Кәріптаста не сақталады

Табиғат өткеннің іздерін сақтаудың көптеген жолдарын жасаған: тасқа айналған қалдықтар, жыныстардағы іздер, мәңгі тоңда қалған организмдер. Алайда олардың ешқайсысы сақталу дәлдігі мен толықтығы жағынан кәріптаспен салыстырыла алмайды. Ежелгі ағаштардың қатқан шайыры болып табылатын бұл зат ондаған, тіпті жүздеген миллион жыл бұрын өмір сүрген жануарлар мен өсімдіктердің бейнесін бүгінгі күнге жеткізе алатын уақыт капсуласы іспетті. Кәріптас кесектерінің ішінде ғалымдар қанаттары бүлінбеген жәндіктерді, су тамшыларын, ежелгі ауа көпіршіктерін және тіпті ДНҚ фрагменттерін табады. Осындай қосындыларды зерттеу палеонтологияның ерекше бағытына айналған және ол ежелгі экожүйелер туралы түсініктерді қайта-қайта жаңартып келеді.

Кәріптас қалай тұзаққа айналады

Кәріптас ішінде не сақталатынын түсіну үшін алдымен оның қалай пайда болатынын қарастыру керек. Қылқан жапырақты және кейбір жапырақты ағаштардың діңінен ағатын шайыр ерекше химиялық қасиеттерге ие: ол тұтқыр, жабысқақ және ауада тез полимерленеді. Жаңа шайыр тамшысына түскен кез келген организм сол сәтте-ақ сыртқы ортадан сенімді түрде оқшауланып қалады.

Шайырдың кәріптасқа айналу процесі миллиондаған жылдарға созылады және бірнеше кезеңнен өтеді:

1. Алғашқы қату. Ағаштан ағып шыққан шайыр тез арада ұшпа компоненттерін жоғалтып, барған сайын қатая түседі. Осы кезеңде оның ішіне түскен объектілер оттегі мен ылғалдан толық оқшауланып, тұрақты күйде бекітіледі.
2. Шөгінді жыныстарда көмілу. Қатқан шайыр кесектері сумен шайылып, өзендер арқылы тасымалданып, теңіздердің немесе батпақтардың түбіне шөгеді. Онда олар шөгінді жыныстар қабаттарының астында қалып, қысым мен температура әсерінен әрі қарай өзгереді.
3. Полимерлену және тасқа айналу. Миллиондаған жылдар бойы шайырдың органикалық молекулалары ұзын полимер тізбектеріне бірігіп, ерімейтін әрі берік материалға айналады. Дәл осы химиялық тұрақтылық кәріптастың ұзақ сақталуына мүмкіндік береді: кейбір үлгілердің жасы 200 миллион жылдан асады.
4. Табылуы және алынуы. Геологиялық процестер кәріптас қабаттарын жер бетіне жақындатып, оларды шахталардан немесе теңіз толқындарының көмегімен алуға мүмкіндік береді. Бүгінгі таңда Балтық теңізінің жағалауы, Доминикан Республикасы және Мьянма кәріптас өндірудің негізгі аймақтары болып саналады.

Осылайша әрбір кәріптас кесегі — химиялық процестер мен кездейсоқ оқиғалардың ұзақ тізбегінің нәтижесі.

Жәндіктер мен өрмекшітәрізділер

Жәндіктер кәріптас ішіндегі ең көп кездесетін және ең жақсы зерттелген қосындылардың бірі болып табылады. Олардың хитин қабықшалары ұзақ уақыт бойы жақсы сақталып, дене құрылымының ең ұсақ бөлшектерін — қылшықтарды, қабыршақтарды және күрделі көздерді сақтап қалады.

Табылған түрлердің әртүрлілігі ғалымдарды таңғалдырады:

• масалар, ұсақ шыбындар және мошкалар кәріптас ішінде ең жиі кездеседі, өйткені дәл осындай ұсақ қосқанаттылар жабысқақ шайырға бірінші болып түседі;
• өрмекшілер, кенелер және шаянтәрізді өрмекшілер үлгілерде толық сақталып, аяқтарындағы қылшықтарға дейін анық көрінеді;
• құмырсқалар, аралар және аралар кейде шайырға топ-тобымен түсіп, олардың әлеуметтік мінез-құлқын қатып қалған қалпынан зерттеуге мүмкіндік береді;
• әртүрлі қоңыздар, соның ішінде жер бетінен әлдеқашан жойылып кеткен түрлер, жәндіктердің ең көп таралған отрядының эволюциясы туралы маңызды мәлімет береді;
• жасы шамамен 45 миллион жыл болатын Балтық кәріптасындағы термиттер соншалық жақсы сақталған, тіпті ғалымдар олардың ішегіндегі мазмұнды зерттей алған.

Ерекше құнды үлгілердің бірі — «мінез-құлықтық» қосындылар. Мұндай үлгілерде жай ғана жансыз дене емес, нақты әрекет сәті сақталады. Мысалы, бір кәріптас кесегінде өрмекшінің шыбынға шабуыл жасау сәті сақталған: шайыр шамамен 100 миллион жыл бұрын олардың күресін тоқтатып тастаған.

Өсімдік қалдықтары

Кәріптас өсімдік тектес материалдарды да жиі сақтап қалған. Шайыр бөлген ежелгі ормандардың фрагменттері көбіне оның ішінде бірге көмілген.

Өсімдік қосындылары бірнеше топқа бөлінеді:

• өсімдіктердің споралары мен тозаңы, олар ежелгі флора құрамын және белгілі бір дәуірлердегі климаттық жағдайларды қалпына келтіруге мүмкіндік береді;
• жапырақтардың, қылқандардың, гүлдердің және жемістердің фрагменттері, олардың жасушалық құрылымы мен химиялық құрамы сақталған;
• саңырауқұлақ мицелийлерінің жіптері мен споралары, орман экожүйелерінің тарихын зерттеуге мүмкіндік береді;
• балдырлар мен қыналар, олар ежелгі мекен ету ортасының ылғалдылығы мен жарық деңгейі туралы мәлімет береді.

Янтарьдағы гүлдердің табылуы ерекше қызығушылық тудырады. Жабықтұқымды өсімдіктер бор дәуірінде пайда болған және олардың ең ежелгі гүлдері дәл осындай қазба шайырда сақталған. 2017 жылы палеоботаниктер жасы шамамен 100 миллион жыл болатын мьянмалық кәріптас үлгісі бойынша гүлді өсімдіктің жаңа туысын сипаттады. Үлгіде тіпті тозаң жабысып қалған аталықтар да сақталған.

Омыртқалы жануарлар

Кәріптас ішінде ірі омыртқалы жануарлардың қалдықтары сирек кездеседі, бірақ дәл осындай табылулар ең үлкен ғылыми қызығушылық тудырады. Дененің ірі болуы мұндай тұзаққа түсе алатын организмдердің санын шектейді.

Ең қызықты табылулардың қатарында кесірткелер мен жыландар бар. Жасы шамамен 99 миллион жыл болатын мьянмалық кәріптас үлгілерінде қабыршақтары мен жұмсақ тіндері сақталған кесіртке денесінің фрагменттері табылған. Осындай үлгілердің бірі ежелгі рептилиялардың мүлде жаңа түрін сипаттауға мүмкіндік берді.

Ғылыми әлемде үлкен сенсация тудырған жаңалықтардың бірі — 2016 жылы жарияланған динозавр құйрығының табылуы. Ұзындығы шамамен төрт сантиметр болатын бұл фрагмент кішкентай целурозаврға тиесілі. Кәріптас ішінде тек сүйектер ғана емес, жұмсақ тіндер мен қауырсындар да сақталған. Бұл динозаврлардың қауырсындары болғанын дәлелдейтін алғашқы үш өлшемді айғақтардың бірі болып саналады.

Бор дәуіріндегі кейбір құстар да шайырға түсіп қалған. Мьянмалық кен орындарынан табылған кейбір құстардың қанаттары қауырсындардың толық құрылымын сақтаған — жекелеген талшықтары мен оларды біріктіретін ілмектеріне дейін.

Микроорганизмдер және биологиялық молекулалар

Кәріптас микроскопиялық объектілерді де сақтай алады, сондықтан ол ғылым үшін өте маңызды дерек көзі болып саналады. Зерттеудің бұл бағыты жаңа аналитикалық әдістердің дамуына байланысты қарқынды дамып келеді.

Кәріптас үлгілерінде келесі биологиялық объектілер табылған:

• жәндіктердің дене қуыстарында сақталған бактериялар; кейбір үлгілерде зерттеушілер тірі жасушаларға ұқсас құрылымдарды байқаған;
• шайырға түскен органикалық материалдың ыдырау процесінде сақталған саңырауқұлақтар мен қарапайымдылар;
• ДНҚ фрагменттері; генетикалық материалдың толық сақталуы әлі де пікірталас тудырғанымен, кейбір зерттеулер бірнеше миллион жылдық үлгілерден қысқа нуклеотид тізбектерін анықтаған;
• ақуыздар; масс-спектрометрия әдісі арқылы шайырмен бірге көмілген динозавр сүйектерінде коллаген сияқты құрылымдық ақуыздар анықталған.

Жойылып кеткен организмдерді қайта қалпына келтіру үшін кәріптастан толыққанды ДНҚ алу мүмкіндігі әлі де талқылануда. Көптеген мамандар генетикалық кодтың ұзын тізбектері миллиондаған жыл бойы сақталмайды деп есептейді. Дегенмен қысқа фрагменттер эволюциялық байланыстар туралы маңызды мәлімет береді.

Ауа көпіршіктері мен су

Кәріптас тек тірі организмдерді ғана емес, сонымен қатар жансыз заттарды — газ көпіршіктерін, су тамшыларын және минерал бөлшектерін де сақтап қалған. Олардың әрқайсысы ғылым үшін құнды ақпарат көзі болып табылады.

Кәріптас ішіндегі ауа көпіршіктері — ежелгі атмосфераның нақты үлгілері. Мұндай қосындылардың газ құрамын талдау белгілі бір геологиялық кезеңдердегі оттегі, көмірқышқыл газы және басқа газдардың мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді. Бор дәуіріне жататын үлгілер сол кезеңде атмосферадағы оттегі мөлшері қазіргі уақыттағы 21 пайыздың орнына шамамен 30 пайыз болғанын көрсетеді.

Кәріптас ішіндегі су тамшылары геохимиктер үшін ерекше қызығушылық тудырады. Сутегі мен оттегі изотоптарының арақатынасы арқылы шайыр түзілген кезеңдегі климаттың температурасы мен ылғалдылығын анықтауға болады. Бұл әдіс басқа геологиялық деректермен бірге өткен дәуірлердің климатын дәлірек модельдеуге көмектеседі.

Кәріптас — жай ғана әдемі тас немесе зергерлік материал емес. Ол — тіршіліктің шынайы мұрағаты, басқа ешбір қазба түрі бере алмайтын ақпаратты сақтап қалған табиғи архив. Әр онжылдық сайын зерттеу әдістері жетіліп келеді, сондықтан музейлерде бұрыннан сақталып тұрған үлгілер де жаңа құралдардың көмегімен жаңа құпияларды аша бастайды. Ғалымдар неғұрлым көне әрі бай кен орындарын тапқан сайын бұл жаңалықтардың ауқымы да ұлғая береді. Әрбір кәріптас кесегі — адам пайда болмай тұрып жазылған Жердегі өмір тарихының тұтас бір тарауы.