На заре жизни. Органический мир докембрия

На рис. 16 изображены столбики Kussiella kussiensis — широко распространенной формы из нижнерифейских отложений Урала и Сибири. Эти строматолиты имеют ровные вертикальные поперечно-ребристые столбики с округлым и эллипсовидным поперечными сечениями. Столбики разветвляются путем простого последовательного распадения более широких столбиков на более узкие. Краевые части слоев, слагающих столбик, иногда прилегают к его боковой поверхности, а чаще свисают по всему его периметру, образуя кольцевые карнизы. Это одни из наиболее древних строматолитовых построек на свете. Они встречаются в горных породах, имеющих возраст не менее 1400–1600 млн. лет.

Рис. 16. Форма строматолитовых столбиков (уменьшено в 3–4 раза)

1 — Kussiella kussiensis, нижний рифей; 2 —Baicalia baicalica, средний рифей; 3, 4, 6 — верхнерифейские строматолиты; 3 — Minjaria uralica; 4,6 — Gyrnnosolen ramsayi; 5 — Linella avis, вендский комплекс

Строматолиты группы байкалия имеют похожие на картофелины, узловатые, крупнобугристые столбики, расположенные вертикально или наклонно в пласте. Поперечное сечение столбиков округлое или овальное, часто с неровными, волнистыми краями. Столбики разветвляются на два или несколько новых с характерными пережимами в местах ответвления: столбик резко суживается, а потом снова расширяется. Краевые части слоев обычно плотно облекают боковую поверхность столбиков, но иногда свисают с их краев наподобие козырьков различного размера. Эти постройки особенно характерны для отложений среднего рифея в интервале примерно от 1300 до 1000— 900 млн. лет.

Очень характерны для среднего рифея, особенно для его верхней части (лахандинского горизонта), строматолиты группы якутофитон (см. рис. 8). Это — сложная постройка, состоящая из центрального вертикального столбика, который образован коническими слоями (подобные постройки называются конофитонами), отходящими от него во все стороны веточками-столбиками, похожими на байкалии.

Но, пожалуй, наиболее разнообразны строматолиты верхнего рифея. Чаще всего среди них встречаются субцилиндрические столбики с гладкими боковыми поверхностями, без карнизов или козырьков. Иногда это ровные субцилиндрические столбики с довольно редкими разветвлениями на два или три новых столбика. Такие строматолиты в зависимости от деталей их строения называются миньяриями (боковая поверхность ровная и гладкая), юрюзаниями (столбик окружен как бы своеобразной пленочкой, сквозь которую проходят и выдаются по краям столбика отдельные козырьки) или катавиями (боковая поверхность несет крупные или мелкие бугорки). Еще более сложноветвистые постройки имеют строматолиты группы гимносолен. Эти гладкие столбики с округлым или овальным поперечным сечением, обычно непостоянного диаметра, с раздувами и пережимами. Ветвистость сложная и частая, так что постройка напоминает иногда куст. В краевой части столбиков слои утоняются и плотно, часто многократно, облекают их боковую поверхность, без каких-либо карнизов или козырьков. Именно эти строматолиты сначала принимали за древние кораллы.

Отдельную и своеобразную группу составляют тунгус-сии, встречающиеся со среднего, а возможно, и с нижнего рифея. Для них характерна сложная ветвистость с обилием горизонтальных и полого наклоненных столбиков, от которых вверх и в стороны отходят столбики и желваки различной формы — цилиндрические, клубнеподобные или имеющие сложные и неправильные очертания.

Еще более сложную и прихотливую форму имеют строматолиты из группы линелла, характерные для самого верхнего подразделения рифея — вендского (юдомского) комплекса. Столбики этих строматолитов могут быть и клубнеподобными, и субцилиндрическими, с пережимами и раздувами, с ответвлениями разнообразной формы, среди которых преобладают остроконечные отростки-бугорки. Боковая поверхность столбиков обычно гладкая. Иногда слои многократно облекают столбики, образуя как бы многослойную оболочку вокруг них.

Сейчас описано не менее двух-трех десятков групп (морфологических родов) строматолитов, и даже краткая характеристика их заняла бы слишком много места. Очевидно, интереснее будет рассмотреть выводы, которые получаются при сравнении морфологии строматолитовых построек из разновозрастных толщ. Несмотря на большое их разнообразие, все же достаточно четко проявляется несколько закономерностей. Первую можно охарактеризовать так: усложнение формы построек. Прежде всего оно проявляется в усложнении способа ветвистости строматолитовых столбиков.

У куссиелл и других нижнерифейских строматолитов рост постройки начинается с широкого столбика, который постепенно и последовательно распадается на несколько более узких. Если посмотреть на такую постройку сверху, то в плане контуры верхних, более тонких столбиков нередко вписываются в более широкий контур нижнего столбика.

У среднерифейских строматолитов типы ветвистости более разнообразны. У байкалий преобладает разветвление на два, реже на три новых столбика с обязательным пережимом в месте ответвления. У якутофитонов, как уже упоминалось, имеется центральный стержень, образованный коническими слоями, от которого в стороны отходят клубнеподобные столбики-ответвления, тоже с пережимами в основании.

В верхнем рифее очень многочисленны сложные, похожие на кусты постройки, когда от одного «пенька»-основания отходит до десятка новых столбиков. У постройки, изображенной на рис. 16, таких ответвлений 12, и это не предел. В самых верхних горизонтах докембрия разнообразие и сложность постройки достигает, пожалуй, высшей степени. И цилиндрические, и клубнеподобные, и остроконечные столбики с вертикальными и наклонными веточками прихотливо переплетаются у линелл в одном куске строматолитовой породы. Сама сложность, само разнообразие внешней формы построек становится их отличительными признаками.

Конечно, это понятие «сложность формы» является не очень строгим и не исключает возможности субъективной оценки и выборочного подхода к материалу. Так, в верхнем рифее рядом с «12-главым» кустиком в биогерме могут быть и ровные неразветвляющиеся столбики или постройки, ветвящиеся на два-три новых столбика. В то же время в краевых частях куссиелловых биогермов нижнего рифея столбики, как и у всех биогермов, тоже расходятся веером во все стороны и похожи на тунгуссии, хотя и отличаются от геологически более молодых форм этой же группы. Характер ветвистости и общая форма построек являются важными диагностическими и возрастными признаками.

Другая закономерность выявляется при изучении контакта столбиков с вмещающей породой. Боковое ограничение столбиков у нижнерифейских куссиелл очень неровное, слои свисают с их краев кольцевыми карнизами, образуют своеобразные юбочки или выступы вокруг столбиков. У среднерифейских строматолитов боковая поверхность столбиков тоже неровная, бугристая, с выступами или навесами, но эти выступающие слои образуют не карнизы, а отдельные козырьки. Наконец, у верхнерифейских и более молодых строматолитов слои плотно прилегают к поверхности столбиков — и постройки выглядят ровными, гладкими. У самых молодых докембрийских и особенно у нижнепалеозойских строматолитов вокруг столбиков наблюдается своеобразная стенка, образованная слившимися тонкими краями слоев. Эта закономерность, установленная лет 10 назад И. К. Королюк для строматолитов Прибайкалья, полностью подтверждена для всех районов страны.

Наконец, последняя, третья закономерность намечается при сравнении внутреннего строения — текстуры и структуры строматолитовых слоев. Напомним, что текстурой называется соотношение отдельных участков горной породы, характеризующее однородность и неоднородность ее строения (слоистые, пятнистые, полосчатые и т. п.). Структурой называется взаимное расположение минеральных частиц внутри более крупных сгустков, слоев, комков и других текстурных элементов.

Мы уже говорили, что остатки водорослей, у которых можно было бы видеть клеточную ткань, встречаются в строматолитах исключительно редко. Но не сохраняясь целиком, водоросли все же влияли на распределение зерен и комков внутри карбонатных корок. Поэтому у одних строматолитов слои однороднозернистые, у других — узловатые, пятнистые, у третьих — пузырчатые, комковатые, а у четверых вообще слои плохо видны: все внутреннее пространство в столбике целиком заполнено комками и сгустками известняка.

Эти различия сохраняются и после того, как порода претерпит вторичные изменения — перекристаллизацию, окремнение, доломитизацию и др. Рассказывая о водорослевых остатках из Канады, мы уже упоминали, что вторичное окремнение иногда даже помогает сохранению первичной структуры. Чаще наблюдается обратное: вторичные процессы замазывают первичный структурный и текстурный рисунок и иногда стирают его целиком. Но обычно первичная структура и текстура играют роль своеобразной канвы, на которую накладывается «вышивка») вторичных процессов. Строматолитовую слоистость и некоторые детали строения слоев удается видеть даже в крупнозернистых мраморах.

О строматолитовых текстурах и структурах написаны десятки статей, и даже простое перечисление названий заняло бы слишком много места. Основной вывод из этих исследований состоит в том, что в одновозрастных отложениях встречаются одинаковые или очень сходные текстуры и структуры, а в разновозрастных — различные. В нижнем рифее преобладают так называемые ленточные текстуры и зернистые структуры: в постройках чередуются ровные слои, сложенные однородным зернистым известняком. В более верхних горизонтах рифея слои становятся неровными, узловатыми, иногда как бы смятыми или сгофрированными. Изучение их под микроскопом показывает, что они состоят из комочков и сгустков известняка, имеющих округлые и неправильно-узловатые очертания и неоднородную структуру. Эти признаки — тин ветвистости, форма построек, характер их бокового ограничения, структура и текстура слоев — и положены в основу нескольких схем классификации строматолитов, применяющихся у нас в стране и за рубежом. Нет необходимости перечислять эти схемы. Расскажу лишь о спорах, которые идут вокруг самого принципа классифицирования этих остатков.

Строматолиты нельзя сравнивать ни с видами, ни с родами водорослей. Это не скелеты и даже не слепки с органических остатков. Это — продукты жизнедеятельности водорослей. Так можно ли давать строгие научные названия? Многие исследователи отвечали на этот вопрос отрицательно. Нельзя присваивать латинские названия остатку, который образован несколькими видами водорослей, пусть даже сочетание этих видов вполне закономерно.

К счастью, нашелся прецедент. Лишайники не являются едиными организмами — это симбиоз гриба и водоросли. Тем не менее их успешно классифицируют. Латинские наименования дают и растительным ассоциациям (фитоценозам). Так сосновый бор, в подлеске которого преобладает черника, может быть назван Pinetum myrtyllosum (Pinus — сосна, Vaccinium myrtyllus — черника). Одинаковые, хорошо выдерживающиеся на огромных площадях строматолитовые постройки отвечают, очевидно, определенным симбиозам водорослей и бактерий. И они тоже могут и должны иметь одинаковые названия. Конечно, классификация эта не естественная, а формальная. Выделяются не биологические роды и виды, а морфологические группы и формы. Но она дает возможность как-то разделить на условные единицы все разнообразие строматолитов и использовать однотипные постройки для различных схем сопоставления одновозрастных отложений.