Окаменевшие пузырьки рассказали о жизни древних "производителей кислорода"
Находка возрастом 1,6 миллиарда лет, сделанная в Индии, раскрывает подробности бытия уникальных микробных сообществ, похожих на многоклеточные организмы. О достижении сообщает научная статья, опубликованная в журнале Geobiology командой во главе с Дональдом Кэнфилдом (Donald Canfield) из Университета Южной Дании.
Такие сообщества называются цианобактериальными матами. Это настоящая экосистема, включающая множество разных видов и несколько трофических уровней. В каком-то смысле мат можно даже назвать организмом, ведь уровень организации у него не ниже, чем у лишайника.
Современные разновидности матов и поныне благоденствуют в солёных лагунах многих морей мира. Население этого "микробного города" выделяет в окружающую воду минералы. Обычно это карбонат кальция, но есть и другие варианты. В результате образуется строматолит – "постройка" из минерализованного осадка. Древнейшие строматолиты имеют возраст 3,5–3,4 миллиарда лет и являются одними из самых ранних известных ископаемых.
Об устройстве древних, докембрийских матов учёные знают всё ещё недостаточно. Завесу тайны помогает приподнять недавняя находка.
"Трофей" палеонтологов представляет собой строматолит из апатита. Этот минерал входит в состав наших костей. Он же был основой древнейших минеральных скелетов.
В апатите найдены многочисленные хорошо сохранившиеся пустоты в виде пузырьков. Размеры их колеблются от 50 до 500 микрометров. Как полагают авторы, это были пузырьки произведённого цианобактериями кислорода, завязшие в липкой среде. Некоторые пузырьки деформированы, что указывает на то, что окаменевшая ныне масса первоначально была гибкой и пластичной.
К сожалению, газ из этих пузырьков давно уже улетучился. Так что образца "ископаемой атмосферы", увы, ожидать не приходится (хотя вообще подобные находки делались, правда, они были гораздо более молодыми). Однако тонкие особенности строения строматолита и его химический состав могут кое-что рассказать о жизни древнего сообщества.
Так, анализ выявил, что ископаемое имеет избыток изотопа углерода 12C по сравнению с 13C (что типично для материи, бывшей когда-то живой). Вещество, содержащее пузырьки, словно сплетено из множества тончайших нитей. Авторы считают это следствием жизнедеятельности нитевидных бактерий.
Тонкие чередующиеся пластинки из апатита и карбонатов – след ритма дня и ночи с преобладанием в экосистеме фотосинтеза и дыхания, соответственно. Благодаря этому менялся не только уровень кислорода, но и pH. Вообще, резкие суточные изменения pH и усиленное концентрирование фосфатов из внешней среды и приводили к осаждению апатита.
"В целом, это исследование предоставляет новое понимание экологии древних фосфатных строматолитов", – пишут авторы в научной статье.
Как показывают прямые измерения, современный мат – очень сбалансированная экосистема. Он производит ровно столько же органики и кислорода, сколько и потребляет. Если это же верно и для древних матов, то они не участвовали в кислородной революции. Зато, как выяснилось благодаря новому исследованию, эти сообщества могли играть важную роль в формировании фосфоритных пород, так что они всё-таки изменили лицо планеты.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о самых древних известных окаменелостях, первых следах жизни на Земле и древнейшем кислородном оазисе.