Принимая такой взгляд, мы должны допустить, что группа денитрифицирующих (высвобождающих азот) бактерий является одновременно и накопителем в биосфере органического вещества. Этого нельзя хотя бы отчасти не связать с одновременным выделением сероводорода, т. е. с деятельностью сероводородных бактерий, разрушающих при этом белковые вещества отмерших клеток "кальциевых" бактерий.
Таким образом "немые", плотные, массивные и слоистые известняки, часто перекристаллизованные, лишенные, следовательно видимых остатков животных и растений, мы иногда имеем основание считать микробиогенными образованиями, биолитами, биокосными телами, что указывает на колоссальную роль кальциевых бактерий в формировании живого вещества - вообще органического вещества в биосфере. Если учесть, что эти организмы усваивают большую часть приносимого в моря и океаны с суши кальция (по Кларку, 577 670 000 т кальция ежегодно!), то живому веществу кальциевых бактерий будет принадлежать видное место среди породообразователей - концентраторов минерального вещества.
К "кальциевым" бактериям, по их роли в породообразовании, приближаются лишь карбонатные водоросли группы синезеленых, в ископаемом состоянии представленные изучаемыми нами строматолитами, скопления которых, особенно в древнейших отложениях, часто наблюдаются в виде слоев и толщ мощностью во много сотен метров. В протерозое и кембрии эти образования формировались в изобилии, местами до 40-50% по отношению к микробиогенным карбонатным породам. Синезеленые водоросли живут в тесном общении с различными бактериями, чаще с железобактериями. Формирование живого вещества здесь завершалось почти полной фоссилизацией остаточного материала в виде упомянутых строматолитов - продуктов их многолетней жизнедеятельности. Следует думать, что экзотермический характер реакции выделения твердого карбоната кальция в организме играл также свою роль и в энергетическом балансе некоторых древнейших водорослей, как это, несомненно, имело место в слоевищах мезозойских и более поздних кораллинацей.
В связи с отмеченным выше мы можем позволить себе по-новому взглянуть и на процесс накопления карбоната кальция многими беспозвоночными, например в виде раковин моллюсков, брахиопод, кораллитов кораллов, скелета археоциат, спикул известковых губок и т. д. Клетки мантий и соответствующих других тканей этих организмов, живших и живущих в той же морской среде, восстанавливая тот же бикарбонат кальция, должны получать и освобождающуюся при этом энергию. Мы можем вспомнить при этом о безобразно толстой, неуклюжей многослойной раковине некоторых современных и ископаемых устриц, о чем выше мы уже говорили. Такие раковины изучать очень интересно, можно видеть, как она развивается, как непрерывно утолщается корка за коркой, иногда даже без прямой связи с ростом мягкого тела животного. Чем вызвано это явление? Поскольку этот процесс непрерывен, хотя и идет в течение года с неодинаковой скоростью, он больше похож на процесс питания, чем на тенденцию к защите от механических воздействий извне. Некоторые ученые думают, что такой устрице нужно увеличивать свой вес, чтобы ее "не беспокоила" волна или течение. Естественный отбор мог бы создавать и такие организмы, но он бессилен создать упомянутую функцию мантии, если она не возникла в ходе эволюции данной группы для выполнения определенной физиологической задачи. А эта задача для карбонатотлагающих организмов - превращение бикарбоната кальция в карбонат (экзотермическая реакция!). Поэтому в жизненном цикле устриц предполагаемый нами источник энергии (вероятно, исторически первичный) занимает, по-видимому, видное место. В энергетическом балансе других животных, из числа вышеупомянутых, кроме кораллов, тоже постоянно отлагающих карбонат кальция, этот источник жизненной энергии, по-видимому, играет относительно скромную роль в виде "дара предков", в ходе эволюции иногда постепенно утрачиваемого.
Палеонтология дает нам немало таких примеров, до перехода к "бесскелетным" формам, как это намечается у некоторых археоциат к началу позднего кембрия, а также у кораллов.
Таким образом, для нас представляется весьма соблазнительным предположить, что все карбонатотлагающие многоклеточные организмы, не исключая и высших представителей животного мира (с фосфатами кальция в скелете), относятся к числу участвующих в процессе энергетического использования восстанавливаемого ими растворенного карбонатного вещества, т. е. к числу полуавтотрофных, в той или иной степени несвободных от этого примитивного древнейшего источника химической энергии. Исходя из этого, мы получаем новое представление о размахе взаимосвязи между живым и минеральным веществом природы, отличное от наших прежних представлений. При этом мы признаем, конечно, обломочное, а местами химическое происхождение многих известняков. Сидериты, магнезиты, доломиты и другие карбонаты имеют, по-видимому, лишь косвенную связь с деятельностью живого вещества.
В существующих учениях о рудных месторождениях и минералах миграция железа и марганца в земной коре и на ее поверхности часто трактуется в свете чисто химических процессов.
Микробиологические отложения окислов железа и марганца в наземных - дерновых, болотных и озерных условиях известны давно. В изучении этих образований принимали участие многие исследователи.
Поиски морских железобактерий, начавшиеся с экспедиций "Челленджера", вначале были безуспешными. Открытие морских железо-марганцевых бактерий было у нас осуществлено лишь В. С. Буткевичем. Тем не менее многие ученые не сомневались в том, что величайшие скопления железа в земной коре образовались биохимическим путем при незначительном участии в этом процессе водорослей. Так, В. И. Вернадский считал мезозойские железные руды Эльзас-Лотарингии и керченские третичные руды биогенными, вероятно, бактериальными, как и марганцевые чиатурские руды. Большинство исследователей железобактерий склонялось к взгляду, что наряду с биогенными скоплениями железа в осадке бассейнов отлагаются и хемогенные. Железобактерии проявляют жизнедеятельность в трубах водопровода, образуют конкреции на морском и озерном дне.
Биогенный путь состоит в окислении гидратов закиси железа и марганца, а также их бикарбонатов, с переводом, с помощью соответствующего фермента бактерий, двухвалентного железа в трехвалентное, при переработке колоссальных количеств закиси железа, выносимой из недр Земли подземными водами.
Мы предприняли поиски микробиогенных структур в железных и марганцевых рудах осадочных толщ различного геологического возраста, начиная с раннепротерозойского, а также в районах подобных руд первично магматогенного происхождения, в обломочных терригенных породах и в зоне выветривания массивных пород. Результаты оказались замечательными.
Изучая под микроскопом шлиф из образца железистого кварцита бедной руды Кривого Рога (докембрий), мы обнаружили массовые скопления чехликов железобактерий, заключенных в коллоидную кремнеземную массу, по-видимому, и сохранившую эту микробиогенную структуру сгустков окислов железа. Первичные гидроокислы железа в результате метаморфизма представлены теперь магнетитом. Такие же скопления ожелезненных клеток железобактерий в ассоциации с коллоидным кремнеземом мы открыли и в железистых сланцах гребенской свиты протерозоя р. Ангары, нижнего палеозоя хребта Каратау.
Бурые железняки, образование которых В. Линдгрен считал химическим, представляли для нас большой интерес. Мы изучали их по материалам Кокчетавского района в Казахстане, в отложениях, относимых к докембрию. Для всех изученных образцов руд происхождение оказалось общим. В них удалось ясно различить чехлики древнейших представителей железобактерий, из которых слагается вся масса руд. Размеры ожелезненных клеток близки к современным. Изучение бурых железняков и лимонитов многих других месторождений, до так называемых "железных шляп", формирующихся в поверхностных условиях при выветривании сульфидных руд железа, показало решительно то же самое. Все бурые железняки и лимониты прекрасно сохраняют свою микробиогенную структуру. При этом стало ясно, что жизнедеятельность железобактерий, типичных аэробов, осуществлялась и осуществляется и в недрах Земли, в зоне циркуляции кислородных вод. Обычные в магнетитовых месторождениях магматогенного происхождения бурые железняки показали ту же микробиогенную структуру и, следовательно, огромный размах этого процесса.
