Эволюция биогеохимических функций биосферы

Геохимическая концепция биосферы позволила по-новому взглянуть на известные еще с середины прошлого века факты о таксономических различиях в химическом составе организмов.

Появилась проблема корреляции между элементным химическим составом организмов и осуществляемыми ими биогеохимическими функциями, а следовательно, и вопрос о взаимосвязи их эволюционных преобразований.

Один из основателей биогеохимии Самойлов в статьях 1908—1925 гг. (см.: Самойлов, 1929) выступил инициатором систематических исследований минерального состава скелетов и тканей ископаемых и современных организмов с целью реконструкции биогеохимических особенностей прошлых биосфер. В 1917 г. Самойлов предложил создать специальную науку — палеофизиологию (палеобиохимию), в задачу которой должны входить исследования биогеохимической деятельности организмов в прошедшие геологические эпохи.

В его классической статье «Биолиты»), опубликованной в 1921 г., следующим образом сформулированы главные задачи палеобиохимии: во-первых, поиск ископаемых организмов со специфическим химическим составом и специфическими биогеохимическими функциями, не встречающимися в современной биосфере; во-вторых, выяснение количественного соотношения в прошлых биосферах групп организмов с различным химическим составом и изучение изменения этих соотношений в ходе эволюции. Он считал, что при отсутствии фоссилизированных остатков изучение химического состава биолитов и закономерностей их образования является надежным способом для реконструкции биогеохимических функций организмов прошлого. Отличия же в химическом составе аналогичных биолитов, образовавшихся в различные эпохи, служат надежными показателями «количественных соотношений между организмами со скелетами различного химического состава» (1929, с. 65).

Самойловым была сделана попытка оценить геохимическую роль организмов в концентрации соединений бария, стронция, марганца, железа. Высказанные им предположения о биогенном происхождении целестина, барита, фосфоритов, кремнистых пород, железо-марганцевых конкреций вскоре были частично подтверждены в ряде зарубежных и отечественных исследований. Он полагал, что приуроченность какого-либо минерала к определенному периоду указывает на связь его генезиса с доминирующей тогда группой организмов. Так, ссылаясь на данные Р. Ланге, И. Вальтера, Г. Шнейдерхорна по пермским отложениям меди, он объяснял происхождения этих отложений доминирующим положением в морских сообществах перми организмов, у которых функцию переноса кислорода в крови выполнял не гемоглобин, а гемоцианин. Он предположил, что кремневая функция биосферы является наиболее древней.