Янтарная палеонтология

Сегодня палеоботаникам известен уже целый лес смолистых растений на разных континентах, которые дали начало самым разным янтарям. Но начало современной науке о янтаре и сохранившейся в нем фауне и флоре возрастом десятки и сотни миллионов лет было положено изучением балтийского янтаря.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

В 1742 году в Лейпциге вышла книга «Historia succinorum corpora aliena inuoluentium et naturae opere pictorum et caelatorum» («История янтаря, заключающего в себе инородные тела, а также природы в янтаре, запечатленной в рисунках и гравюрах») доктора Натанаэля Сенделя. Доктором он был в прямом смысле этого слова — городским врачом Эльбинга, небольшого городка на берегу залива Фриш-гаф (ныне это польский город Эльблонг на берегу Калининградского залива).

Увлечение янтарем было его хобби с детства, он был практически профессиональным «токарем» (Drechsler) по янтарю, как тогда в Германии называли обработчиком этого камня для музейных коллекций (с инклюзами, то есть с замурованными в янтаре древними животными и растениями). Благодаря этому увлечению он стал известным в Европе ученым, был избран членом Академии Священной Римской империи имени императора Леопольда для наблюдения природы (до недавнего времени Национальная академия наук Германии «Леопольдина», а с 2007 года Немецкая академия наук) и считается отцом-основателем янтарной палеонтологии.

Подарок королю

Его «Historia succinorum…» была довольно толстым фолиантом в 372 страницы с гравюрами на дереве и меди кусочков янтаря с инклюзами. Она оцифрована и свободно доступна в интернете, желающие могут посмотреть в ней гравюры. Последний раз один из сохранившихся экземпляров этой книги был продан в 2014 году на аукционе за €2,5 тыс. (при стартовой цене €1 тыс.).

Формально это был каталог коллекции доктора Сенделя из трех сотен янтарных инклюзивов, которую он то ли продал, то ли подарил королю Речи Посполитой и по совместительству курфюрсту Саксонии Фридриху Августу III. Продал или подарил — в этом польские историки пока до сих пор разбираются, но если и продал, то за символическую для такой коллекции сумму в 60 талеров.

Дело тут было тонкое. В конце XVII — начале XVIII века у европейских монархов стало модным иметь свои музеи природных чудес со всего света. Как известно, не избежал этого поветрия и наш Петр I, повелевший создать в Петербурге Кунсткамеру. Отец Фридриха Августа III Август II Сильный (он как-то порвал конскую подкову голыми руками), избранный польской шляхтой своим королем с оставлением при нем саксонского курфюршества, велел своему придворному лекарю Генриху Хойчеру привести в порядок его кунсткамеру в дрезденском дворце Цвингер, чтобы ему не было стыдно перед другими монархами.

Польша не была колониальной державой, зато ее балтийское побережье было богато янтарем, и Хойчер здраво рассудил, что помимо оправленных в золото половинок порванной королем подковы его кунсткамеру украсит обширная коллекция янтаря с инклюзами, по крайней мере этим она будет выгодно отличаться от всех остальных европейских музеев природных чудес. И Хойчер настойчиво попросил прибалтийских «токарей» по янтарю порадовать своего короля.

Те его просьбу уважили, тем более что Хойчер очень внимательно следил за их подношениями сначала Августу II Сильному, а потом его наследнику Фридриху Августу III и в итоге за свои старания стал фон Хойчером и «генеральным и специальным директором Научных галерей в Дрездене». Не столь завидная научная карьера, как у личного врача Анны Стюарт и Георга I сэра Ганса Слоуна, который своими коллекциями заложил основу Британского музея и стал баронетом и секретарем Лондонского Королевского общества (его президентом тогда был Исаак Ньютон), но тоже неплохая. Так что вполне вероятно, что, имея перед глазами такие примеры, доктор из глубокой польской провинции Натанаэль Сендель был больше озабочен перспективой своего карьерного роста в науке, а не талерами, которые он и так зарабатывал в достаточном количестве как городской врач. В известной мере его надежда сбылась, в конце концов Сендель был избран академиком прусской академии наук «Леопольдина».

В чем ошибался Сендель

В его «Historia succinorum…» присутствуют все признаки серьезной научной монографии. Сендель делит работу на три части. Первая, самая большая по объему, посвящена «истории» животных, заключенных в янтаре. Систематика Сенделя основана на их образе жизни (ordo naturalis): 1) летающие насекомые (Insecta volantia), 2) наземные и ползающие по земле (Insecta terra repentia et apoda) и 3) водные животные. При этом он допускает ошибки, непростительные для ученого даже для его времени. Например, ему непонятно, почему другие энтомологи относят муравьев, мух, пчел и шмелей к летающим животным, у него муравьи — ползающие животные. Правда, надо помнить, что тогда еще не было «Системы природы» Линнея, сразу снимавшей подобные вопросы.

Также следует не забывать, что в середине XVIII века еще не было ясности относительно возраста инклюзий в балтийском янтаре. Максимум, на что были готовы ученые,— это осторожно признать, что «их “захоронения” были защищены от разрушения “много сотен лет”». Представления Плиния Старшего и Тацита о том, что янтарь изначально является смолой деревьев и напоминает запах ели и что лесные животные завязли в древесной смоле, не воспринимались всерьез. К тому же, как считают современные историки науки, близость к Балтийскому морю породила представление Сенделя о том, что янтарь рождается в море. Он считал, что янтарь образуется в почве, точнее в морских отложениях, в так называемых древесных (vena succinea lignea) и клейких (vena succinea lutosa) прожилках «прозрачной и текучей нефти». А противоречие, что летающие или ползающие насекомые составляют большинство всех органических включений в янтаре, устранялось его тезисом о том, что насекомые заползали в прибрежные щели и полости янтарных ходов, где попадали в ловушку еще жидкой массы янтаря.

Пятнадцать лет спустя после публикации «Historia succinorum…» Сенделя, в 1757 году, за Плиния и Тацита пришлось заступиться Михаилу Ломоносову. Он в своей речи на собрании Санкт-Петербургской Императорской академии наук убедительно показал, что янтарь растительного происхождения и его можно рассматривать как ископаемую смолу и очевидно, что «насекомые и листья прикреплены к смоляному веществу деревьев… так как они все еще были жидкими, оставались висячими и постепенно покрывались и задерживались потоком этой очень вязкой влаги».

Смоляной лес

Ломоносова услышали не только в Петербурге. Спустя еще десять лет, в 1767 году, кёнигсбергский профессор Фридрих Самуэль Бок (ассистентом у него тогда работал Кант) в своей «Попытке краткой естественной истории прусского янтаря» наконец подводит итог и, используя тезисы античных ученых и Ломоносова о том, что янтарь рождается из древесной смолы, пишет о «Смоляном лесе» (Harzwald), который когда-то был там, «где сейчас бушуют волны». Позже его еще называли «Янтарный лес».

В 1850 году куратор ботанического сада в Бреслау профессор Генрих Гепперт, который оставил свой след в истории науки как человек, который первым рассмотрел под микроскопом остатки растительных клеток в угле и тем самым поставил точку в спорах о его происхождении, описал вымерший вид сосны Pinus succinifera (в дословном переводе «сосна янтареносная»). Именно из ее смолы, считал Гепперт, рождался янтарь, который в Древнем Риме называли «сукцинум», а сейчас называют балтийским янтарем.

На этом можно было бы поставить точку в истории янтаря и янтарной палеонтологии, если бы балтийский янтарь был единственным. Но к настоящему времени открыто уже около 200 месторождений янтаря. Он есть на всех континентах, кроме Антарктиды, но там его просто никто никогда не искал, и если хорошенько поищут, то, возможно, найдут.

Что такое янтарь

Наука о янтаре и его инклюзах, которую, несмотря на все свои ошибки и заблуждения, стронул с места доктор Натанаэль Сендель почти три века назад, сейчас далеко продвинулась вперед. Сегодня, согласно определению геологов, янтари (ископаемые янтареподобные смолы) — не просто окаменевшая смола сосны, а «продукт литогенеза смолистых веществ высших растений и относятся к высокомолекулярным полимерным соединениям группы панлипоидинов. Кроме непосредственно резинитов (смоляных тел), к ним относятся суберины, кутины, споринины, природные каучуки. Нет сомнения в их генетической связи с липтинитовыми компонентами торфов и углей».

Если знать, что слово «панлипоидины» придумал в 1974 году членкор Академии наук СССР, профессор кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ Николай Вассоевич для обозначения «всех форм липидного материала — липидов (жиров) и липоидов (жироподобных веществ: восков, стеаринов, фосфатидов и др.), жирорастворимых и нерастворимых, простых и сложных», становится немного яснее, что имеют в виду ученые.

Еще понятнее становится, если знать, что «резинит» — это древесная смола и воск, «суберин» — вещество, которое пропитывает клеточные оболочки, вызывая их опробковение, «спориниты» — это остатки спор растений, «кутинит» — окаменевшая кутикула растений. А про природные каучуки все знают. Это цис-полимер изопрена (его формула — (C₅H₈)n), ими богат млечный сок гевеи и одуванчиков. Химическая формула янтаря — C₁₀H₁₆O + (H₂S). Улавливаете сходство? Что же касается «липтинитов» торфа и угля, то это те же кутины, спорины и «раневые смолы», которые составляют от 5% до 15% многих углей и порождают «черный янтарь» — гагат, тоже ювелирный камень, имеющий, по мнению геологов, «генетическое родство» с янтарем, правда, довольно дальнее.

Возникает резонный вопрос: зачем геологам городить весь этот огород, или, говоря еще проще, зачем все это знать простому человеку? Причина тут тоже простая: затем, что янтарей много и все они разные. На сегодня геологи насчитывают от трех до пяти классов и внутри них от 13 до 23 разновидностей янтаря по химическому и структурному составу. Отличается янтарь и по цвету. Кроме привычного желто-оранжево-коричневого цвета, он бывает совсем светлый — от беловатого до бледно-лимонного цвета, бывает красным, зеленым и даже голубым.

И по возрасту он разный. Литогенез («рождение камня») янтаря начался 320 млн лет назад, в карбоне палеозоя (эры древней жизни). Этот самый древний янтарь поставил ученых в тупик, из которого они пока не видят выхода. По химическому составу он похож на смолы, которые выделяют цветковые растения, только появились цветковые растения в раннем меловом периоде, то есть 200 млн лет спустя.

Находки такого янтаря пока можно посчитать на пальцах одной руки. Интенсивный литогенез янтаря начался позже — в меловом периоде, примерно125–135 млн лет назад, и продолжался до раннего неогена (15 млн лет назад), особенно оживившись после мел-палеогенового вымирания 66 млн лет назад. Именно тогда начался литогенез «классического», самого распространенного в природе и в ювелирном деле балтийского янтаря. Как уже сказано выше, в 1850 году Генрих Гепперт описал вымерший вид сосны Pinus succinifera, из смолы которой рождался балтийский янтарь

Профессор Гепперт был абсолютно прав насчет этой палеогеновой сосны, но в 1980-е годы палеоботаники нашли еще несколько вымерших видов сосен — продуцентов такой же янтареносной смолы, а один вид, выделяющий живицу того же химического состава, японская зонтичная сосна, дожил до наших дней. Получается, что 40–50 млн лет назад не только в тех местах, где сейчас обнаружены залежи балтийского янтаря, был Янтарный лес, а точнее тайга из хвойных (голосеменных) деревьев, похожая на нынешнюю сибирскую тайгу, только субтропическая, климат тогда на Земле был гораздо теплее.

Пантропический янтарь

Очень похожая ситуация повторилась полтора века спустя с самым молодым по возрасту (15–40 млн лет назад) доминиканским янтарем, вторым в мире после балтийского по добыче (как раз в нем встречается голубой янтарь). В 1991 году ученые нашли и описали ископаемое дерево Hymenaea protera, из окаменевшей смолы которого произошел доминиканский янтарь. Оно росло в Западном полушарии, от Мексики до северной части Южной Америки. И это была уже не сосна, а цветковое растение, как каучуконосная гевея, только из другого семейства, не молочайных, а бобовых. А потом оказалось, что к роду Hymenaea относится еще полсотни видов бобовых растений в Центральной Америке и один вид, который в настоящее время встречается на восточном побережье Африки.

Исследование генетического материала, полученного из хлоропластов листьев H. protera из классического месторождения Ла Тока в Доминиканской Республике, дал, как пишут ученые, неожиданный результат: было обнаружено генетическое родство янтаря с биогеографически отдаленным восточноафриканской видом H. verrucosa. Таким образом, было доказано африканское происхождение производителя доминиканского янтаря и пантропическое распространение в миоцене производителя доминиканского янтаря H. protera.

Интересно также и то, что из двух самых распространенных в мире янтарей — балтийском и доминиканском — в последнем гораздо чаще встречаются инклюзы. На ювелирном рынке янтарь с мушкой (не важно ровесница она динозавров или всего лишь мастодонтов) стоит намного дороже янтаря без мушки, а янтарный кулон или перстень с куском кожи эоценового ежа едва ли вообще кто-то купит, какая-то непонятная дрянь в нем только портит камень. Для ученых же, наоборот, дороже всего янтарь с инклюзами как раз перьев, волос, кусочков чешуи и кожи позвоночных животных, потому что это крайне редкие находки, а находка янтарей с оторванной передней частью маленького геккона в нем и замурованной в янтаре целиком крошечной, меньше сантиметра в длину, древесной лягушки пока уникальны.

Ученые из Калининградского музея янтаря, МГУ и Балтийского федерального университета им. И. Канта в своей недавней публикации «Палеофауна доминиканского янтаря: современное состояние изученности, сравнительный анализ» показали, что данные по палеофауне доминиканского янтаря имеют очевидное сходство с таковыми для балтийского янтаря (25 общих родов насекомых), только «доминиканская» фауна ближе к современной. С учетом возраста того и другого янтаря вывод в общем-то ожидаемый.

Любопытно тут другое. «Уступая балтийскому янтарю по общему объему запаса и добычи, доминиканский янтарь значительно превосходит по встречаемости ископаемых организмов,— пишут ученые.— По нашим данным, в наиболее “насекомоносной” фракции слоистого янтаря количество камней с цельными включениями составляет не более 6%, в то время как встречаемость в доминиканском превосходит почти в десятикратном размере. Более того, содержанием включений в одном камне (так называемые сининклюзы) доминиканский янтарь превосходит балтийский в три-четыре раза».

Говоря по-простому, древние мошки встречают в каждом 15-м куске балтийского янтаря и каждом втором куске янтаря доминиканского. При этом в последнем в три-четыре раза чаще в одном и том же камне присутствует не одна мошка, а две, три и больше (или мошек там вообще нет, зато есть перья, волосы разных животных, хвоинки, кусочки древесины разных растений). Подобные находки позволяют составить картинку палеоэкологии, пусть неполную, но другие источники палеонтологических данных и такую не позволяют строить.

Балтийский янтарь имеет более чем 200-летнюю историю изучения, и в нем описано более 4,3 тыс. видов животных. В доминиканском за 30 лет найдено и описано более 520 видов насекомых. Иными словами, похоже, что главные открытия впереди. Причем не только в области классической палеонтологии. Здесь как раз возможности ученых ограничены: в янтарную смолу попадали только мелкие животные, практически все беспозвоночные и в основном членистоногие. Но в отличие от всех остальных фоссилий у них в янтаре достаточно хорошо сохранились мягкие ткани, что в последние десятилетия привлекает в янтарную палеонтологию молекулярных биологов и геофизиков.

Последних очень интересует состав пузырьков воздуха в янтаре, портящих ювелирное качество камня. А молекулярные биологи не так давно проанализировали кровь, которую пили вши, прежде чем влипли в янтарную смолу. Оказалось, что насосались они крови эоценовых обезьян, причем зараженных пироплазмозом. Заразили их именно эти вши или обезьяны были уже больны, вопрос пока остается открытым. Но понятно, какие горизонты открывает янтарная палеонтология на своем нынешнем этапе.

Ася Петухова