Текст книги "Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир"

Глава 15
Эмбриональная стадия Земли

Не только мощные отложения доломитов по всему миру отражают необычность морских обстановок эдиакарского периода. Особое место среди осадочных пород этого интервала и начала следующего, кембрийского, периода занимают фосфориты. Четвертая часть мировых запасов этого ценнейшего сырья для получения удобрений и горючих веществ (в прежние годы оно использовалось также для производства фотохимических реактивов) сформировалась в то время – 635–500 млн лет назад (рис. 13.2а). Содержание фосфата в пересчете на пентоксид фосфора (Р₂О₅) в месторождениях эдиакарско-раннекембрийского возраста (а их насчитывается более 350) составляет от 15 до 35 %, а запасы пяти самых крупных их них оцениваются более чем в 10¹⁰ кг для каждого (промышленными залежами фосфоритов считаются отложения, содержащие более 9 % пентоксида). Две другие эпохи фосфатонакопления приходятся на пермский период и на юрско-четвертичный интервал.

Именно юрские фосфориты в 1829 г. привлекли внимание геолога Уильяма Бакленда на южном побережье Англии. Он писал: «Свидетельство борьбы между собой обитателей нашей планеты, не пресекавшейся из поколения в поколение, – нетленный фосфатный помет, образовавшийся из их переваренных скелетов, который остался замурован в веществе и в фундаменте вечных холмов» – и позднее предположил, что фосфатизированный помет древних существ может использоваться для удобрения быстро истощавшейся почвы. Лишь когда его совету последовали во второй половине XIX – начале XX в. и в Центральной России стали разрабатывать залежи меловых фосфоритовых конкреций (минеральных, обычно округлых стяжений, которые образуются вокруг органических остатков), стало ясно, что масштабы фосфатонакопления вряд ли сопоставимы с деликатным механизмом их образования, предложенным Баклендом.

Советский геохимик Александр Васильевич Казаков в 1937 г. пришел к выводу, что фосфориты формируются иначе – в результате явлений, связанных с океаническим апвеллингом, как называют этот процесс теперь (англ. upwelling – подъем вод). Фосфор, как уже отмечалось в предыдущей главе, – один из важнейших биогенных элементов, без которого невозможно образование органического вещества, поэтому время его пребывания в океане ограничивается 10 000 годами: в виде ортофосфат-иона (РО₄^3–) весь элемент поглощается бактериями и водорослями. Поступает же он только за счет выветривания континентов, главным образом кислых силикатных минералов (потому фосфориты полностью отсутствовали в архее). Далее вместе с органическим веществом фосфат уходит в глубины и при разложении органики вновь возвращается в раствор. В современном океане благодаря органическому «дождю» в год накапливается до 21×10³ кг фосфата на 1 км². Обогащенные фосфатом холодные подкисленные донные воды как часть системы океанических течений поднимаются наверх у западных берегов континентов. Это и есть апвеллинг. В зонах апвеллинга, особенно у берегов Перу – Чили и Намибии, «созревает» новый обильный урожай фитопланктона, на котором развиваются личинки разных животных и т. д. – по всей пищевой цепочке вплоть до крупных моллюсков, ракообразных и рыб. Именно поэтому, хотя зоны апвеллинга занимают всего 12 % площади океана, на них приходится 50 % продуктивности океана, чем пользуется человек. Фосфат же отчасти возвращается на сушу в виде помета морских рыбоядных птиц – гуано, являющегося ценнейшим удобрением.

Не весь растворенный фосфат в зонах апвеллинга потребляется организмами: часть его реагирует с бикарбонатом и оседает в виде минеральных корок и конкреций франколита [упрощенная формула – Ca₅[PО₄, CO₃)₃F]. Этот процесс происходит на глубине 300–400 м, на переходе от внешнего шельфа к континентальному склону при насыщении поровых растворов ионами Са²⁺ и РО₄^3–. Именно к таким глубинам привязаны в большинстве своем фанерозойские залежи фосфоритов. Эдиакарско-кембрийские – другие. Они формировались в весьма мелководных условиях – там, где образовывался доломит, перекатывались валы оолитовых песков, накапливались ракушняки (кембрий), обитали цианобактерии и водоросли или росли строматолиты (рис. 15.1), что, в общем-то, неудивительно, ведь сероводородный слой был тогда намного ближе к поверхности. Все эти отложения тоже стали фосфатными в результате последующей циркуляции минеральных растворов. (Лишь микроструктура раковин и повышенное содержание в них кальция и магния свидетельствуют о первично арагонитовом или магнезиально-кальцитовом составе.) А строматолиты, видимо, сразу фосфатными и росли: в них нередко сохраняются остатки биоматов и бактериальных клеток, которые, как мы уже знаем, могли способствовать садке разных минералов, включая фосфатные.

Крупнейшие эдиакарско-кембрийские месторождения известны в Южном Китае, Вьетнаме, Монголии, Южной Сибири, Казахстане, Индии, Пакистане, Иране, Омане, Западной Африке (от Алжира до Сенегала и Буркина-Фасо), Бразилии, Австралии. Все эти регионы располагались на периферии большого южного материка Гондваны, который состоял из Африки, Индийского субконтинента, Южной Америки, Австралии и Восточной Антарктиды: одни – на континентальном шельфе самой Гондваны, другие – на небольших массивах (микроконтинентах) и даже отдельных подводных горах между Гондваной и Сибирью. Ныне останцы микроконтинентов впаяны в горные массивы Монголии, Казахстана и Южной Сибири. Механизм апвеллинга, конечно, мог бы работать на подводных горах, некоторых микроконтинентах и в отдельных областях Гондваны. Но отнюдь не везде одновременно. Более того, повышенное содержание фосфата, а также скопление фосфоритовых конкреций и наличие тонких фосфатных пластов отмечается и там, где промышленных залежей фосфоритов нет: в Западной Европе (это, впрочем, тоже периферия Гондваны), Балтии (Северная и Восточная Европа), Авалоне (древний континент, включавший самые восточные части Северной Америки, Уэльс и Англию) и Лаврентии (остальная Северная Америка, Шотландия и часть Шпицбергена).

Отчасти своеобразие эдиакарско-кембрийского фосфатонакопления было связано с недавно закончившимися оледенениями: таяние крупных масс льда всегда приводит к сбросу в океан больших объемов биогенных элементов, миллионами лет скапливавшихся во льду в виде пыли. Не могло не сыграть свою роль и формирование Гондваны: в результате коллизии южноамериканских и африканских кратонов 650–590 млн лет назад появился внушительный Панафриканско-Бразильский суперхребет (6000 км длиной при ширине 400–800 км), а затем (580–515 млн лет назад) на стыке Африки с Аравией, Индией и Антарктидой – не менее протяженный Трансгондванский (8000 км длиной и до 1500 км шириной). Образовалось и несколько хребтов поменьше. Высокие темпы роста и одновременно эрозии горных массивов выявляет ползущая вверх изотопная подпись стронция, сопоставимая с аналогичной кайнозойской, отражающей вздымание Гималайско-Тибетского плато. Из продуктов разрушения только Трансгондванского хребта могло получиться 10 × 10¹⁰ м³ осадочных пород – достаточно, чтобы покрыть 10-метровым слоем, скажем, площадь современной Сибири. Кислые магматические горные породы, слагавшие ядра этих горных массивов, тоже служили источником фосфата, вымывавшегося в результате их выветривания. Наконец, история с доломитами показывает, что океан был по большей части закисный с низким содержанием сульфатов (рис. 13.2а, в, и). А ведь именно активные сульфаты препятствуют не только осаждению доломита, но и фосфатных минералов: вместо франколита из раствора выпадают гипс и ангидрит, забирающие ионы кальция.

Изучение состава фосфоритов того времени показало, что фосфор попадал на дно не только с органическим веществом (уж больно много фосфора накопилось – столько в органике нет), но и на «железном шаттле». Оксигидроксид железа (FеОOH) связывал ортофосфат-ионы и увлекал их на глубину. В бескислородном водном слое фосфат высвобождался (так как FеОOH реагировал с HS^–), концентрировался, и, поскольку этот слой находился недалеко от поверхности, любой подъем вод (т. е. формально опять же апвеллинг), особенно высокий прилив, приводил к насыщению мелководья фосфатом. Поскольку эта зона океана была сероводородной, здесь при окислении сульфида возникал избыток Н⁺, водный слой подкислялся и фосфатные минералы получали преимущество над карбонатом кальция. И на границе окислительно-восстановительных обстановок росли фосфатные корки, образовывались конкреции и происходила фосфатизация остатков организмов. Кроме того, как показали эксперименты, присутствие таких остатков ускоряло осаждение аморфного фосфата, который позднее кристаллизовался.

Однако в формировании и современных, и, вероятно, древних фосфоритов существенную роль играли нитчатые серные бактерии, плотные скопления которых покрывают тысячи квадратных километров континентального шельфа на краю окислительной и восстановительной зон. В кислородной среде они запасают для своих нужд NO₃^– и РО₄^3–, а затем на длительное время перебираются в сероводородную обстановку, где для удержания нитрата и полифосфата используют энергию, полученную при окислении HS^– до S⁰. После отмирания микробов гидролиз бактериального полифосфата ведет к быстрому осаждению франколита, кристаллы которого покрывают и чехлы самих бактерий, и остатки других организмов. Например, поселения современных гигантских бактерий тиомаргарит (Thiomargarita) в зонах апвеллинга способны накопить 0,05 кг фосфора на 1 кг сухого осадка, что соответствует месторождениям с 25 %-ным содержанием фосфата. Правда, это не нитчатая бактерия, а в эдиакарских фосфоритах встречаются именно фосфатизированные нитевидные чехлы с включениями серы.

С усилением аэрации океана в кембрийском периоде отложений фосфоритов становилось все меньше (они практически исчезли около 500 млн лет назад), фоновое содержание фосфата в отложениях сократилось в 8 раз, прекратилась и фосфатизация органических остатков.

Но прежде всеобщая фосфатизация всех и всего вызвала еще одно небывалое явление, которого не было ни до, ни после, – образование несметного числа фосфатных слепков. Эти слепки, своего рода посмертные маски, запечатлели не только внешний вид вымерших организмов, но их внутреннее строение вплоть до отдельных клеток и даже субклеточных структур – ресничек, некоторых органелл. Случилось это благодаря быстрому развитию микрокристаллов (менее 1 мкм длиной) франколита на органическом субстрате, в том числе на клеточных оболочках. В юрских, меловых и кайнозойских отложениях, в третью фазу фосфоритообразования, тоже возникали фосфатные слепки организмов с великолепно сохранившимися деталями тканевого и клеточного строения, но все это были достаточно крупные животные – рыбы, морские ящеры, птерозавры. Их распадающиеся ткани, наверное, и служили источником фосфата, как почти два века назад предположил Бакленд. Размеры же кембрийских и особенно эдиакарских ископаемых редко превышали 1 мм. Это могли быть даже эмбрионы и одноклеточные существа. Зато их число и масса в миллиарды раз превосходили любые скопления фосфатных слепков последующих периодов.

Важнейшие «залежи» таких остатков обнаружены в Южном Китае, Северной Монголии и Восточной Сибири. В раннекембрийских фосфоритах находят немало разных эмбрионов, в основном головохоботных червей и кишечнополостных, встречаются также мелкие членистоногие и их личинки, пятиустки, тихоходки, сохранившие все детали строения вплоть до мельчайших щетинок и пор (менее 1 мкм величиной); от крупных особей остаются только фрагменты конечностей менее 2 мм. Этот тип минерализации организмов получил название «эрстен» – по одному из шведских местонахождений, где был впервые установлен в 1960-е гг.

Самыми древними и интересными являются фосфориты Венъян возрастом 610–600 млн лет, в которых нашли фосфатизированные акритархи, красные водоросли, цисты (крепкие оболочки, в которых некоторые организмы пережидают неблагоприятные условия) и странные многоклеточные микроскопические шарики. Мощный, с десяток метров, пласт фосфоритов, относящийся к формации Доушаньтуо, залегает в горах китайской провинции Гуйчжоу. Пласт, конечно, разрабатывается для производства удобрений и, наверное, был бы весь уже исчерпан, если бы в нем не оказались эти окаменелости. Принадлежность встречающихся там ветвистых агрегатов из округлых телец (несколько миллиметров величиной) к красным водорослям определяется по отчетливому разделению таллома на коровый (внешний) слой и сердцевину, сложенные многочисленными призматическими клетками, а также по структурам, напоминающим карпогоны (женские органы размножения) и тетраспорангии (тетрада – четыре клетки, осуществляющие бесполое размножение) современных водорослей. Эти красные водоросли устроены намного сложнее, чем мезопротерозойские бангиевые, и, вероятно, представляют собой первые флоридеи. Округлые тельца (менее 1 мм размером) с полигональным узором на поверхности, скорее всего, являлись цистами планктонных многоклеточных водорослей: у них есть шипы на поверхности, обеспечивающие плавучесть, а внутри – тысячи мелких клеток, образовавшихся при палинтомическом делении (при таком делении по мере возрастания числа клеток их размер уменьшается). Причем, как у некоторых современных зеленых водорослей, в этих окаменелостях различаются репродуктивные клетки и неспособные к размножению соматические. Последние начинают делиться еще внутри цисты и образуют над новыми клеточными скоплениями свои оболочки. Подобные дочерние колонии специалисты назвали «матрешками».

А вот разгадать природу других многоклеточных шариков оказалось непросто. Эти микросферы (обычно 300–650 мкм в поперечнике), состоящие из еще более мелких сфер, были описаны как эмбрионы. Однако внешне так могли бы выглядеть и водоросли, и гигантские серные бактерии – обитатели зон апвеллинга, и даже естественные стяжения фосфатного минерала. С помощью фазово-контрастной синхротронной микротомографии некоторых венъянских микрообъектов в рентгеновском спектре излучения удалось увидеть, что неправильно-эллипсоидные 32-клеточные формы действительно напоминают эмбрионы со следами дробления на микромеры, сосредоточенные у одного полюса, и макромеры, цепочкой расположенные у противоположного полюса, ближе к «брюшной» стороне (рис. 15.2). В эмбрионах двустороннесимметричных животных такая цепочка предшествует закладке кишечника, тогда как микромеры дают начало покровным клеткам. Встречаются и другие возможные эмбрионы: у них на одном полюсе сосредоточены микромеры, образующие почти плоскую «кепочку», а на противоположном расположена пара гораздо более крупных макромеров. Такие эмбрионы благодаря неполному (меробластическому) дроблению дискоидального типа развиваются у разных современных животных, раннее развитие которых протекает через стадию богатого желтком яйца; желток и сосредоточен в макромерах, а микромеры делятся, как бы растекаясь тонким слоем по их поверхности и образуя подобие диска – «кепочки». Нечто, напоминающее желток с многочисленными слоями цитоплазмы, обнаружено и у венъянских эмбрионов.

Чьи же это эмбрионы и что их внезапно погубило (иначе бы они не окаменели)? Изучение минералогии микросфер и распределения в них химических элементов показало, что появление некоего подобия клеточных слоев являлось результатом посмертных преобразований минерального вещества. Это исключает принадлежность ископаемых к сложным эмбрионам. Хотя окаменевшие стадии раннего развития в целом напоминают дробление эмбриона у многоклеточных животных, нельзя исключить, что раннеэдиакарские моря населяли их предшественники, жизненный цикл которых на этих ранних стадиях развития и завершался. Кроме того, в последние годы открывают все больше удивительных черт у некоторых одноклеточных организмов (раньше большинство из них считали упростившимися из-за паразитического образа жизни грибами): у этих существ, которых вместе с многоклеточными животными и грибами объединяют в группу Holozoa (от греч. ολος – целый, совершенный и ζωον– животное), на определенных стадиях развития тоже образуется некое подобие эмбрионов, состоящих из нескольких клеток.

Проще ответить на второй вопрос, и то приблизительно: эмбрионы мог погубить именно подъем бескислородных водных масс на мелководье, где плодились организмы. А поскольку в этих водах была повышенная концентрация фосфата, эмбрионы и оказались законсервированными навеки.

Глава 16
Позднеэдиакарский перелом

Несмотря на преимущественно бескислородный – то закисный, то сероводородный – океан, жизнь в нем бурно развивалась. Об этом можно судить не только по фосфатным слепкам организмов из Южного Китая – одного из блоков, расположенных на северной периферии Гондваны. Там же, в формации Доушаньтуо, в самых верхних – черносланцевых – ее слоях встречаются многочисленные крупные сложноорганизованные бентосные (донные) водоросли, известные как биота Мяохе. Если венъянские бентосные многоклеточные водоросли – красные, то здесь представлены в основном зеленые и бурые. Всего в этой биоте известно порядка 20 разных видов. Примерно такое же разнообразие бентосных водорослей, но совершенно других, наблюдается в более древних (600–590 млн лет) черных сланцах Ланьтянь. Самые сложные из них напоминают членистые трубки, и поэтому их часто принимали за остатки древнейших червей. Однако, в отличие от червей, у ланьтяньских ископаемых был прикрепительный диск, а трубка состояла из водорослевых углеводородов. Учитывая, что росли они на дне в бескислородных условиях (Fe_а/ΣFe>0,38), то это были не просто водоросли, а хемотрофы или организмы, содержавшие хемотрофные (например, серные) бактерии-симбионты.

А в кремнистой нижней части формации Доушаньтуо обнаружены обильные акритархи. Причем, в отличие от более древних, раннеэдиакарские формы значительно крупнее: преобладают сферы 0,6 мм в диаметре против 0,2 мм. Усложняется и поверхность этих водорослевых оболочек, настолько, что среди таких акритарх палеонтологи пытаются распознать цисты животных. В целом в первой половине эдиакарского периода акритархи достигли максимальных размеров за всю свою историю и наибольшего разнообразия для протерозойской ее части. Вторая половина эдиакарского периода выдалась не столь удачной: разнообразие акритарх сократилось, проще стали оболочки, а средняя и максимальная размерность уменьшилась почти на порядок. Возможно, обеднение и упрощение фитопланктона было связано с оскудением фосфатного резервуара: все-таки и масштабы фосфоритонакопления, и фоновый уровень растворенного фосфата начали в то время понижаться (рис. 13.2а). Нуждавшиеся в фосфате бентосные и планктонные водоросли все чаще оказывались на голодном пайке. Или же крупные акритархи стали слишком лакомой добычей для новых одноклеточных врагов. Если потенциальный хищник намного больше жертвы, то оптимальной стратегией выживания являются мелкие размеры: преследование незначительной по размеру добычи энергетически себя не оправдывает (на мезо-кайнозойском этапе развития биосферы это правило скажется на максимальных размерах хищных динозавров и млекопитающих). Зато именно в это время начался расцвет огромных, в масштабах всей протерозойской эры, бентосных организмов, которых обычно именуют «эдиакарскими мягкотелыми», или вендобионтами. «Мягкотелыми» эти организмы можно признать только в том случае, если удастся доказать, что они были животными. А если нет? Скажем, всесветно распространенный белтанеллиформис (Beltanelliformis) дисковидной формы (0,2–9,2 см), которого долгое время считали медузой, сидячим полипом, в крайнем случае – прикрепительным диском других «мягкотелых» (рис. 5.2), оказался колонией бактерий… Выяснилось, что в его органической оболочке совсем нет стеранов – углеводородов, характерных для животных.

Именно к «мягкотелым» организмам принадлежат аспиделла с Восточного Ньюфаундленда, которую долго вообще отказывались принимать за окаменелость, и находки Реджиналда Спригга на Эдиакарских холмах, считавшиеся остатками животных, но кембрийских (рис. 16.1а). Лишь когда к Сприггу в Австралии присоединился большой коллектив палеонтологов и были заново изучены местонахождения Восточного Ньюфаундленда, Англии и Намибии, а советские палеонтологи Борис Сергеевич Соколов и Михаил Александрович Федонкин открыли богатейшие местонахождения подобных органических остатков на Зимнем берегу Белого моря и в украинской Подолии (позднее – на Урале и в Сибири), стало ясно, что вторая половина эдиакарского периода (578–542 млн лет) характеризовалась исключительным своеобразием в отличие от всего предыдущего протерозойского эона, а также от всего последующего фанерозойского. И своеобразие это заключалось в необычных организмах, существовавших только в то время и проживших около 35 млн лет.

Населяли же они моря всего мира: Восточный Ньюфаундленд и Англия – это кусочки небольшого древнего высокоширотного континента Авалона, Подолия и Беломорский регион (а также Урал) – два края высокоширотной Балтии, Сибирь – отдельный, целиком покрытый теплым мелким морем материк, запад Северной Америки – северный край Лаврентии, а Намибия (как территория Африки), Австралия, а также большая часть Западной Европы, Индия и Южная Америка – области южного суперматерика Гондваны, где-то вблизи северной границы которого располагались китайские блоки (Южный и Северный Китай, Тарим).

Поначалу эдиакарские «мягкотелые», достигавшие 2 м в длину или высоту, были описаны как медузы, моллюски, кольчецы, иглокожие, хотя похожи они на этих животных разве что на художественных реконструкциях. М. А. Федонкин был первым, кто обратил внимание на то, что многие из этих организмов имеют сходный тип сегментации – симметрию скользящего отражения (с полушаговым смещением условно левых сегментов относительно правых вдоль оси тела), не характерную для каких-либо многоклеточных животных (рис. 16.1, 16.2). (Такие формы часто и считают древнейшими червями и членистоногими.) Теперь эти псевдосегменты принято называть фрондлетами. Учитывая это важное отличие эдиакарских мягкотелых от настоящих многоклеточных животных и приуроченность их остатков к отложениям этого периода, немецкий палеонтолог Дольф Зейлахер назвал ископаемые формы со сложным рельефом, напоминающим рисунок стеганого одеяла, вендобионтами (Vendobionta). Это название, как более нейтральное, будет использоваться далее. Причем эдиакарские «медузы» оказались прикрепительными дисками более сложных лопастевидных вендобионтов, сидящих на стебельчатых основаниях.

Сходство вендобионтов между собой и их разница с многоклеточными животными определяются отсутствием ротового и анального отверстий, кишечника, каких-либо зооидов, щупалец или конечностей, а также неограниченным характером роста тела (как у растений или грибов). Причем новые фрондлеты закладывались асимметрично на одной, двух или даже нескольких конечных точках тела; в последнем случае вырастал веерообразный организм (и в этом вендобионты тоже напоминают растения и грибы). Но главное отличие проявляется во внутреннем строении – в пронизывающей все тело системе камер (иногда – каналов), что удалось выявить с помощью лазерного сканирования высокого разрешения и цифрового картирования. Эта система и придает поверхности вендобионтов облик стеганого одеяла. Такое же тонкое камерное строение наблюдается на трехмерных карбонатных слепках вендобионтов.

Камеры – открытые с одного, внешнего, конца, а вся камерная система напоминает фрактал: каждая из них расчленяется на более мелкие структуры, но строго определенным образом – структура второго порядка внешне подобна таковой первого порядка, только в меньшем масштабе, и т. д. (до пяти раз). Такие самоподобные фигуры обладают одним удивительным свойством: их реальная площадь значительно превышает топологическую. Внешний вид обманчив. Момент фрактального удвоения с образованием фрондлетов той же формы, но меньшего размера наступал, когда делящийся фрондлет дорастал до некоторой конечной величины, видимо опять же соответствовавшей определенному соотношению его площади и объема. Расчеты показывают, что фрактальное масштабирование увеличивало соотношение площади к объему в 1,4–3,7 раза, поддерживая его на уровне 1 мм²/1 мм³. Это на целых от одного до четырех порядков ниже, чем у современных гигантских бактерий (например, у названной выше тиомаргариты). Толщина живой ткани, где происходил обмен веществ, при этом могла быть меньше 0,1 мм.

Поскольку бактерии являются осмотрофами (питаются растворенной в водной среде органикой, всасывая ее всей поверхностью), исключительно высокое соотношение площади поверхности тела к его объему позволяло и вендобионтам использовать тот же ресурс. Содержание растворенного органического вещества в эдиакарском океане, очевидно, в два-три раза превышало нынешний уровень, что определяется по изотопной подписи углерода: для углерода в карбонатах эта подпись имеет размашистый росчерк, но при этом соотношение его изотопов в керогенах практически не меняется. Это и означает, что объемы углерода, содержавшегося во взвешенном органическом веществе, намного превышали таковые, зафиксированные в минералах. Да и деться всей этой органике было некуда: чтобы быстро утонуть в плотных слоях воды, частицы должны достигнуть определенной размерности – более 0,5 мм, и, даже попав на дно, они не могли быть сразу погребены в осадке – биотурбаторы (животные, способные перерабатывать осадок) еще не появились (от греч. βίος – жизнь, образ жизни и τυρβάζω – мешать, мутить). С первым же волнением воды частицы, с трудом осевшие за годы, опять всплывали мутным облаком.

Вся поверхность осадка, где жили вендобионты, на нескольких десятках квадратных метров может быть покрыта особями одного и того же вида (на 1 м² от 30 до 150 и даже до 3000 экземпляров в случае аспиделлы). Причем это не единовременное скопление: сотни слоев осадка той же площади выглядят точно так же – все переполнено некогда живыми организмами. Такие очень плотные поселения, особенно если в них преобладали лопастевидные формы (от них и оставались прикрепительные диски – аспиделлы), создавали эффект «верхового потока» даже в местах со слабым течением. Верховой поток образуется, когда течение упирается в многоуровневую преграду и расслаивается. При этом между соседними слоями, перемещающимися с разной скоростью, возникают завихрения, которые ускоряют движение сопряженного слоя на верхней границе с препятствием. Препятствием и служили плотно росшие вендобионты. В этих условиях в выигрыше оказывались особи, чьи «макушки» достигали наибольшей высоты, если, конечно, они питались осмотрофно.

Биомеханические опыты с пластиковыми моделями лопастевидных стебельчатых вендобионтов в аквариумах показали, что «стеганая» поверхность направляла водный поток вдоль поверхности тела. Возникавшая при этом вибрация лопасти снижала нагрузку потока и одновременно усиливала водообмен с окружающей средой, способствуя осмотрофному питанию. А вот для фильтраторов вибрация – лишняя помеха, да и изолированные друг от друга фрондлеты тоже не способствовали развитию фильтровальной системы (для этого все тело должно быть пронизано системой каналов с закономерным размером сечения на входе и выходе водного потока). А трехлопастным, как некоторые вендобионты, фильтратор вообще быть не может: при таком строении образуются «мертвые зоны», куда течение не доходит.

В свою очередь, вендобионты, перемещавшиеся по дну (впервые такие формы появились около 558 млн лет назад), могли выедать – всасывать всей поверхностью – органическое вещество бактериальных пленок и биоматов: следы-отпечатки оставались именно в тех местах, где организм присасывался к поверхности биопленки. Биопленки могли служить не только источником пищи, но и кислорода: в современных малокислородных лагунах Венесуэлы насыщенность биоматов кислородом в дневное время в четыре раза превышает таковую водной среды. Фрактальная система камер могла помогать и в дыхании при низком уровне кислорода.

Отличались вендобионты не только своеобразным строением тела. Находки плотных поселений одного и того же вида на Восточном Ньюфаундленде, где эти организмы гибли под периодическими пеплопадами и сохранялись в прижизненном положении, выявляют у них необычный тип бесполого размножения. Достигнув определенной размерности (нескольких сантиметров), лежащий на дне вендобионт выпускал вокруг себя многочисленные столоны – трубочки, похожие на «усы-побеги», на которых начинали расти его точные копии, но меньшего размера. На этом развитие колонии не прекращалось: и материнский, и дочерние организмы продолжали увеличиваться за счет добавления новых фрондлетов, и в определенный момент, так и не обретя полной самостоятельности, отпрыски выбрасывали свои столоны, на кончиках которых начинали развиваться очередные копии «главы семейства». Иначе говоря, и колонии вендобионтов напоминали фрактальную структуру.

Следы передвижения эти организмы тоже оставляли очень необычные – дискретные, совершенно непохожие на следы ползания каких-либо животных (рис. 16.3). Но раз вендобионты перемещались, у них должен был развиться определенный аналог мускульной системы.

Все это свидетельствует об особом положении вендобионтов среди многоклеточных организмов. В свою очередь, распространение вендобионтов ниже фотической зоны океана – до глубины 1,5 км – исключает их водорослевую природу, а также наличие фотосимбионтов. Равно не имели они прямого отношения и к грибам или лишайникам, с которыми их иногда сравнивают, поскольку фрактальная система камер, характерная для вендобионтов, не имеет ничего общего с цилиндрическими гифами грибов.

Трудно сказать, были ли все вендобионты родственными организмами, т. е. представляли собой раннюю и полностью вымершую группу, близкую и к многоклеточным животным, и к грибам (т. е. к «заднежгутиковым», или Opisthokonta), но не являвшуюся предками ни тех ни других. Некоторые вендобионты, например кимберелла (Kimberella), несколько напоминающие моллюсков, судя по следам питания – глубоким веерообразно расходящимся царапинам на поверхности осадка, – скоблили пищу относительно твердыми зубами. Немного похожие следы оставляют своим зубным аппаратом – радулой – современные моллюски, когда соскребают бактериальные пленки (рис. 16.4). Другие вендобионты (Vendoconularia) – в форме перевернутой пирамидки – обладали шестилучевой симметрией и походили на некоторые древние сидячие медузоподобные организмы.