Бактерии, жившие на Земле около 4 млрд лет назад, оставили после себя микротрубки из магнетита.

Вряд ли стоит лишний раз подробно говорить о том, почему мы плохо представляем себе, как выглядела первая жизнь на Земле.

Гематитовые трубки, оставленные, по-видимому, древнейшими организмами, обитавшими вблизи океанических гидротермальных источников. (Фото: University College London.)

«Черный курильщик» – гидротермальный источник на дне океана. Жизнь на Земле, скорее всего, появилась рядом с такими источниками. (Фото: Ocean Networks Canada / Flickr.com.)

Генетика, молекулярная биология, биоинформатика позволяют определить те или иные черты самых первых живых организмов – где жили, откуда получали энергию – но чтобы представить их во всей полноте, желательно бы иметь на руках какие-нибудь останки. А с останками проблема: в отличие от динозавров, у самых первых жителей Земли не было скелета и вообще каких-либо твердых частей тела, которые могли бы пережить миллионы лет – то были мельчайшие одноклеточные существа, сгущения сложно организованной органики.

Тем не менее, какие-то следы жизни из древнейших времен биологам все же удается обнаружить. Один из самых известных примеров – строматолиты, окаменевшие остатки сложных бактериальных сообществ, называемых цианобактериальными матами.

Строматолиты – карбонатные образования из минерализованных остатков нижних слоёв бактериальной колонии, и они сравнительно устойчивы к геофизическим процессам: в прошлом году исследователи из Вуллонгонгского университета сообщили, что некоторые строматолиты, найденные в Гренландии, сформировались около 3,7 млрд лет назад. Однако этот рекорд оказался побит: на днях в журнале Nature была опубликована статья с описанием своеобразных микроскопических железистых трубок, которые могли сделать бактерии, жившие где-то 4,28–3,77 млрд лет назад.

Мэтью Додд (Matthew Dodd) и его коллеги из Университетского колледжа Лондона изучали древние кварцевые слои, раскопанные в канадской провинции Квебек, и обратили внимание на тончайшие нити из богатого железом минерала гематита. Эти образования оказались чрезвычайно похожи на те, что формируются под действием некоторых современных железоокисляющих бактерий. Древние микробы, подобно нынешним, могли бы приклеивать микрочастицы минерала к своей поверхности, делая из них дополнительную бронированную оболочку; нитчатая колония таких микробов вполне могла бы создать магнетитовую микротрубку.

Могли ли такие структуры появиться, так сказать, без участия жизни, только под действием какой-то особой температуры, давления и т. д.? Исследователи утверждают, что они попытались представить такую возможность, но все же пришли к выводу, что тут без живых организмов дело все-таки не обошлось. Кроме того, в тех же фрагментах породы нашли следы карбонатов и апатита, что обычно указывает на биологические процессы, которые тут когда-то происходили.

Наконец, судя по структуре этих кварцевых отложений, они сформировались вблизи гидротермальных источников – а ведь сейчас все больше накапливается данных в пользу того, что древнейшие организмы жили как раз рядом с вулканическими горячими источниками на дне океана; кроме того в таких же местах живут и современные бактерии, способные делать похожие трубки. Так что, по всей вероятности, мы имеем дело действительно с самыми древними следами жизни на Земле.

Здесь стоит еще раз вспомнить те древние строматолиты, о которых мы говорили в самом начале: они не только немного моложе новооткрытых железистых трубок, они еще и сформировались в других экологических условиях – не на дне, рядом с гидротермальными источниками, а на мелководье, где достаточно много света (в таких же условиях живут и нынешние цианобактериальные маты). Очевидно, жизнь, едва возникнув, стала осваивать самые разные экологические ниши, и, сравнительно быстро научившись фотосинтезу, перебралась в верхние слои моря.