Ученые установили, что балтийский янтарь образовался из смолы вымершей сосны, описанной ими 175 лет назад.
Современные палеоботаники идентифицировали множество древних смолоносных растений по всему миру, ставших источником различных видов янтаря. Однако фундамент для развития науки об янтаре и заключенных в нем останках организмов возрастом в миллионы лет заложили исследования балтийского янтаря.
В 1742 году в Лейпциге вышла книга «История янтаря, заключающего в себе инородные тела, а также природы в янтаре, запечатленной в рисунках и гравюрах» доктора Натанаэля Сенделя. Он был городским врачом в Эльбинге (ныне польский Эльблонг). Увлечение янтарем с детства стало его хобби. Он был искусным обработчиком янтаря, собирающим коллекции инклюзов — древних животных и растений, замурованных в смоле. Это увлечение принесло ему известность в Европе, его избрали членом Академии Леопольдины. Сендель по праву считается одним из основоположников янтарной палеонтологии.
Подарок королю
Книга Сенделя представляла собой внушительный фолиант с гравюрами кусочков янтаря, содержащих инклюзы. По сути, это был каталог его обширной коллекции из трех сотен образцов. Эту коллекцию он то ли продал, то ли подарил королю Речи Посполитой и курфюрсту Саксонии Фридриху Августу III. Историки до сих пор спорят о характере этой сделки, но даже если она была продажей, то за символическую сумму.
В конце XVII — начале XVIII века среди европейских монархов было модно собирать коллекции природных редкостей. Петр I, например, основал Кунсткамеру в Петербурге. Отец Фридриха Августа III, Август II Сильный, поручил своему придворному лекарю Генриху Хойчеру упорядочить свою кунсткамеру в Дрездене. Хойчер решил, что коллекция янтаря с инклюзами станет уникальным украшением музея, поскольку Польша, не будучи колониальной державой, имела богатое янтарное побережье. Он обратился к местным янтарщикам, которые охотно поставляли ему образцы. Благодаря своим стараниям Хойчер получил дворянский титул и должность директора научных галерей. Возможно, Натанаэль Сендель, будучи городским врачом в провинции, тоже стремился к научному признанию и карьерному росту, а не только к финансовой выгоде. В итоге он был избран академиком.
В чем ошибался Сендель
Несмотря на свой новаторский характер, монография Сенделя содержала и ошибки. Он разделил работу на три части, большую часть посвятив животным в янтаре. Его классификация основывалась на образе жизни: летающие, ползающие и водные животные. Однако он допускал неточности, например, удивляясь, почему муравьев относят к летающим, ведь они ползают. Стоит помнить, что в то время еще не было общепринятой систематики Карла Линнея.
Кроме того, в середине XVIII века не было четкого понимания возраста инклюзов. Ученые лишь осторожно предполагали, что они сохранились «много сотен лет». Представления античных авторов, таких как Плиний Старший и Тацит, о том, что янтарь — это окаменевшая древесная смола, в которой увязли лесные животные, не воспринимались всерьез. Сендель ошибочно полагал, что янтарь образуется в морских отложениях, в «древесных» и «клейких» прожилках «прозрачной и текучей нефти». Он объяснял находки летающих и ползающих насекомых тем, что они заползали в прибрежные трещины и полости, где попадали в ловушку еще жидкой янтарной массы.
Лишь пятнадцать лет спустя, в 1757 году, Михаил Ломоносов в своем выступлении в Санкт-Петербургской Императорской академии наук убедительно доказал растительное происхождение янтаря как ископаемой смолы. Он объяснил, что насекомые и листья попадали в смолу деревьев, когда она была еще жидкой, и постепенно покрывались и задерживались этой вязкой субстанцией.
Смоляной лес
Идеи Ломоносова получили отклик. Через десять лет, в 1767 году, профессор Фридрих Самуэль Бок в Кёнигсберге, опираясь на тезисы античных ученых и Ломоносова, написал о «Смоляном лесе» (Harzwald), который существовал там, где сейчас плещутся волны Балтики. Позже его стали называть «Янтарный лес».
В 1850 году профессор Генрих Гепперт из Бреслау, известный своими исследованиями растительных клеток в угле, описал вымерший вид сосны Pinus succinifera, что в переводе означает «сосна янтареносная». Он считал, что именно из смолы этого дерева возник балтийский янтарь, известный в Древнем Риме как «сукцинум».
На этом можно было бы закончить историю, если бы балтийский янтарь был уникальным. Однако к настоящему времени обнаружено около 200 месторождений янтаря по всему миру, кроме Антарктиды (хотя там его, возможно, просто еще не искали).
Что такое янтарь
Наука о янтаре и его инклюзах, начавшаяся благодаря Натанаэлю Сенделю, значительно продвинулась вперед. Сегодня геологи определяют янтари не просто как окаменевшую смолу сосны, а как «продукт литогенеза смолистых веществ высших растений», относящийся к сложным высокомолекулярным полимерным соединениям. Они входят в группу так называемых панлипоидинов, термин, предложенный геохимиком Николаем Вассоевичем для обозначения всех форм жироподобных и жирорастворимых веществ растений.
К янтарям относятся резиниты (древесная смола и воск), суберины (вещества, опробковевающие клеточные оболочки), споринины (остатки спор), кутиниты (окаменевшая кутикула), а также природные каучуки. Химическая формула янтаря близка к формуле изопрена, основного компонента каучука. Существует также генетическое родство янтаря с липтинитовыми компонентами торфов и углей, которые включают те же смолы и кутиниты и составляют часть «черного янтаря» — гагата.
Понимание этой сложности необходимо, потому что янтарей много, и они разнообразны. Геологи выделяют от трех до пяти классов и до 23 разновидностей янтаря, отличающихся по химическому составу и структуре. Янтарь бывает не только привычных желто-оранжевых оттенков, но и беловатым, лимонным, красным, зеленым и даже голубым.
Различается и возраст янтаря. Самые древние образцы, обнаруженные в отложениях карбона (320 млн лет назад), ставят ученых в тупик, поскольку по составу напоминают смолы цветковых растений, которые появились на 200 млн лет позже. Интенсивное образование янтаря началось в мелу (125–135 млн лет назад) и продолжалось до раннего неогена (15 млн лет назад), особенно активно после мел-палеогенового вымирания 66 млн лет назад. Именно тогда формировался «классический» балтийский янтарь. Как упомянуто выше, Генрих Гепперт в 1850 году описал вымершую сосну Pinus succinifera как его источник.
Гепперт был прав относительно палеогеновой сосны, но в 1980-е годы палеоботаники выявили и другие вымершие виды сосен, producing такую же смолу. Более того, один современный вид — японская зонтичная сосна — выделяет живицу схожего химического состава. Это подтверждает, что 40–50 млн лет назад на территории залежей балтийского янтаря существовала не просто янтарный лес, а субтропическая тайга из хвойных деревьев, напоминающая современную сибирскую, но в гораздо более теплом климате.
Пантропический янтарь
Схожая история произошла с доминиканским янтарем — вторым по добыче после балтийского и самым молодым (15–40 млн лет назад), в котором, кстати, встречается голубой янтарь. В 1991 году ученые нашли и описали ископаемое дерево Hymenaea protera, смола которого стала источником этого янтаря. Это было уже не хвойное, а цветковое растение из семейства бобовых, родственное каучуконосной гевее. Позже выяснилось, что к роду Hymenaea относится около полусотни видов в Центральной Америке и один современный вид на восточном побережье Африки.
Генетический анализ хлоропластов H. protera из Доминиканы выявил неожиданное родство с африканским видом H. verrucosa. Это подтвердило африканское происхождение предка и пантропическое распространение H. protera в миоцене.
Любопытно, что в доминиканском янтаре инклюзы встречаются гораздо чаще, чем в балтийском. На ювелирном рынке янтарь с включением (например, насекомого) ценится выше, однако кулон с куском кожи древнего ежа, скорее всего, отпугнет покупателя. Для ученых же наибольшую ценность представляют именно редчайшие инклюзы позвоночных — перья, шерсть, фрагменты кожи. Уникальными считаются находки янтаря с частью геккона или крошечной древесной лягушкой целиком.
Исследование ученых из Калининграда, МГУ и БФУ им. И. Канта показало сходство палеофауны доминиканского и балтийского янтарей (25 общих родов насекомых), но «доминиканская» фауна ближе к современной, что ожидаемо, учитывая возраст. Уступая балтийскому по объему запасов, доминиканский янтарь значительно превосходит его по встречаемости ископаемых организмов. В балтийском янтаре с цельными включениями лишь около 6% образцов из «насекомоносной» фракции, тогда как в доминиканском их почти в десять раз больше. Кроме того, в одном куске доминиканского янтаря в три-четыре раза чаще встречается несколько инклюзов (сининклюзы), что позволяет получить более полную картину палеоэкологии.
Балтийский янтарь изучается более 200 лет, описано свыше 4,3 тысячи видов животных. В доминиканском за 30 лет найдено и описано более 520 видов насекомых. Очевидно, главные открытия еще впереди, и не только в классической палеонтологии, где возможности ограничены мелкими беспозвоночными. Прекрасная сохранность мягких тканей в янтаре привлекает молекулярных биологов и геофизиков.
Последних интересует состав пузырьков воздуха, портящих ювелирное качество камня. Молекулярные биологи анализировали кровь вшей, увязших в смоле, и выяснили, что те питались кровью эоценовых обезьян, причем зараженных пироплазмозом. Пока неясно, были ли обезьяны уже больны или их заразили эти вши. Но такие исследования показывают широчайшие горизонты, открывающиеся перед янтарной палеонтологией на современном этапе.
