Чтобы правильно интерпретировать данные палеонтологической летописи и выстраивать на их основе адекватные эволюционные реконструкции, недостаточно просто набрать как можно больше ископаемых. Нужно еще знать, от каких факторов зависят шансы организма попасть в палеонтологическую летопись. Выяснением этого вопроса занимается тафономия — наука о закономерностях захоронения и фоссилизации организмов. Напомню, что родоначальником тафономии был известный палеонтолог и писатель Иван Антонович Ефремов. Когда-то считалось, что у мягкотелых животных (тех, кто не имеет в своей анатомии минерализованных элементов) практически нет шансов сохраниться в ископаемом состоянии. Первые найденные лагерштетты (см. Lagerstätte) — местонахождения ископаемых с уникальной сохранностью, где порой сохраняются тончайшие анатомические детали не только твердых частей, но и мягких тканей, — поначалу считались огромной редкостью, своего рода тафономическим курьезом. Однако дальнейшие исследования показали, что на самом деле лагерштетты не так уж редки (просто надо уметь их искать). За последние две декады палеонтологи описали в 10 раз больше лагерштеттов, чем за предшествующее столетие: в 1997 году было известно лишь 53 лагерштетта, а в 2017 году — уже 670 (A. D. Muscente et al., 2017. Exceptionally preserved fossil assemblages through geologic time and space). Причины, по которым мягкотелым организмам удается избежать разложения (по-видимому, не так уж редко) и сохраниться в виде окаменелости, до сих пор не вполне понятны. Гипотез на этот счет предложено много — пожалуй, даже слишком много. Среди абиотических факторов, предположительно повышающих вероятность фоссилизации мягкотелых организмов, упоминают низкую концентрацию кислорода; колебания pH, вызванные разложением органики; осаждение на органических тканях железа, кальция или кремния; «алюминиевое дубление» органики (см., например: E. B. Naimark et al., 2016. Decaying in different clays: Implications for soft‐tissue preservation). К биотическим факторам относят отсутствие грунтоедов и биотурбации; быстрое «цементирование» поверхности осадка, ведущее к подавлению роста сульфатредуцирующих бактерий; способность некоторых глин блокировать размножение бактерий и адсорбировать литические ферменты; существуют и версии, связывающие хорошую сохранность, наоборот, с быстрым размножением определенных бактерий, ведущему, как предполагается, к отложению на поверхности органических тканей минеральной «посмертной маски». Такое разнообразие версий связано с тем, что мягкотелые организмы, судя по всему, могут фоссилизироваться в самых разных обстановках, и на это действительно влияет множество разных факторов. Можно ли найти в этом многообразии что-то главное, выделить общие принципы? В поисках ответа на этот вопрос коллектив российских биологов, химиков и геологов под руководством палеонтолога Елены Наймарк провел серию тафономических экспериментов на нескольких видах модельных мягкотелых организмов. Работа, продолжавшаяся более пяти лет, состояла из двух этапов. Первый этап был наиболее долгим. Авторы работали с Artemia salina, а точнее, с их личинками — науплиями, теми самыми, которыми аквариумисты кормят рыбьих мальков. Этот модельный объект привлекателен тем, что запас его неограничен, а кроме того, эти рачки оранжевого цвета, так что их легко можно видеть во всех осадках. Артемию захоранивали в толще различных осадков, а контроль оставляли просто в морской воде. И затем все опытные и контрольные пробирки стояли в темноте длительное время (от одного года до пяти лет — таких долгих тафономических экспериментов раньше никто не проводил). Ведь для консервации и начала фоссилизации мягкого тела требуется никак не день-два, а существенно больше. Нужно было только набраться терпения и не тревожить пробирки до конца экспериментального срока. А когда время инкубации закончилось, останки рачков и окружающий осадок подверглись всестороннему изучению. Рачков хоронили в пяти разных осадках, как следует растертых, чтобы частицы минералов были как можно меньше. По минеральному составу осадки были такие: монтмориллонит, каолинит, шамозит (см. Chamosite), клинохлор и искусственный кремнезем. Лагерштетты, по-видимому, были сформированы тонкими осадками подобного минерального состава. Впрочем, авторы не пытались в деталях имитировать реальные природные обстановки, в которых происходит фоссилизация мягкотелых: они искали именно «общие принципы» и выбирали осадки в основном по критерию химической чистоты доступных образцов (чтобы легче было потом понять, что именно происходит с осадком и захороненной в нем органикой). Эксперименты показали, что в осадках с захороненными рачками уже в течение первой недели разворачиваются сложные и разнообразные (зависящие от типа осадка) химические процессы. Это видно, в частности, по изменению цвета осадка. Например, в каолините, клинохлоре и шамозите вокруг каждого захороненного рачка формируются характерные светлые или темные пятна (рис. 2). В контрольных пробирках с таким же осадком, но без рачков, весь осадок, как правило, остается более или менее однотонным.

Осадок с захороненными в нем рачками становится «пестрым» не только по цвету, но и по своим химическим характеристикам, таким как pH. Разложение органики, идущее в толще мелкодисперсного, затрудняющего диффузию осадка, приводит к формированию замысловатых градиентов pH. Где-то локальные условия становятся более щелочными, где-то более кислыми. Эти градиенты зависят как от численности и пространственного распределения захороненных рачков, так и от свойств осадка. В ряде случаев это приводит к локальному разрушению глинистых минералов. Изменения структуры осадка авторы отслеживали при помощи калориметрического и термогравиметрического анализа. При разрушении минералов осадка раствор довольно быстро насыщается различными ионами, концентрация Al, Si, Mg, Ca, Fe резко подскакивает. Вот откуда берутся консервирующие и минерализующие элементы для начала фоссилизации отмершей органики — больше из самого осадка, а не из морской воды. Эти элементы из концентрированного окружающего раствора начинают взаимодействовать с органическими остатками, влияя на скорость их разложения и, возможно, на процесс начальной минерализации. В этих экспериментах, продолжавшихся все-таки не миллионы лет, а всего лишь годы, дело, конечно, не доходило до настоящей фоссилизации. И осадок, и бренные останки рачков оставались мягкими, не окаменевшими. При этом, однако, в некоторых осадках (особенно в монтмориллоните и каолините) многие рачки сохранились на удивление хорошо. Например, у некоторых экземпляров, пролежавших пять лет в монтмориллоните, отлично сохранилась и общая форма тела, и конечности, и кишечник, и даже микроскопические гребешки на щетинках антенн — фильтровальный аппарат, с помощью которого науплии ловят бактерий (рис. 3, f).

 В других осадках, например, в клинохлоре и шамозите, а особенно в контрольных пробирках, где рачки лежали просто в морской воде без всякого осадка, науплии сохранились гораздо хуже: большинство разложилось полностью, а от немногих «счастливчиков» остались в основном лишь невнятные ошметки. Конечно, мы не можем утверждать, что все экземпляры, которым удалось успешно «законсервироваться» в первые годы после захоронения, в дальнейшем непременно станут настоящими фоссилиями. Однако ясно, что их шансы на фоссилизацию несравненно выше, чем у экземпляров, от которых уже в первый год после смерти остались рожки да ножки. Остальное тут: https://elementy.ru/novosti_nauki/433744/Fossilizatsi..