Бактериальная палеонтология имеет интересное пересечение с астробиологией — на ее основе говорится, что в метеоритах найдены следы бактерий. Речь в данном случае идет об углистых хондритах, при этом следует отметить, что обсуждение биотических следов в хондритных метеоритах продолжается с переменным успехом более ста лет.
Новое слово вносят анализы с использованием электронной микроскопии — на микроскопическом уровне углистые хондриты достаточно похожи на строматолиты. Атлас изображений ‘Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах’ 2011 года наглядно это показывает — в духе найдите три отличия (ссылка ниже, доступно с сайта Палеонтологического института).
Логика простая. Если создание строматолитов бактериальными сообществами является общепринятым фактом, то следует также признать, что бактерии связаны с углистыми хондритами. Один из аргументов против биотического характера метеоритов связан с возможным загрязнением метеоритов земными бактериями. В данном случае этот аргумент не срабатывает, поскольку его применение в случае строматалитов — мол строматалиты возраста 3.5 млрд лет загрязнены современными бактериями — отвергается палеонтологами.
Следует отделить нахождение остатков микроорганизмов в метеоритах от вопроса попадания живых микроорганизмов на Землю. Аргументы за наличие следов бактерий в метеоритах показывают, что жизнь древнее Земли, поскольку углистые хондриты по возрасту оцениваются в более чем 4.5 млрд лет. Вопрос попадания живых микроорганизмов — это отдельная проблема. В данном случае интересны находки микроорганизмов в льдах Антарктиды, которые могли находится в состоянии анабиоза сотни тысяч лет.
Приведу ниже несколько цитат из разных статей. Начну с истории (цитаты из статьи Исследование внеземного вещества):
‘Существование внеземных «жизнеподобных» форм было достаточно широко принято до середины 60-х годов, и некоторые палеонтологи начали изучать проблемы систематического положения внеземных микрофоссилии. Однако последовала интенсивная критика, и противоречия, связанные с «организованными элементами», были такими сильными, что к середине 70-х годов большинство исследователей прекратили какое-либо изучение возможных микрофоссилий в метеоритах.’
Оказывается, что Гарольд Юри также (эксперимент Миллера и Юри) также изучал метеориты:
‘В 1966 г. Х.С. Юри (Urey, 1966) (лауреат Нобелевской премии по химии 1934 г.) сделал обзор доказательств биологических материалов в метеоритах. Он отметил, что в метеоритах встречаются органические субстанции, которые близко напоминают таковые из древних земных пород, что органика, встреченная в углистых хондритах, не напоминает ту, которая присутствует в современных загрязнениях. Юри отмечал: «…некоторые вещества в метеоритах, если бы их нашли в земных объектах, несомненно бы считались биогенными». ‘
Теперь цитаты из статьи Розанова Когда появилась жизнь на Земле?
‘Ещё в 1975 г., после выхода капитальной сводки Б. Надя об углистых хондритах, можно было бы утверждать, что в этих метеоритах содержатся фоссилизированные остатки организмов, как минимум, бактериального уровня организации. Однако научная общественность, особенно американские астрономы, встретили работы Надя и его коллег в штыки. Эта реакция докатилась до Европы и СССР, и изучение углистых хондритов в качестве источников биологической информации стало считаться неприличным.’
‘Сегодня же имеются результаты, однозначно свидетельствующие о наличии биогенных объектов в углистых хондритах. Очевидные и убедительные данные получены по метеоритам Мурчисон, Ефремовка, Мигей, Алаис, Алленда, а в самое последнее время – по метеориту Оргей … совершенно исключается земное происхождение этих образований, а характер морфологии не оставляет сомнений в их бактериальной природе.’
‘Весьма правдоподобной представляется идея о возможности переноса организмов в ядрах ледяных комет. Исследования организмов в антарктических льдах и вечной мерзлоте Сибири показали, что многие из них могут находиться в анабиозе миллионы лет и, следовательно, могут путешествовать в космосе длительное время и на большие расстояния.’
Академик Спирин задался вопросом ‘Когда, где и в каких условиях мог возникнуть и эволюционировать мир РНК?‘ Ответ:
‘Принимая во внимание все трудности и неудачи с экспериментальным моделированием синтеза компонентов РНК и самих РНК в абиогенных условиях и парадоксальные, противоречащие друг другу условия для обеспечения устойчивости РНК и ее способности к репликации в земных условиях, а также малый временной промежуток геологической истории Земли для возможной эволюции мира РНК в клеточные формы жизни, приходится обратиться к гипотезе панспермии, т.е. к идее космического происхождения жизни на Земле. В свете сказанного в предыдущем разделе встает очевидный вопрос: А не принесена ли уже готовая форма клеточной жизни на Землю как раз теми метеоритами, которые ее бомбардировали в период до 3,9 млрд. лет назад? или галактическими кометами немедленно после такой бомбардировки?’
‘Вместе с тем, если мы переносим мир РНК, его возникновение и его эволюцию в космос, то становится вполне позволительной агностическая позиция: мы не знаем и даже не можем себе представит тех условий, которые имеют место в различных местах Вселенной, и поэтому мы должны принять нуклеотиды, полирибонуклеотиды и мир РНК, а также, возможно, и первые клеточные формы жизни, возникшие из мира РНК, как творение неких неведомых нам условий и сил – творение, данное нам, на Землю, а может быть и на другие планеты и тела Солнечной системы, уже в готовом виде.’
В заключение отмечу, что если микроорганизмы попали на Землю в готовом виде, то нельзя исключить, что они продолжают по-прежнему приходить из космоса. Именно к такому выводу пришли убежденный сторонник пансперсии Фред Хойл и его коллега Чандра Викрамасингх. Они размышляли так — если из космического пространства поступают микроорганизмы и вирусы, то нельзя исключить, что они ответственны за эпидемии. На эту тему у них можно найти целую серию статей, что явно не способствовало улучшению взаимоотношения Хойла с научным сообществом.
Информация
М.М. Астафьева, Л.М. Герасименко, А.Р. Гептнер, Е.А. Жегалло, С.И. Жмур, Г.А. Карпов, В.К. Орлеанский, А.Г. Пономаренко, А.Ю. Розанов, Е.Л. Сумина, Г.Т. Ушатинская, Р. Хувер, Э.Л. Школьник, Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах, ПИН РАН, 2011.
Розанов, А. Ю., Р. Хувер, and В. И. Жегалло. Исследование внеземного вещества. Бактериальная палеонтология. М.: ПИН (2002): 136-155.
Розанов, А. Ю. Когда появилась жизнь на Земле? Вестник Российской академии наук 80, no. 5-6 (2010): 533-541.
Спирин, А. С. Когда, где и в каких условиях мог возникнуть и эволюционировать мир РНК? Палеонтологический журнал 5 (2007): 11-19.
Обсуждение
https://evgeniirudnyi.livejournal.com/261292.html
27.07.2021 Бактериальная палеонтология
В работах Заварзина увидел пародоксальное выражение бактериальная палеонтология. Как оказалось, такой курс лекций читают с начала века на кафедре палеонтологии МГУ. Все начинается со связи между циано-бактериальными сообществами и ископаемыми строматолитами. Первые существуют до настоящего времени — несмотря на малый размер микроорганизмы образуют достаточно большие маты и биопленки. Показано, что такие образования являются аналогами ископаемых строматолитов. Таким образом наличие древних строматолитов говорит о существовании микроорганизмов в те времена.
С другой стороны говорится, что микроорганизмы активно участвуют в образовании многих пород и минералов. По сути дела идеи Вернадского медленно, но верно дошли до сознания микробиологов, геологов и палеонтологов. В обзоре 2019 года говорится следующее:
‘Всесторонние бактериально-палеонтологические изыскания начались в 1922 г., когда В.И. Вернадский, исходя из структуры и геохимических особенностей различных осадочных пород, пришел к заключению: в геологической истории Земли не удается обнаружить периода, сколь угодно древнего, когда образование всех известных для него осадочных пород происходило бы заведомо абиогенным путем.’
‘Единомышленником Вернадского был А.Г. Вологдин … Направление своих исследований он назвал геологической микробиологией.’
‘Микробиологи “дозрели” до понимания идей Вернадского о геологической деятельности микроорганизмов лишь к концу 1950-х гг.’
‘В свою очередь, от геологической микробиологии в 1997 г. отпочковалась бактериальная палеонтология.’
Заварзин писал, что среди ученых есть согласие о том, что жизнь на Земле появилась как миниму 3.5 млрд лет назад и что ведутся обсуждения доказательств того, что она появилась 3.7-3.8 млрд лет назад. Согласно обзору 2019 года ‘Ископаемые микроорганизмы архея’ число 3.7-3.8 млрд стало уже общепринятым и что обсуждение новых доказательств сдвинулось до 4 млрд лет назад:
‘Анализ разнообразных данных показал, что первые бактерии (s.l.) появились к моменту прекращения метеоритной бомбардировки – около 4.0 млрд лет назад.’
Следует отметить, что Заварзин считал, что условия на Земле ранее чем 4.0 млрд лет назад были несовместимы с жизнью. Это утверждение вполне согласуется с тем, что геологи пишут об эоне Гадей — крайне непривлекательное время для жизни. Таким образом, на возникновение жизни практически не остается времени. Также интересно, что согласно обзору время появления эукаритов сдвигается назад, причем достаточно существенно к 2.7-3.0 млрд лет. Было бы интересно узнать, является ли эта оценка уже общепринятой или еще пока нет.
С.С. Абызов, М. Велш, Ф. Весталл, Е.А. Воробьева, А.Р. Гептнер, Л.М. Герасименко, Д.А. Гиличинский, Е.А. Жегалло, Г.А. Заварзин, Д.Г. Звягинцев, В.К. Орлеанский, М.Е. Раабен, А.Ю. Розанов, В.Н. Сергеев, В.С. Саина, Г.Т. Ушатинская, Р. Хувер, Э.Л. Школьник, Бактериальная палеонтология, Учебное пособие, 2002.
Астафьева, М. М. Ископаемые микроорганизмы архея, Палеонтологический журнал. – 2019. – № 3. – С. 15-26.