê íè ñòðàííî,
ïî÷òè íå ïðèìåíÿëàñü.  ïðîöåññå áàêòåðèàëüíî-ïàëåîíòîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñòàëî
ÿñíî, ÷òî ìèêðîîðãàíèçìû ÷àñòî ïðåêðàñíî ôîññèëèçèðóþòñÿ è ñîõðàíÿþòñÿ â èñêîïàåìîì ñîñòîÿíèè (Ðîçàíîâ, 2003). Ïðè÷åì äîëãîå âðåìÿ ñ÷èòàëîñü, ÷òî õîðîøàÿ ñîõðàííîñòü õàðàêòåðíà äëÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ òîëüêî â êðåìíèñòûõ ïîðîäàõ (Barghoorn, Tylor,
1965; Schopf, 1983; Âåñòàëë, Âåëø, 2002). Ê òîìó æå â ýòèõ ðàáîòàõ ðå÷ü øëà ïðåèìóùåñòâåííî îá èñêîïàåìûõ áàêòåðèàëüíûõ îñòàòêàõ.
Àñòàôüåâà Ì.Ì. Àðõåé Êàðåëèè è áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
121
Ïðè ëþáåçíîì ñîäåéñòâèè ñîòðóäíèêîâ ÈÃÃÄ ÐÀÍ (Ò.Í. Ãåðìàí è Â.Í. Ïîäêîâûðîâà) À.Þ. Ðîçàíîâ, Ñ.À. Àôîíèí, Ì.Ì. Àñòàôüåâà ïðîñìîòðåëè ïðåïàðàòû èç êîëëåêöèè
Á.Â. Òèìîôååâà. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîäòâåðäèëè ïðàâèëüíîñòü åãî âûâîäîâ.  ñâÿçè
ñ ýòèì À.Þ. Ðîçàíîâûì áûëî ðåøåíî ïðîâåñòè áîëåå äåòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ àðõåéñêèõ ïîðîä, èñïîëüçóÿ äðóãèå ìåòîäû, â òîì ÷èñëå è ìåòîä ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè.
Ïîñëå ïðîâåðêè äàííûõ Òèìîôååâà ëåòîì 2004 ã. ñîòðóäíèêàìè ÈÃÃÄ ÐÀÍ ñîâìåñòíî ñ ñîòðóäíèêàìè ÏÈÍ ÐÀÍ áûëè îðãàíèçîâàíû ñïåöèàëüíûå ñáîðû àðõåéñêèõ ïîðîä,
ïåðñïåêòèâíûõ â îòíîøåíèè èñêîïàåìûõ áàêòåðèàëüíûõ ôîðì.
Ïîëåâûå ðàáîòû ïðîâîäèëèñü â ñåâåðíîé ÷àñòè Õèçîâààðñêîé ñòðóêòóðû, âõîäÿùåé â
ñîñòàâ Ïàðàíäîâñêî-Òèêøîçåðñêîãî çåëåíîêàìåííîãî ïîÿñà. Õèçîâààðñêàÿ ñòðóêòóðà âûïîëíåíà ìîùíûì, ñëîæíî óñòðîåííûì êîìïëåêñîì âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîä (Êîæåâíèêîâ, 2000). Âîçðàñò íèæíåé ÷àñòè ýòîãî êîìïëåêñà óñòàíîâëåí ïî âîçðàñòó ïðîðûâàþùèõ åãî
ôåëüçè÷åñêèõ äàåê (2803±35 ìëí. ëåò). Âåðõíÿÿ ÷àñòü îñàäî÷íîãî êîìïëåêñà ïðîðûâàåòñÿ
äàéêàìè ðèîäàöèòîâ è ãðàíîäèîðèòîâ ñ èçîòîïíûì âîçðàñòîì 2706±7 ìëí. ëåò.
Îñîáûé èíòåðåñ äëÿ íàñ ïðåäñòàâëÿëà âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íàÿ àññîöèàöèÿ ñðåäíåãî
è êèñëîãî ñîñòàâà èç íèæíåé ÷àñòè ðàçðåçà. Îíà ñîñòîèò èç òðåõ ÷ëåíîâ: íèæíÿÿ ìåòààíäåçèòîâàÿ òîëùà ïåðåêðûâàåòñÿ ãîðèçîíòàìè êâàðöåâûõ àðåíèòîâ, ñìåíÿþùèìèñÿ âóëêàíîãåííî-îñàäî÷íûìè ïîðîäàìè ïðåèìóùåñòâåííî êèñëîãî ñîñòàâà.  çîíå êîíòàêòà
àíäåçèòîâ ñ êâàðöåâûìè àðåíèòàìè ïðåäûäóùèìè èññëåäîâàòåëÿìè îòìå÷àëèñü ãîðèçîíòû êîð âûâåòðèâàíèÿ.  õîäå ïîëåâûõ ðàáîò áûëè îòîáðàíû îáðàçöû èç èñêîïàåìûõ
çîí âûâåòðèâàíèÿ, êâàðöåâûõ àðåíèòîâ è çàëåãàþùèõ íà àðåíèòàõ òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîä è óãëåðîäèñòûõ ñëàíöåâ.
Âñå îòîáðàííûå îáðàçöû èçó÷àëèñü íà ýëåêòðîííîì ñêàíèðóþùåì ìèêðîñêîïå
CamScan-4. Èññëåäîâàëèñü òîëüêî ñâåæèå ñêîëû ïîðîä, îòîáðàííûå îáðàçöû ïðîìûâàëèñü ñïèðòîì è äëÿ äåãàçàöèè ïðîñóøèâàëèñü â ìóôåëüíîé ïå÷è, çàòåì îïûëÿëèñü çîëîòîì èëè íèêåëåì. Õèìè÷åñêèå àíàëèçû âûïîëíÿëèñü ìèêðîçîíäîì.
Ìèêðîîðãàíèçìû, âñòðå÷åííûå â èçó÷åííûõ ïîðîäàõ, ìîæíî ðàçäåëèòü íà òðè ãðóïïû: ìèêðîîðãàíèçìû, îäíîâîçðàñòíûå ñ âìåùàþùèìè ïîðîäàìè, ýíäîëèòû, ò.å. ôîðìû,
îáèòàâøèå â óæå îáðàçîâàííûõ ïîðîäàõ, è, íàêîíåö, ôîðìû, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîâðåìåííîå çàñîðåíèå.
Ê ïåðâîé ãðóïïå ìû îòíîñèì ìèêðîîðãàíèçìû, îáèòàâøèå íåïîñðåäñòâåííî â áàññåéíå îñàäêîíàêîïëåíèÿ íåçàâèñèìî îò òîãî, ïðèíèìàëè îíè ó÷àñòèå (ïðÿìîå èëè êîñâåííîå) â ïðîöåññå îáðàçîâàíèÿ ïîðîäû èëè íåò. Îòëè÷èòåëüíàÿ ÷åðòà ìèêðîîðãàíèçìîâ, îäíîâîçðàñòíûõ ñî âìåùàþùèìè ïîðîäàìè, ïî íàøåìó ìíåíèþ, ýòî èõ ñëèÿíèå ñ
ïîðîäàìè.  ýòîì ñëó÷àå ìèêðîîðãàíèçìû ïðåäñòàâëÿþò êàê áû îäíî öåëîå ñ ïîðîäîé
èëè æå âñÿ ïîðîäà áóêâàëüíî ñëîæåíà ìèêðîñòðóêòóðàìè.
Ýíäîëèòû îáèòàþò â òðåùèíàõ ïîðîä, à òàêæå â ïðîñòðàíñòâàõ ìåæäó çåðíàìè ïîðîäû. Êðîìå òîãî, îíè ìîãóò âñâåðëèâàòüñÿ â êàðáîíàòíûå ïîðîäû èëè ÷àñòèöû. Ê ýòîé ãðóïïå îðãàíèçìîâ ìîãóò îòíîñèòüñÿ áàêòåðèè, ãðèáû, âîäîðîñëè è ëèøàéíèêè. Ýíäîëèòû
øèðîêî ðàñïðîñòðàíåíû è îïèñàíû èç ðàçíîîáðàçíûõ ìåñòîîáèòàíèé, âêëþ÷àÿ õîëîäíûå
ïóñòûíè (Westall, Folk, 2003). Ýíäîëèòíûå ìèêðîîðãàíèçìû âñòðå÷åíû è â íàøèõ îáðàçöàõ. Êëàññè÷åñêèé ïðèìåð — ýòî îáðàñòàíèå êðèñòàëëîâ èëè çåðåí ïîðîäû êîëîíèÿìè
ìèêðîáîâ (ðèñ. 1, ñëåâà). Òàêæå îòíîñèòåëüíî ëåãêî ìîæíî ðàñïîçíàòü çàïîëíåíèå áàêòåðèÿìè òðåùèí â ïîðîäå (ðèñ. 1, ñïðàâà). Åñòåñòâåííî, â ýòèõ ñëó÷àÿõ íèêàêîé ðå÷è îá
îäíîâîçðàñòíîñòè áàêòåðèîìîðôíûõ ñòðóêòóð ñ ïîðîäàìè áûòü íå ìîæåò.
È, íàêîíåö, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçìîæíîå ñîâðåìåííîå ìèêðîáíîå «ïðîðàñòàíèå» ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ, êàê â ïðèðîäíûõ óñëîâèÿõ, òàê è âî âðåìÿ òðàíñïîðòèðîâêè
è õðàíåíèÿ. Ïîä ìèêðîñêîïîì áàêòåðèàëüíîå çàñîðåíèå òàêîãî ðîäà òàêæå äîâîëüíî ëåãêî
122
2. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
Ðèñ. 1. Èñêîïàåìûå ýíäîëèòû: îáðàñòàíèå çåðåí ïîðîäû êîëîíèÿìè ìèêðîáîâ (ñëåâà), çàïîëíåíèå
òðåùèí áàêòåðèÿìè (ñïðàâà).
ðàñïîçíàâàåìî.  ýòîì ñëó÷àå ìû âèäèì îñíîâíóþ ìàññó ïîðîäû êàê áû ïîêðûòóþ
(ñâåðõó) ìèêðîáíûìè îñòàòêàìè. ×òîáû èñêëþ÷èòü òàêîå çàãðÿçíåíèå, îáðàçöû â ïîëå
îòáèðàëèñü òîëüêî ñî ñâåæèìè ñêîëàìè. Òîëüêî ñâåæèå ñêîëû ïîðîäû èñïîëüçîâàëèñü
òàêæå ïðè ïðîñìîòðå îáðàçöîâ â ýëåêòðîííîì ìèêðîñêîïå.
Ñòàòüÿ ïîñâÿùåíà áèîìîðôíûì îáðàçîâàíèÿì, êîòîðûå îðãàíè÷íî âïëåòàþòñÿ âî
âìåùàþùèå ïîðîäû, ïðåäñòàâëÿÿ ñ íèìè îäíî öåëîå, è êîòîðûå ìû ñ÷èòàåì îäíîâîçðàñòíûìè ñ íèìè.
Áèîìîðôíûå îáðàçîâàíèÿ, îáíàðóæåííûå íàìè, ïðåäñòàâëåíû íèòåâèäíûìè, íàòå÷íûìè, êîêêîèäíûìè ôîðìàìè è ò.ä.  ðåçóëüòàòå èññëåäîâàíèé òàêæå áûëè ïîëó÷åíû
äàííûå, ïîçâîëÿþùèå ïîäòâåðäèòü âîçìîæíîñòü ïðèñóòñòâèÿ ýâêàðèîò óæå â àðõåå
(Astafieva et al., 2005; Rozanov, 2005).
1. Íèòåâèäíûå è ïàëî÷êîâèäíûå ôîðìû âñòðå÷åíû â óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöàõ,
êâàðöèòàõ (ìåòàïåñ÷àíèêàõ) è òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ. Áîëüøàÿ ÷àñòü ýòèõ ñòðóêòóð ïðåäñòàâëåíà íèòÿìè äèàìåòðîì, êàê ïðàâèëî, ïîðÿäêà 3–5 ìêì, äëèíà êîòîðûõ ìîæåò äîñòèãàòü (èëè äàæå ïðåâûøàòü) 100 ìêì (ðèñ. 2).
Íà ñíèìêàõ âèäíû äîâîëüíî òîëñòûå ÷åõëû íèò÷àòûõ ôîðì. Ïîâåðõíîñòü èõ íåãëàäêàÿ,
áóãîð÷àòàÿ.  ëåâîì âåðõíåì óãëó ñíèìêà âèäåí ïðîäîëüíûé ðàçðåç ÷åõëà, êîòîðûé ïîêàçàí
ðÿäîì â óâåëè÷åííîì âèäå. Èíòåðåñíî, ÷òî ÷åõîë èçíóòðè ïîêðûò ìåëêèìè (d<0,5 ìêì)
Ðèñ. 2. Íèòåâèäíûå ôîðìû â àðõåéñêèõ óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöàõ Õèçîâààðà (ñïðàâà óâåëè÷åííûé ôðàãìåíò âåðõíåé ëåâîé ÷àñòè ëåâîãî ñíèìêà).
Àñòàôüåâà Ì.Ì. Àðõåé Êàðåëèè è áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
Ðèñ. 3. Ñòðóêòóðà, íàïîìèíàþùàÿ
ñëîé öèàíî-áàêòåðèàëüíîãî ìàòà.
123
Ðèñ. 4. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ êîêêîèäíûõ ôîðì (ñëåâà) è
âìåùàþùèõ ïîðîä (ñïðàâà).
ñôåðè÷åñêèìè ãðàíóëàìè, ïî âñåé âèäèìîñòè, îïàëîâûìè. Ýòî èçîáðàæåíèå íàïîìèíàåò íà÷àëüíóþ ñòàäèþ âûïàäåíèÿ îïàëà, êîãäà â êëåòî÷íîé îáîëî÷êå îáðàçóþòñÿ îñòðîâêè èç ñðîñøèõñÿ ñôåðè÷åñêèõ ãðàíóë. Ïðîöåññ ïîäîáíîãî îêðåìíåíèÿ ìèêðîîðãàíèçìîâ áûë èçó÷åí íà ñîâðåìåííûõ åñòåñòâåííûõ îáúåêòàõ èç òåðìàëüíûõ èñòî÷íèêîâ êàëüäåðû Óçîí íà Êàì÷àòêå, ãäå îí ïðîèñõîäèò ïðè êîíöåíòðàöèè êðåìíåçåìà íå ìåíüøå
ïðåäåëà íàñûùåíèÿ (Êðûëîâ, Òèõîìèðîâà, 1988). Ñóäÿ ïî ìîðôîëîãèè è ðàçìåðàì, àðõåéñêèå íèò÷àòûå ñòðóêòóðû, âåðîÿòíî, îòíîñÿòñÿ ê öèàíîáàêòåðèÿì. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî â îäíîì îáðàçöå îáíàðóæåíà ñòðóêòóðà, íàïîìèíàþùàÿ öèàíîáàêòåðèàëüíûé
ìàò (ðèñ. 3).
2. Êîêêîèäíûå ôîðìû â ëîïèéñêèõ ïîðîäàõ Õèçîâààðà òàêæå âñòðå÷åíû êàê â óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöàõ, òàê è òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ. Ýòè ôîðìû ïðåäñòàâëåíû íåñêîëüêèìè ìîäèôèêàöèÿìè.
 óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöàõ, òóôîïåñ÷àíèêàõ (ìåòàïåñ÷àíèêàõ ñ ïðèìåñüþ êèñëîãî âóëêàíè÷åñêîãî ìàòåðèàëà), òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ è îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ âñòðå÷åíû
äîâîëüíî ñâîåîáðàçíûå êîêêîèäíûå ôîðìû. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ èõ ñîîòâåòñòâóåò ñîñòàâó âìåùàþùèõ ïîðîä (ðèñ. 4).
Ýòè êîêêè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îêðóãëûå ôîðìû äèàìåòðîì ïîðÿäêà 2–5 ìêì, êîòîðûå ïî÷òè âñåãäà îáðàçóþò ñêîïëåíèÿ (ðèñ. 5).
Ïîâåðõíîñòü ýòèõ ñôåð ïîêðûòà êàê áû «ïóøèñòîé» îáîëî÷êîé, äîâîëüíî ïëîòíîé è òîëñòîé, îáëåêàþùåé êàæäóþ êîêêó â îòäåëüíîñòè. Íà íåêîòîðûõ ýêçåìïëÿðàõ íàáëþäàþòñÿ
Ðèñ. 5. Êîêêîèäíûå ôîðìû èç ìåòàïåñ÷àíèêà, òóôîïåñ÷àíèêà.
124
2. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
Ðèñ. 6. Êîêêîèäíûå ñòðóêòóðû, ñâÿçàííûå ñ îæåëåçíåíèåì èç óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöåâ. Ìû
ïðåäïîëàãàåì, ÷òî ýòè ñòðóêòóðû — îæåëåçíåííûå îñòàòêè êîêêîèäíûõ áàêòåðèé èëè æåëåçîáàêòåðèè. Îäíàêî íå èñêëþ÷åíî, ÷òî îíè ÿâëÿþòñÿ ýíäîëèòàìè.
òðåùèíû â ýòîì ïîêðîâå. Íàëè÷èå ïîäîáíîé îðíàìåíòèðîâàííîé îáîëî÷êè ÿâëÿåòñÿ ïðèçíàêîì, õàðàêòåðíûì êàê äëÿ ïðîêàðèîò, òàê è äëÿ ýâêàðèîò.
Äðóãèå ãðóïïû îáíàðóæåííûõ â óãëåðîäñîäåðæàùèõ ñëàíöàõ êîêêîèäíûõ ñòðóêòóð
ñâÿçàíû ñ îæåëåçíåíèåì.
Âî-ïåðâûõ, ýòî íåñêîëüêî áîëåå ìåëêèå (äèàìåòð äî 2 ìêì), îæåëåçíåííûå îêðóãëûå
ôîðìû, êàê ïðàâèëî, ñîåäèíåííûå â öåïî÷êè èëè îáðàçóþùèå ñïëîøíóþ ìàññó (ðèñ. 6).
Âî-âòîðûõ, ýòî îäèíî÷íûå êîêêè, èìåþùèå íåðîâíóþ áóãîð÷àòóþ ïîâåðõíîñòü, äèàìåòðîì 3–4 ìêì, âêðàïëåííûå â ïîðîäó (ðèñ. 7).
Ðèñ. 7. Îäèíî÷íûå êîêêîèäíûå ôîðìû, îòìå÷åííûå ëèøü â òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ.
Àñòàôüåâà Ì.Ì. Àðõåé Êàðåëèè è áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
125
Ðèñ. 8. Êîêêîèäíûå ôîðìû ñ øåðîõîâàòîé ïîâåðõíîñòüþ.
Â-òðåòüèõ, ýòî áîëåå êðóïíûå ñôåðè÷åñêèå ôîðìû ñ äèàìåòðîì ïîðÿäêà 10 ìêì (ðèñ.
8). Îíè îñîáåííî èíòåðåñíû òåì, ÷òî ïðåäñòàâëåíû êîêêàìè (ñîñòîÿùèìè â îñíîâíîì èç
êðåìíèÿ è æåëåçà), ñ ñèëüíî øåðîõîâàòîé (ïóïûð÷àòîé) ïîâåðõíîñòüþ.
 íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ýòè êîêêîèäíûå ôîðìû ïîêðûòû äîâîëüíî òîëñòîé íåðîâíîé
áóãîð÷àòîé, ïóçûð÷àòîé îáîëî÷êîé (÷åõëîì èëè ïîêðûâàëîì), â õèìè÷åñêîì ñîñòàâå êîòîðîé ðåçêî ïðåâàëèðóåò æåëåçî (ðèñ. 9).
Ðèñ. 9. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ÿäðà êîêêîèäíîé ôîðìû (ñëåâà), âìåùàþùèõ ïîðîä (â ñåðåäèíå) è
«÷åõëà» êîêêè (ñïðàâà).
Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ýòîò ïîêðîâ íè ÷òî èíîå, êàê îæåëåçíåííûé ãëèêîêàëèêñ, ïîêðûâàâøèé ýòè ôîðìû ïðè æèçíè. Åñòü è äðóãîå, íåñêîëüêî ìåíåå âåðîÿòíîå ïðåäïîëîæåíèå,
÷òî îæåëåçíåííûé ïîêðî⠗ ýòî âòîðè÷íîå îáðàçîâàíèå, êîòîðîå ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ äåÿòåëüíîñòüþ ýíäîëèòîâ. Âíóòðåííåå ñòðîåíèå ýòèõ êîêêîèäíûõ ñòðóêòóð, ïî âñåé âèäèìîñòè,
ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 8 â ñåðåäèíå è ãîâîðèò î äîâîëüíî ñëîæíîé ñòðóêòóðå ýòèõ ôîðì.
Ê ýòîé ãðóïïå ïðèìûêàþò ñâîåîáðàçíûå «ïóøèñòûå» ôîðìû. Èõ, âåðîÿòíî, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê áèîãåííóþ ôîðìó, ïîêðûòóþ «èãîëü÷àòîé» îæåëåçíåííîé îáîëî÷êîé (ðèñ. 10).
Ðèñ. 10. Áèîãåííàÿ ôîðìà, ïîêðûòàÿ «èãîëü÷àòîé» îæåëåçíåííîé îáîë÷êîé, è åå õèìè÷åñêèé àíàëèç.
126
2. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
Ðèñ. 11. Óïëîùåííî-îâàëüíûå ôîðìû â òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ. Ñïðàâà – óâåëè÷åííûé
ôðàãìåíò ëåâîãî ñíèìêà.
Îäíàêî õîðîøàÿ ñîõðàííîñòü èãîëî÷åê íàñòîðàæèâàåò, è íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ýòè
ôîðìû ÿâëÿþòñÿ áîëåå ïîçäíèìè îáðàçîâàíèÿìè.
3.  òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ îáíàðóæåíû òàêæå ñâîåîáðàçíûå óïëîùåííîîâàëüíûå ôîðìû, äëèíà êîòîðûõ äîñòèãàåò 5 ìêì, øèðèíà — ïîðÿäêà 3 ìêì. Îíè ïîãðóæåíû èëè, ìîæíî ñêàçàòü, «óòîïëåíû» âî âìåùàþùèå ïîðîäû (ðèñ. 11). Ïîýòîìó,
ìû ñ÷èòàåì èõ îäíîâîçðàñòíûìè ñ ïîðîäàìè, ò.å. ëîïèéñêèìè.
Ýòè ôîðìû ïî êðàÿì îêàíòîâàíû òîíêèì âûïóêëûì âàëèêîì, íà îäíîé èç óçêèõ
ñòîðîí êîòîðîãî âèäíû äâà ìèíèàòþðíûõ (d<0,5 ìêì) øàðîâèäíûõ îáðàçîâàíèÿ (ðèñ.
11, ñïðàâà). Íà äðóãîì ñíèìêå íàáëþäàåòñÿ âîçìîæíî äåëåíèå êëåòîê: îò ìàòåðèíñêîé
êëåòêè îòïî÷êîâûâàåòñÿ áîëåå ìåëêàÿ äî÷åðíÿÿ êëåòêà (ðèñ. 12).
Âñòðå÷åíû òàêæå ñëîæíîîðãàíèçîâàííûå ôîðìû. Âî-ïåðâûõ, îáíàðóæåíà áóòûëî÷êîâèäíàÿ ôîðìà, ïîêðûòàÿ ÷åøóé÷àòûìè ïëàñòèíêàìè (ðèñ. 13).
Ýòà ôîðìà íàïîìèíàåò ïðåäñòàâèòåëåé
ïîçäíåïðîòåðîçîéñêîãî ðîäà Melanocyrillium, çàíèìàþùåãî íåÿñíîå ñèñòåìàòè÷åñêîå ïîëîæåíèå. Îòëè÷èå íåîïðîòåðîçîéñêèõ ôîðì Melanocyrillium îò àðõåéñêèõ â èõ áîëüøåì ðàçìåðå (íà ïîðÿäîê).
Ðàíåå âûñêàçûâàëîñü ìíåíèå, ÷òî Melanocyrillium ñëåäóåò îòíîñèòü ê Chitinozoa
(Bloeser et al., 1977). Îäíàêî ïîçäíåå áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî Melanocyrillium è õèòèíîçîè
íå èìåþò ðîäñòâåííûõ îòíîøåíèé (Bloeser, 1985). Ýòèì æå àâòîðîì áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ìåëàíîöèðèëèóìû
ïðåäñòàâëÿþò ñòàäèþ öèñò (èëè, âîçìîæ- Ðèñ. 12. Õàðàêòåð äåëåíèÿ óïëîùåííî-îâàëüíûõ
ñòðóêòóð. Òàêîé òèï äåëåíèÿ õàðàêòåðåí äëÿ íèçíî, êàêîé-òî äðóãîé òèï ðåïðîäóêòèâíîé
øèõ ãðèáîâ. Íàïîìèíàþ, ÷òî êëåòî÷íûé öèêë
ñòàäèè) íåêîòîðûõ îðãàíèçìîâ (íåîïðåäå- ðàçìíîæåíèÿ áàêòåðèé îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì
ëåííûõ âîäîðîñëåé, ïðè÷åì ñàì ýòîò îðãà- áèíàðíîãî äåëåíèÿ. Ïðè ýòîì âñå êîìïîíåíòû
íèçì, âåðîÿòíî, íå îáëàäàë âîçìîæíîñòüþ êëåòêè ðàñïðåäåëÿþòñÿ ìåæäó ñåñòðèíñêèìè
ñîõðàíÿòüñÿ â òîé ôèçè÷åñêîé ñðåäå, â êî- êëåòêàìè ïîðîâíó.
Àñòàôüåâà Ì.Ì. Àðõåé Êàðåëèè è áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
127
Ðèñ. 13. Áóòûëî÷êîâèäíàÿ ôîðìà èç òóôîãåííî-îñàäî÷íûõ ïîðîä.
òîðîé åãî «öèñòû» (Melanocyrillium) ñîõðàíÿëèñü. Melanocyrillium òàêæå îòíîñèëè ê ñïîðàíãèÿì âîäîðîñëåé (Horodyski, 1987) è ê ãåòåðîòðîôíûì ïëàíêòîííûì ïðîòèñòàì? ñõîäíûì ñ òèíòèííèäàìè (Fairchild et al., 1978; Knoll and Vidal, 1980; Knoll, Calder, 1983).
Äæ. Øîïô (Schopf, 1992) ïðåäïîëîæèë, ÷òî áóòûëî÷êîâèäíûå ôîðìû ÿâëÿþòñÿ öèñòàìè
ðàêîâèííûõ àìåá. Îäíàêî Ñ.Ì. Ïîðòåð è À.Õ. Íîëë (Porter, Kholl, 2000) ïðåäëîæèëè
îòíåñòè èõ (ðîäû Melanocyrillium è Caraburina) ê ñàìèì ðàêîâèííûì àìåáàì. Òàêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ óêðåïëÿåò òó òî÷êó çðåíèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîé äèâåðñèôèêàöèÿ ýâêàðèîò óæå
â ñðåäíåïðîòåðîçîéñêîå âðåìÿ áûëà äîñòàòî÷íî ïðîäâèíóòîé. Åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî
íàøè «áóòûëî÷êè» îäíîâîçðàñòíû c âìåùàþùèìè èõ ïîðîäàìè, à äàííûõ, îïðîâåðãàþùèõ ýòî, íå îáíàðóæåíî, òî ìîæíî ãîâîðèòü î ñóùåñòâîâàíèè â ïîçäíåàðõåéñêèõ ìîðÿõ
ïðåäñòàâèòåëåé ýâêàðèîò: ëèáî âîäîðîñëåé, ëèáî ðàêîâèííûõ àìåá. Îäíàêî íàøè íàõîäêè åäèíè÷íû, èìåþò ñëèøêîì âûñîêóþ ñîõðàííîñòü, è ïîýòîìó ìû ïîêà âîçäåðæèâàåìñÿ îò îêîí÷àòåëüíûõ âûâîäîâ.
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëÿþò ïðåäïîëîæèòü ïðèñóòñòâèå â ïîçäíåàðõåéñêèõ ìîðÿõ Ñåâåðíîé Êàðåëèè ðàçíîîáðàçíûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ áàêòåðèàëüíîé ïðèðîäû, à òàêæå, âîçìîæíî, è ýâêàðèîòíûõ ôîðì.
ß èñêðåííå áëàãîäàðíà À.Á. Âðåâñêîìó, Ò.Í. Ãåðìàí, Â.Í. Ïîäêîâûðîâó, Í.À. Àëôèìîâîé, Â.À. Ìàòðåíè÷åâó, ß.Å. Ìàëàõîâñêîé, Ë.Ì. Ãåðàñèìåíêî, Ì.À. Ôåäîíêèíó çà
ïîìîùü â ñáîðå ìàòåðèàëîâ, çà öåííûå ñîâåòû, îáñóæäåíèå ðóêîïèñè â ïðîöåññå ðàáîòû, à òàêæå À.Â. Êðàâöåâó è Ë.Ò. Ïðîòàñåâè÷ó çà ïîìîùü â ðàáîòå íà ýëåêòðîííîì ñêàíèðóþùåì ìèêðîñêîïå CamScan-4.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïî ïðîãðàììå Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ «Âîçíèêíîâåíèå è ýâîëþöèÿ áèîñôåðû», ïîäïðîãðàììà II («Âîçíèêíîâåíèå æèçíè è ýâîëþöèÿ ãåîáèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåì»). Îíà ïîääåðæàíà ãðàíòàìè ÐÔÔÈ 05-04-48008, 03-05-64499 è ÍØ-974.2003.5.
Ëèòåðàòóðà
Âåñòàëë Ô., Âåëø Ì. 2002. Ðàííåàðõåéñêèå èñêîïàåìûå áàêòåðèè // Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ. C. 84–90
Êîæåâíèêîâ Â.Í. 2000. Àðõåéñêèå çåëåíîêàìåííûå ïîÿñà Êàðåëüñêîãî êðàòîíà êàê àêêðåöèîííûå
îðîãåíû. Ïåòðîçàâîäñê: Êàðåëüñê. Íàó÷í. öåíòð ÐÀÍ. 223 ñ.
Êðûëîâ È.Í., Òèõîìèðîâà Í.Ñ. 1988. Ê îáðàçîâàíèþ êðåìíèñòûõ ìèêðîôîññèëèé // Ïàëåîíòîë.
æóðí. ¹ 3. C.3–9.
128
2. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ
Ðîçàíîâ À.Þ. 2003. Èñêîïàåìûå áàêòåðèè, ñåäèìåíòîãåíåç è ðàííèå ñòàäèè ýâîëþöèè áèîñôåðû //
Ïàëåîíòîë. æóðí. ¹ 6. Ñ. 41–49.
Ñåðãååâ Â.Í. 2002. Îêðåìíåííûå ìèêðîôîññèëèè // Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ.
C. 91–96.
Òèìîôååâ Á.Â. 1982. Ìèêðîôèòîôîññèëèè ðàííåãî äîêåìáðèÿ. Ë.: Íàóêà. 128 ñ.
Óøàòèíñêàÿ Ã.Ò. Ïðîöåññ îêðåìíåíèÿ // Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ. C. 66–67.
Astafieva M.M., Hoover R.B., Rozanov A.Yu., Vrevskiy A.B. 2005. Fossil microorganisms in Archaean
deposits of Northern Karelia // Proceed. SPIE. Vol. 5906. Instruments, Methods, and Missions
for Astrobiology. Bellingham. P. 5906-1 – 5906-6.
Barghoorn E.S., Tylor S.A. 1965. Microorganisms from the Gunflint cherts // Science. Vol. 147. No
3658. P. 563–577.
Bloeser B. 1985. Melanocyrillium a new genus of structurally complex Late Proterozoicmicrofossils
from the Kwaguant forüation ( Chuar Group), Grand Canyon, Arisona // J. Paleontol. Vol.59. No.
5. P. 741–765.
Bloeser B., Schopf J.W., Horodyski R.J., Breed W.J. 1977. Chitinozoan from the Late Precambrian
Chuar Group of the Grand Canyon, Arizona // Science. Vol. 195. P. 676–679.
Fairchild T.R., Barbour A.P., Haralyi N.L.E. 1978. Microfossils in the «Eopaleozoic» Jacadigo Group
at Urucum, Mato Grosso, south-west Brazil // Bol. Inst. Geoscien. Univ. Sao Paulo. No. 9. P.
74–79.
Horodyski R.J. 1987. A new occurrence of the vase-shaped fossil Melanocyrillium and new data on this
relatively complex Late Precambrian fossil // Geol. Soc. Amer. Abstr. with Programs. No. 19. P. 707.
Knoll, A.H. 1994. Neozoic evolution and end nomental change // Early life on Earth. N.Y.: Columbia
Univ. Press. P. 439–449.
Knoll, A.H., Calder S. 1983. Microbiotas of the late Precambrian Rysso Formation, Nordaustlandet,
Svalbard // Paleontology. Vol. 26. P. 467–496.
Knoll A.H., Vidal G. 1980. Late Proterozoic vase-shaped microfossils from the Visingso Beds, Sweden //
Geol. Foreningens I Stockholm Forhandlingar. Bd. 102. S. 207–211.
Porter S.M., Kholl A.H. 2000. Testate amoebae in the Neoproterozoic Era: evidence from vase-shaped
microfossils in the Chuar Group, Grand Canyon // Paleobiology. Vol. 26. No. 3. P. 360–385.
Rozanov A.Yu. 2005. Geological events in the Precambrian Era // Proc. SPIE. Instruments, Metods and
Mission for Astrobiology. SPIE Bellingham, San Diego, California: 5906. 59060N-1– 59060N-9.
Schopf J.W., eds. 1983. Earth’s biosphere, its origin and evolution. Princeton: Univ. Press. 544 p.
Schopf J.W. 1992. Evolution of the Proterozoic biosphere: benchmarks, tempo, and mode // Schopf J.W.,
Klein C., eds. The Proterozoic biosphere: a multidisciplinary study. Cambridge: Univ. Press. P.
585–600.
Westall F., Folk R.L. 2003. Exogenous carbonaceous microstructures in Early Archaean cherts and BIFs
from the Isua Greenstone Belt: implications for the search for life in ancient rocks // Precambrian
Research. 2003. Vol. 126. P. 313–330.