Страница 3 из 11
Вообще говоря, у каждого отдельно взятого организма шансы попасть в палеонтологическую летопись весьма невелики, а особенно в, так сказать, “первозданном” виде, то есть с достаточно хорошей степенью сохранности.
Сразу же после смерти организма на него начинают действовать различные биологические, геохимические, механические и другие процессы, разрушающие остатки организмов.
И чем дольше они не погребаются в осадке, тем большим разрушениям подвергаются.
Даже будучи уже захороненными в осадке процессы разрушения остатков организмов не прекращаются.
Прежде чем ископаемые остатки организмов попадут на рабочий стол палеонтолога в виде окаменелостей — так сказать из “зоопарка” в “палеонтологический музей” — они проходят довольно сложный многоступенчатый путь, называемый некоторыми исследователями тафономическим циклом (
тафономия — это отрасль палеонтологии, которая изучает причины гибели организмов — как отдельных особей, так и целых сообществ — рассматривает процессы переноса, разрушения и захоронения в осадках остатков организмов, исследует и реконструирует процессы, протекавшие в земной коре — разрушение, изменение и фоссилизацию погребенных органических остатков; а кроме того, в тафономии изучаются современные процессы осадконакопления — главным образом, исследуется формирование биогенных осадков — распределение современных осадков, породообразование и т. д.).
В этом цикле выделяют четыре основных этапа:
I этап — скопление остатков погибших организмов на дне бассейна; II этап — их захоронение в осадке; III этап — фоссилизация или окаменение остатков организмов, погребенных в осадке; IV этап — выведение образовавшегося местонахождения окаменелостей на дневную поверхность в результате различных геологических процессов.
Этот тафономический цикл может “благополучно” завершиться только при выполнении определенных условий.
Во-первых, необходимо, чтобы эти этапы — особенно первые три — последовательно сменяли друг друга, полностью исключая выпадение хотя бы одного из этих этапов.
Во-вторых, суммарная длительность протекания первых двух этапов должна быть крайне незначительной, иначе остатки организмов будут довольно быстро разрушены в результате различных биологических, геохимических, механических и физических процессов [18, 43].
Рассмотрим процесс образования местонахождений ископаемых остатков организмов на примере некоего гипотетического водного бассейна (
это может быть и море, и озеро, и река, и болото), населенного многочисленными и разнообразными обитателями.
Любые организмы рано или поздно погибают и их остатки, различной степени целостности и сохранности, скапливаются на дне бассейна в результате разнообразных геологических, гидрологических и биологических процессов [44].
В составе посмертного сообщества или танатоценоза могут оказаться остатки организмов различного местообитания — не только водных, но и наземных — погибших в разное время, нередко в различные геологические эпохи.
Так в одном танатоценозе могут встретиться целые тела погибших организмов и их отдельные разрозненные части; различные образования, отделившиеся от организма еще при его жизни (
такие как, например, перья птиц; наружные скелетные структуры членистоногих, сбрасываемые в процессе развития индивида; листья, споры и пыльца растений и пр.)
; лишенные мягких тканей скелетные образования организмов (
например, кости, раковины, панцири, иглы, шипы и т. д.); следы жизнедеятельности организмов (
экскременты животных, выбросы грунтоедов и т. д.); некогда погребенные остатки организмов, оказавшиеся на поверхности дна в результате размыва ранее накопившихся осадков; и, наконец, переотложенные формы, т. е.
окаменелые остатки организмов, попавшие на дно в результате размыва горных пород — слагающих ложе и берега бассейна — либо расположенных на прилегающих территориях и принесенные в бассейн впадающими в него водными потоками [18, 43, 44].
Из сказанного уже становится ясным, что в составе танатоценоза могут быть как автохтонные (т.е.
находящиеся на месте своего обитания), так и аллохтонные — перенесенные на различное расстояние — элементы.
При формировании танатоценоза остатки организмов подвергаются разрушению под воздействием различных биологических, геохимических и механических факторов.
Среди них, пожалуй, наибольшее значение для палеонтологии имеет растворение скелетных образований различных растений и животных, в первую очередь, состоящие из карбонатов, кремнезема, целестина.
Некоторые органические вещества — такие как целлюлоза, хитин (
образующий наружные скелеты членистоногих и некоторых других беспозвоночных, а также входящий в состав клеточной стенки грибов и бактерий)
, спорополленин (основное вещество, из которого состоят споры и пыльца), кутин (
важнейший компонент кутикулы растений) и некоторые другие — значительно менее подвержены растворению, чем неорганические соединения.
Скорость растворения зависит от следующих факторов: температуры воды, количества растворенного СО2, величины окислительно-восстановительного потенциала (pH)
, минерального состава скелета, его массивности, времени, глубины бассейна и некоторых других.
Например, для растворения карбонатных раковин огромное значение имеет количество растворенного СО2.
Взаимодействующая с водой двуокись углерода образует угольную кислоту, растворяющую карбонат кальция.
Этот процесс протекает по реакции: СаСО3 + СО2 + Н2О —> Са(НСО3)2 В обогащенной органикой мелководной зоне моря двуокись углерода в значительном количестве образуется при разложении органического вещества в осадке и в водной толще.
В результате это может приводить даже к прижизненному растворению раковин беспозвоночных.
На больших глубинах, кроме этого, большое значение для скорости растворения карбонатных раковинок имеет недонасыщенность вод карбонатом кальция.
Переход от пересыщенных кальцитом вод к недонасыщенным происходит в пределах первых сотен метров от поверхности воды.
Кроме всего прочего, скорость растворения карбонатных скелетов значительно увеличивается с глубиной.
Существует даже уровень, называемый компенсационной глубиной карбонатонакопления, который разделяет карбонатсодержащие и полностью бескарбонатные осадки [20].
Интенсивному растворению подвергаются состоящие из аморфного кремнезема раковинки радиолярий, панцири диатомовых водорослей и силикофлагеллят, скелеты кремниевых губок.
Наибольшее влияние на скорость растворения кремниевых скелетов различных организмов имеют температура, pH, содержание растворенной кремнекислоты в воде, наличие на поверхности панцирей и скелетов защитных пленок органического и неорганического характера.
Например, на основании изучения диатомовых водорослей из проб, взятых в южной части Тихого и Индийского океанов (
в так называемом антарктическом поясе кремненакопления) было определено, что в результате растворения достигает дна всего лишь от 0,9 до 8 % исходного количества диатомей.
Кроме того, дна достигают только 1/3 — 1/5 от исходного числа видов, обитавших в поверхностных водах [26].
Сказанное относится и к остальным группам кремнеземпродуцирующих организмов.
Вообще, как показывают расчеты, границы раздела вода-осадок достигает лишь 90-99 % биогенного кремнезема [20].
У таких одноклеточных животных, как акантарии, вообще нет никаких шансов попасть в палеонтологическую летопись, поскольку их скелеты, состоящие из целестина (SrSO4)
, растворяются сразу же после гибели организма [13]. Весьма проблематичны шансы сохраниться в ископаемом состоянии у хрящевых рыб — акул, скатов, химер — поскольку хрящевые скелеты очень быстро растворяются.
Все, что остается от подобных животных в абсолютном большинстве случаев — это зубы, шипы и чешуи.
Несомненно, растворению подвергаются, особенно в морской воде, и обычные кости позвоночных животных и человека.
По крайней мере, известны довольно многочисленные находки остатков затонувших кораблей с сокровищами и без оных, однако, нам не доводилось слышать о каких-либо скелетных останках.
Кажется, и в затонувших вместе с экипажами подводных лодках тоже никаких останков моряков не находили, впрочем, литературы по этому вопросу нам найти не удалось, так что приходится довольствоваться лишь смутными воспоминаниями давних газетных публикаций.