Fig. 24A.—(a) Joint of Crinoid injected with a Hydrous Silicate, Silurian, Pole Hill, New Brunswick. (× 25.)
(b) Spiral Shell injected with a Hydrous Silicate allied to Serpentine, near Llangwyllog, North Wales, (× 25.)
Теперь мы можем вкратце рассмотреть отношение доломита, или смешанных карбонатов извести и магнезии, к сохранению окаменелостей. Присутствие доломита или магнезиального известняка в этих пластах не влияет на вывод об их вероятном органическом происхождении. Эта форма известняка встречается в изобилии в более поздних формациях и даже образуется в связи с коралловыми отложениями в современном океане.
Дана показал это своими наблюдениями за наличием доломита на поднятом коралловом острове Матеа в Полинезии [20] при обстоятельствах, которые показывают, что он образовался в лагуне древнего кораллового атолла, или кольцеобразного острова, в то время как он обнаруживает, что кораллы и коралловые пески того же поднятого рифа содержат очень мало магнезии. Он заключает, что введение магнезии в консолидирующийся подводный коралловый песок или ил, по-видимому, происходило: «(1) В морской воде при обычной температуре; и (2) без участия какой-либо другой минеральной воды, кроме океанской»; но песок и ил были таковыми лагуны, в которой соленое вещество находилось в процессе концентрации путем испарения под воздействием солнечного тепла. Клемент совсем недавно занялся этим фактом в экспериментальном порядке и обнаружил, что, хотя в случае обычного кальцита это действие происходит медленно и несовершенно, с арагонитом, который составляет известковый каркас некоторых кораллов [21], и при температурах 60° или выше, оно происходит очень быстро и полно, образуя смесь карбонатов кальция и магния, из которой впоследствии может получиться чистый доломит, более или менее смешанный с кальцитом [22].
[20] «Кораллы и коралловые острова», стр. 356 и др.
[21] Арагонит, как и обычный известняк, представляет собой карбонат кальция, но его атомы, по-видимому, расположены иначе, что делает его менее стабильным соединением, и он имеет другую кристаллическую форму. Некоторые известковые организмы состоят из арагонита, другие — из обычного кальцита.
[22] «Бюллетень Геологического общества Бельгии», том ix. (1895, стр. 3). Также заметка в «Геологическом журнале», июль 1895 г., стр. 329.
Я считаю эти наблюдения чрезвычайно важными в отношении связей доломита с ископаемыми известняками, и особенно с известняками гренвилльской серии. Воды лаврентийского океана должны были быть гораздо богаче солями магния, чем воды современных морей, и температура была, вероятно, выше, так что химические изменения, происходящие сейчас в ограниченных лагунах, могли происходить на гораздо больших площадях. Если в то время существовали, как и в более поздние периоды, известковые организмы, состоящие из арагонита, они могли быть уничтожены путем превращения в доломит, в то время как другие, более устойчивые, сохранились, точно так же, как современная Polytrema или Balanus могли остаться, когда коралл, к которому они могли быть прикреплены, был доломитизирован или даже был полностью удален морской водой, содержащей углекислоту. Есть основания полагать, что это последнее изменение иногда происходит в глубоких частях океана в настоящее время. Это объяснило бы сохранение Eozoon и его фрагментов, когда другие организмы могли погибнуть, а также частое заполнение каналов и трубочек магнезиальным карбонатом.
Главный момент здесь, однако, для нашей цели заключается в том, что когда известковая раковина или скелет были таким образом инфильтрованы силикатом, они становятся неразрушимыми, так что любое изменение вмещающего известняка, не доходящее до его абсолютного плавления, не было бы достаточным для разрушения организма, однажды инъецированного кремнистым веществом. Таким образом, периодическое сохранение окремненных окаменелостей в сильно метаморфизованных известняках ни в коей мере не противоречит общему факту, что, если они не были сохранены путем кремнистой инфильтрации, они погибли, и это особенно касается тех, чьи скелеты состоят из арагонита.
Принимая во внимание эти факты, следующий вопрос заключается в том, какие ископаемые остатки мы должны ожидать найти в верхнелаврентийских породах, если предположить, что таковые в них сохранились? Ответ на этот вопрос вытекает непосредственно из фактов о последовательности жизни, отмеченных выше. Только морские беспозвоночные были прослежены до самого древнего кембрия, и только черви, губки и простейшие — до гуронского периода. Поэтому у нас не должно быть ожиданий найти остатки каких-либо позвоночных животных или каких-либо наземных беспозвоночных; и даже принимая во внимание более благоприятные условия по сравнению с гуронским периодом, о чем свидетельствуют мощные известняки и обильный углерод, мы вряд ли могли бы ожидать чего-то более высокого, чем некоторые из низших типов беспозвоночной жизни, такие как черви, гидроиды, кораллы и простейшие. Далее мы должны спросить, какие формы, возможно органические, были действительно найдены и какую информацию мы можем извлечь из них относительно начал жизни. Поскольку, однако, сделанные открытия были результатом большого труда и научных навыков, приложенных к этим старым породам, и связаны с репутацией нескольких выдающихся людей, ныне покойных, мы можем сначала вкратце обратиться к истории открытия предполагаемых окаменелостей в лаврентийских породах Канады.
Fig. 25.—Nature-print of an etched Specimen of Eozoon.
Showing the laminæ, a part of the natural margin, near which passes a diagonal calcite vein, and at the upper right-hand corner, fragmental material with casts of Archæospherinæ. The dark lines represent the chambers filled with serpentine, the white the calcite wall.
ИСТОРИЯ ОДНОГО ОТКРЫТИЯ
VI
ИСТОРИЯ ОДНОГО ОТКРЫТИЯ
W
Когда г-н Логан, впоследствии сэр Уильям Логан, приступил к Геологической съемке Канады в 1840 году, он обнаружил, что обширные и малоизученные регионы в северной части этой страны заняты гнейсовыми породами, сходными с древнейшими гнейсами Шотландии и Скандинавии, которым Мурчисон дал название «азойские» как породам, лишенным окаменелостей, в то время как они были «фундаментальным гранитом» или ур-гнейсом для большинства европейских геологов. Они, несомненно, находились ниже и были древнее самых старых ископаемых кембрийских пород как в Европе, так и в Северной Америке, и геологи по большей части довольствовались тем, что рассматривали их как примитивные породы, лишенные какого-либо геологического интереса, подобно тому как некоторые геологи Соединенных Штатов в настоящее время называют их «архейским комплексом» — название, которое покойный профессор Дана хорошо охарактеризовал как «термин отчаяния».
Логан, однако, был человеком, которого не могла запугать нерешенная проблема, даже если факты для ее решения приходилось искать в дикой местности, известной немногим, кроме предприимчивых трапперов, охотников и лесорубов; и вскоре он узнал, что эта древняя гнейсовая формация содержит и другие породы, помимо гнейса, особенно мощные и обширные известняки, и что ее пласты, по-видимому, имеют определенное расположение и могут быть прослежены на огромных территориях. Поэтому он занялся проблемой распутывания запутанного «комплекса» и с несколькими выносливыми помощниками потратил годы на кропотливое прослеживание его пластов вдоль русел рек и через горы, а также на картирование, способом, который никогда ранее не предпринимался, его отдельных членов, обозначая в то же время все это термином «лаврентийский», потому что он составлял массу холмов, лежащих к северу от реки Святого Лаврентия, называемых старыми французскими географами Лаврентидами, и отделяющих долину Святого Лаврентия и регион Великих озер от Гудзонова залива и Северного Ледовитого океана. Таким образом он заложил фундамент, который до сих пор остается непоколебимым, для геологии древнейших пород и подготовил путь для открытия форм, впоследствии названных Eozoon Canadense. В то же время доктор Стерри Хант, химик Съемки, проводил химический анализ собранных пород и минералов, и всем помощникам сэра Уильяма было поручено искать, особенно в известняках, все, что имеет вид окаменелостей. С другой стороны, доктор Карпентер независимо продолжал свои исследования низших обитателей современного океана и того, как поры их скелетов заполняются минеральным веществом, и любезно предоставил образцы для коллекций автора в Канаде. Открытие этой древнейшей окаменелости было, таким образом, не случайной находкой редкого и любопытного образца, а результатом нескольких объединенных линий кропотливых и искусных исследований.
Следующее уведомление о лицах и инцидентах, связанных с его открытием, взято из предыдущей публикации автора, лишь с небольшим изменением терминов, чтобы привести его в соответствие с текущей датой.
Первые образцы Eozoon, когда-либо полученные, насколько известно, были собраны в Берджессе, Онтарио, ветераном канадской минералогии доктором Уилсоном из Перта и были отправлены сэру Уильяму Логану в качестве минеральных образцов. Их главный интерес в то время заключался в том, что определенные пластинки темно-зеленого минерала, присутствующие в образцах, оказались, по анализу доктора Ханта, состоящими из нового водного силиката, родственного серпентину, который он назвал логанитом, но который, по-видимому, является смесью различных силикатов. Форма этого минерала не подозревалась как имеющая органическое происхождение. Несколько лет спустя, в 1858 году, другие образцы, иначе минерализованные минералами серпентином и пироксеном, были найдены г-ном Дж. МакМалленом, исследователем на службе Геологической съемки, в известняке Гранд-Калюме на реке Оттава. Они, по-видимому, сразу поразили сэра У. Э. Логана своим сходством с силурийскими окаменелостями, известными как Stromatopora, или слоистые кораллы, и в то время совершенно неопределенной природы, хотя предполагалось, что они родственны некоторым видам современных кораллов. Он показал их г-ну Биллингсу, палеонтологу Съемки, и автору с этим предположением, подтвердив его проницательным соображением, что, поскольку образцы из Оттавы и Берджесса были минерализованы разными веществами, но были схожи по форме, было мало вероятности, что они являются просто минеральными или конкреционными. Г-н Биллингс был, естественно, не склонен рисковать своей репутацией, утверждая органическую природу таких образцов; и мое собственное предложение заключалось в том, чтобы их разрезать и изучить микроскопически; и что если это окаменелости, поскольку они представляли лишь концентрические пластинки, а не ячейки, они, вероятно, окажутся простейшими, а не кораллами. Несколько срезов было сделано соответствующим образом, но никакой определенной структуры обнаружить не удалось. Тем не менее, сэр Уильям Логан взял некоторые из образцов на собрание Американской ассоциации в Спрингфилде в 1859 году и выставил их как, возможно, лаврентийские окаменелости; но объявление было явно встречено с некоторым недоверием. В 1862 году они были выставлены сэром Уильямом некоторым геологическим друзьям в Лондоне, но он отмечает, что «мало кто был склонен верить в их органический характер, за исключением моего друга профессора Рэмси». В 1863 году был опубликован Генеральный отчет Геологической съемки, суммирующий ее работу к тому времени, под названием «Геология Канады», и в нем, на странице 49, можно найти два рисунка одного из образцов из Калюме, здесь воспроизведенных, которые, хотя и не сопровождались каким-либо специфическим названием или техническим описанием, упоминались как, вероятно, лаврентийские окаменелости (рис. 26 и 27).
Fig. 26.—Weathered Specimen of Eozoon from the Grand Calumet. (Collected by Mr. McMullen.)
Fig. 27.—Cross Section of the Specimen represented in Fig. 26.
The dark parts are the laminæ of calcareous matter converging to the outer surface.
Примерно в это время доктор Хант случайно упомянул мне, в связи со статьей о минерализации окаменелостей, которую он готовил, что он намерен отметить способ сохранения некоторых ископаемых деревьев и других вещей, с которыми я был знаком, и что он покажет мне статью в корректуре, чтобы я мог внести любые предложения, которые придут мне в голову. Читая ее, я заметил, среди прочего, что он ссылается на предполагаемые лаврентийские окаменелости под впечатлением, что органическая часть представлена серпентином или логанитом, а известковое вещество является заполнением камер. Я возразил против этого, заявив, что, хотя в ранее изученных срезах никакой структуры не было видно, все же мое впечатление заключалось в том, что известковое вещество является окаменелостью, а серпентин или логанит — заполнением. Он сказал: «В таком случае, не было бы хорошо переизучить образцы и попытаться выяснить, какой взгляд является правильным?» Он упомянул в то же время, что сэр Уильям недавно показал ему несколько новых и красивых образцов, собранных г-ном Лоу, одним из исследователей из штата Съемки, из третьей местности, в Гренвилле, на Оттаве. Предполагалось, что они могут пролить дальнейший свет на предмет; и, соответственно, доктор Хант предложил сэру Уильяму сделать дополнительные срезы этих новых образцов г-ном Уэстоном из Съемки, чье мастерство как препаратора этих и других окаменелостей часто сослужило хорошую службу науке. Через несколько дней после этого мне были присланы некоторые срезы, и они были сразу помещены под микроскоп. Я был в восторге, обнаружив в одном из первых изученных образцов, который оказался разрезанным параллельно пластинкам, красивую группу трубочек, проникающих в один из слоев кальцита. Здесь было доказательство не только того, что слои кальцита представляют истинный скелет окаменелости, но и ее родства с фораминиферами, чей трубчатый дополнительный скелет, как описано и изображено доктором Карпентером и представлено в образцах из моей коллекции, подаренных им, был явно того же типа, что и сохранившийся в каналах этих древних окаменелостей. Рис. 28 является точным изображением первой увиденной группы каналов, пронизанных серпентином.
Показав обнаруженные структуры сэру Уильяму Логану, он с энтузиазмом взялся за дело и приказал подготовить большое количество срезов, а впоследствии и декальцинированных образцов, которые были переданы мне для изучения.
Fig. 28.—Group of Canals in the Supplemental Skeleton of Eozoon.
Taken from the specimen in which they were first recognised. (Magnified.)
Fig. 29.—Canals of Eozoon, from same specimen,
(Highly magnified.)
Чувствуя, что открытие было чрезвычайно важным, но что оно встретит решительный скептицизм как со стороны геологов, так и со стороны биологов, я не ограничился изучением типичных образцов Eozoon, а приказал подготовить срезы
каждой разновидности лаврентийского известняка, измененных известняков из кембрия и силура, а также серпентиновых мраморов всех разновидностей, предоставленных нашими коллекциями. Они были изучены с помощью обычного и поляризованного света, а также при всех видах освещения. Доктор Хант, со своей стороны, предпринял химическое исследование различных ассоциированных минералов. Была составлена обширная серия заметок и камерных прорисовок всех наблюдаемых явлений; а для некоторых из наиболее важных структур были выполнены красивые рисунки покойным г-ном Г. С. Смитом, тогдашним палеонтологическим рисовальщиком Съемки. Результатом всего исследования было твердое убеждение, что структура является органической и, вероятно, фораминиферовой, и что ее можно отличить от любых чисто минеральных или кристаллических форм, встречающихся в этих или других известняках.
На этой стадии дела, и после демонстрации сэру Уильяму всех характерных проявлений в сравнении с такими конкреционными, дендритными и кристаллическими структурами, которые наиболее напоминали их, а также со структурой современных и ископаемых фораминифер, я предложил, чтобы дальнейшее ведение дела было передано г-ну Биллингсу как палеонтологу Съемки и как нашему высшему авторитету по окаменелостям древних пород.
Fig. 30.—Casts of Canals of Eozoon, in Serpentine.
Decalcified and highly magnified.
Fig. 31.—Group of finest Tubuli.
Highly magnified, from a micro-photograph.
Я был занят другими исследованиями и знал, что немало труда должно быть посвящено работе и ее публикации, и что можно ожидать некоторых споров. Г-н Биллингс, однако, со своей характерной осторожностью и скромностью отказался. Его руки, сказал он, были полны другой работы, и он специально не изучал микроскопические проявления фораминифер или минеральных веществ. Было окончательно решено, что я подготовлю описание окаменелости, которое сэр Уильям отвезет в Лондон вместе с заметками доктора Ханта, наиболее важными образцами и списками структур, наблюдаемых в каждом из них. Сэр Уильям должен был представить рукопись и образцы доктору Карпентеру, а также профессору Т. Руперту Джонсу в надежде, что эти выдающиеся авторитеты подтвердят наши выводы и выдвинут новые факты, которые я мог упустить из виду или о которых мог не знать. Сэр Уильям встретился с обоими джентльменами, которые дали свои показания в пользу органического и фораминиферового характера образцов; и доктор Карпентер, в частности, уделил много внимания предмету и разработал структуру тонкой трубчатости поверхностей пластинок или клеточных стенок, которую я ранее не различал из-за любопытной случайности с образцами. Г-н Лоу был отправлен обратно на Оттаву для исследования и как раз перед отъездом сэра Уильяма прислал несколько образцов из новой местности в Петит-Насьон, схожих по внешнему виду с образцами из Гренвилля, которые сэр Уильям взял с собой в Англию неразрезанными. Они идеально демонстрировали трубочки первичной клеточной стенки, которые я тщетно пытался разрешить в образцах из Гренвилля и которые я не видел до тех пор, пока они не были обнаружены доктором Карпентером в Лондоне. Таким образом, доктор Карпентер внес очень важный вклад в совершенствование исследований, начатых в Канаде, и на него легла большая часть их иллюстрации и защиты [23], насколько это касается Великобритании.
[23] В статьях доктора Карпентера, на которые ссылаются впоследствии. Проф. Джонс опубликовал умелое изложение фактов в «Popular Science Monthly».