Карел Пацнер
Търсим космически цивилизации (5)

Вкаменели следи

— Бихме искали да заснемем и вас на работната площадка.

Доц. д-р Пацълтова не можеше да отхвърли тази молба. Документалистите, на които тя помагаше като научен консултант, подготвяха филм за възникването и развитието на живота. Доц. д-р Бланка Пацълтова от катедрата по палеонтология на Природонаучния факултет при Карловия университет в Прага се занимава преди всичко с микропалеоботаника — тя търси микроскопичен живот, вкамененен в подземните рудни пластове.

Кадрите се снимаха в скалистата местност Дивока Шарка край Прага. Лидитите спадат към подземните рудни пластове, които много добре запазват и най-малките органични структури на възраст стотици милиони години. В Дивока Шарка са се запазили вкаменелости на най-финни клетъчна и органични структури в различни етапи от развитието им отпреди 600–700 милиона години.

На работната площадка микропалеонтологът не е много претенциозен. Достатъчно му е да има остър поглед, за да определи търсения вид пластове, геоложко чукче, с което да отдели пробата, торбичка, в която да я сложи, молив и лист, за да опише точното място на своята находка… Трябва да може още и неуморно да се катери по скалите, безкрайно да се навежда над местата, които го интересуват. Това е работа за спортист, понякога и за алпинист — а често пъти в тази маса от камъни не се открива нищо ново и интересно. Но без такива ежедневни усилия не би имало и празници — с открития, над които всеки изследовател затаява дъх. Това е неписан закон във всяка област на науката.

Когато се връщат от Шарка, доц. Пацълтова забелязва от колата едно интересно по форма образувание.

— Моля ви, спрете за момент! Нека да взема нещо и оттук — отчупва част от един камък и го слага в чантата.

В лабораторията тя взема един къс от своята находка и го дава да се шлифова. За да наблюдавате под микроскоп късчето от подземния пласт, то трябва да е прозрачно — т.е. да не бъде по-дебело от няколко хиляди от милиметъра. За да се работи безопасно с пробата, тя се прикрепва към едно стъкълце. Едва тогава настъпва крайният етап от работата, при който се стига до резултата — понякога разочарование, понякога интересна гледка.

Доц. Пацълтова слага пластинката с лидита от Шарка под биологичния микроскоп. Минават часове на търпеливо наблюдение и фотографиране. Петдесет и осем пъти увеличение, двеста пъти, триста пъти, хиляда пъти… Да, там наистина има микрофосилии!

При наблюдаването на лидита с електронни микроскопи пред изследователя се открива многообразен свят. Тези апарати увеличават няколко десетки хиляди пъти, а с някои от тях едно избрано място може да се изследва в съвършена логическа последователност… И при това огромно увеличение доц. Пацълтова открива нещо, с което досега не се е срещала. Нещо, което не са виждали и нейните колеги по света. Кадрите от електронния микроскоп изобразяват меките части на микровкаменелостите и техните неорганични пазители.

— Съществуването на неорганични черупки показва, че по това време в атмосферата трябва да е имало кислород — обяснява палеонтоложката. — Организмът всъщност не е изразходвал всичката си енергия само за хранене и дишане, той може да с използувал част от нея за изграждането на своята защитна черупка. За съжаление не можах да открия повече такива късчета с така добре запазени микровкаменелости, макар че търсихме толкова старателно. Лидитът, който случайно намерих при снимането, е най-хубавият къс от пласт, който някога съм обработвала.

С това се обяснява големият интерес, проявен към тази находка на симпозиума по проблемите на възникването на живота, проведен през 1973 г. в Барцелона.

Специалистите се опитват да определят развитието и възрастта на живота по находките на вкаменели най-елементарни праорганизми. Микропалеонтолозите тьрсят тези далечни следи на живота в утаечните скали. Най-старите седименти са някои континентални върхове — в Южна Африка, около Големите канадски езера, в съветска Прибалтика, и Сибир и в Австралия. И палеонтологията е вървяла по пътя на геологията и астрономията. През миналия век учените са успели да открият в някои пластове вкаменели многоклетъчни организми, безгръбначни животни, мекотели, охлюви, трилобити, археоциатиди, които са преходни форми между гъбите и коралите… Всички тези вкаменелости произхождат от геологичния период, наречен камбрий. Според днешните изчисления Земята е преминала периода преди 570–500 милиона години. За сметка на това в пластове от предкамбрийския период учените не са намерили никакви следи от примитивни форми на живот. Ето защо са решили, че през първите седем осмини от съществуването на земното кълбо на него не е имало никакъв живот, че това е била епоха без живот — азойската ера.

Едва в края на миналия век на това схващане се противопоставят първите скептици, но без убедителни доказателства. Развитието на техниката след Втората световна война разширява възможностите на палеонтологията. Роля изиграват и други фактори. Геолозите разбират, че палеонтологията може да им помогне в търсенето на нови находища от природни богатства. И космонавтиката, чиято крайна цел е да открие върху планетите от слънчевата система микроскопичен живот или поне следи от него, се нуждае от познаване на всички земни микровкаменелости за евентуална сравнение и самостоятелни микроскопски методи на изследване.

Благодарение на натрупаните големи знания и опит в други области харвардският професор палеонтолог Елза Баргхорн открива нов начин на търсене на следи от най-стария живот на Земята, а впоследствие се включва в проектирането на „Аполо“. Като студент се е занимавал с астрономия, по-късно с химия и ботаника и накрая избира палеонтологията. Той написва докторска дисертация през 1941 г. и я защищава в Харвардския университет в Кембридж (Масачузетс). В началото на 60-те години около Горното езеро в САЩ той открива вкаменели остатъци от микроорганизми в пластове на възраст два милиарда години.

По-късно специалистите пренасят своите изследвания предимно в Африка. В Барбертонските планини в Източен Трансвал (Южноафриканската република) работят няколко групи микропалеонтолози от различни страни. През 1968 г. американската група, водена от А. Емглер, открива в пластовете Онвървахт вкаменелости, датиращи отпреди 3,35 милиарда години. Неговата сънародничка д-р Лу Наги донася оттам лидити, в които през 1971–1973 г. идентифицира микровкаменелости, датиращи отпреди 3,45 милиарда години.

Как е изглеждал този микроскопичен живот? Л. Наги описва три основни форми: овални пространствени форми с размери от 2 до 6-хилядни от милиметъра, свързани във верига с двойна стена; сфери и елипсоиди с размери под 0,5-хилядни от милиметъра, по-големите от които имат по един и повече отвори.

Тези следи от живот произхождат от пластовете Онвървахт. През 1970 г. английските биохимици Д-р Дж. Брукс и д-р М. Мюри установяват, че неразтворимото органично вещество кероген, което е получено от тези пластове, на практика има сходен химически състав с веществото, от което се състои външната обвивка на зрънцата на цветния прашец, спорите и някои водорасли. През същата година Брукс и Мюри доказват, че аналогични химични качества има и неразтворимото въглеродно вещество, получено от метеоритите. Дали това означава, че тези утайки и метеоритите имат общ произход? И че животът на нашата планета е възникнал благодарение на въглеродните метеорити? Това нямаше да е изключено, ако не беше се оказало, че метеоритите съдържат много по-тежък въглерод, отколкото е въглеродът в напластяванията на Земята. Първоначално не беше ясно дали откритите от Л. Наги вкаменелости са били живи организми, способни да се размножават, или са представлявяли преходна форма — пребионт. Последните изследвания на колектива под ръководството на М. Мюри доказват, че онвървахтовите микровкаменелости са били живи организми. Това заключение е свързано с хипотезата, според която днешната атмосфера, съдържаща 21 процента кислород, е възникнала чрез фотосинтеза на живи организми. Някои бактерии и водорасли притежават способността да освобождават кислород от неживата материя с помощта на вода и слънчево излъчване.

Над могъщата серия от пластове Онвървахт лежи друг земен пласт, чиято възраст е 3,2 милиарда години. Той съдържа сферични и влакнести микроорганизми, които имат много сходства с познатите форми на живота — преди всичко с бактериите и водораслите. Американски и западногермански учени откриха в тези пластове органични съединения — т.е. основа на живата материя.

През 1973 г. и съветските палеонтолози д-р А. С Лопухин и д-р П. В. Тимофеев в Прибалтика, на връх Алдан и в Хиндустан установиха микроорганизми в пластове, датиращи от 3 до 3,5 милиарда години. Според мнението на откривателите сферичните организми с фина микроструктура и с размери от 20 до 100-хилядни от милиметъра трябва да са били способни на фотосинтеза.

През 1978 г. в Австралия са открити нови микровкаменелости в почва, датираща от 3,5 милиарда години. Те са големи няколкохилядни от милиметъра и приличат на пробите от Южна Африка.

— Очевидно е, че откриването на още по-убедителни доказателства за съществуването на живот в най-ранния период от развитието на Земята няма да бъде лесно — казва доц. Пацълтова. — Необходими са ни още находки от други места, които трябва систематично и търпеливо да обработваме. А това изисква много време.

Първите представители на живота на нашата планета — вероятно бактериите и водораслите — може би са живели под водната повърхност. Там са се криели от смъртоносното въздействие па ултравиолетовото лъчение. Те непрекъснато са произвеждали кислород, който по-късно създава озоновия пояс, предпазват земната атмосфера от тези лъчи. Проникването на ултравиолетовото лъчение до земната повърхност е било задържано и преди това. Задържали са го радиационните пояси, възникнали при създаването на магнитното поле на Земята, което вероятно е плод на металното ядро на нашата планета. Всички тези прояви на създаването на „радиационната броня“ на Земята са станали преди около 4 милиарда години. — Отклоняването на ултравиолетовото лъчение от Космоса дава възможност да се развиват висшите форми на живот — констатира д-р Либъл. — Наистина, лъчението в някои периоди на развитието може да е било полезно — изменяло е генетичния код на еволюиращите организми, като по този начин възникват нови и нови видове. Повечето от тях са загинали, но тези, конто са оцелели, са се развивали правилно — непрекъснато са се придържали към главната еволюционна линия. И тук намира потвърждение Дарвиновата идея, че винаги оцеляват само най-способните. Господството на низшите едноклетъчни организми на Земята с продължило може би два милиарда години. Времето е било необходимо, за да се създаде такова количество кислород за околната атмосфера, което да ускори развитието на по-висши и изискващи повече кислород микроорганизми. Преди около 1,6 милиарда години това второ поколение е започнало да се развива — микроорганизмите имали вече клетъчно ядро, но са се размножавали по безполов път. Половото деление се е появило преди около 1,1 милиарда години. Тогава към топлолюбивите водорасли се прибавят зелените и кафяви водорасли и гъбичките. Американският палеонтолог д-р Дж. Шопф открива следи от няколко десетки вида в австралийската формация от натрупвания Битър Спрингс. Д-р Бъркнър и д-р Л. Маршъл предполагат, че през този период земната атмосфера е съдържала приблизително 5 на хиляда кислород. Преди 600–800 милиона години едноклетъчните организми са започнали да еволюират в многоклетъчни. От този период датира също Дивока Шарка и микровкаменелостите с неорганична обвивка, които намери доц. Пацълтова.

В края на предкамбрийскня период, преди 570–600 милиона години, многоклетъчните водорасли вегетират. Техните следи се откриват предимно в Сибир. От това време произхождат и най-старите микроскопични остатъци от животински организми — вероятно предшественици на медузите, членестоногите, иглокожите и мешестите. За бурното развитие на живота несъмнено допринася атмосферата, все по-богата на кислород, произвеждан от водораслите. Предполага се, че в това време нашата атмосфера е съдържала 15–50 на хиляда кислород.

— Теорията за образуването на кислорода в атмосферата и за нейната независимост от организмите засега се обяснява по най-приемливия начин с неравномерното развитие на живота на Земята — обяснява Б. Пацълтова. — Два милиарда години са минали, за да могат едноклетъчните организми да се развият в многоклетъчни и съдържанието на кислорода да се покачи до 15–50 на хиляда. През следващите 570 милиона години са се развили всички животински и растителни видове, а съдържанието на кислорода в атмосферата се е повишило на 21 процента.

Най-старите следи от живот на земното кълбо датират от времето преди 3,5 милиарда години. Дали това означава, че той се е зародил точно по това време?

— Не е изключено животът на Земята да продължава вече 4 милиарда години — осмелява се да заяви през 1969 г. д-р Ричард Йънг, тогавашен ръководител на секцията по екзобиология при Управлението за космически и приложни науки на центъра НАСА. Своята хипотеза той мотивира с това, че „е възможно от най-първите организми да не са останали никакви вкаменелости“.