Ученые нашли древних бактерий-целобионтов

Область в Южной Африке, где залегает Барбертонский зеленокаменный пояс.

Фотография: Danielle Zentner / Stanford

Группа ученых из Германии и Швейцарии обнаружила свидетельства существования древних целобионтов — микроорганизмов, обитающих в небольших полостях, в среднеархейских породах Барбертона. Исследование опубликовано в Geology.

Зеленокаменный пояс Барбертона в Южной Африке это вулканогено-осадочное образование, сформировавшееся в среднем архее — то есть в интервале 3,5-3,1 миллиарда лет назад. Ученые отобрали образцы пород группы Моодис — первых в истории Земли (3,2 миллиарда лет) кварцевых песчаников, отложенных в условиях мелкого моря. Песчаники перекрыты строматолитами — ископаемыми остатками бактериальных матов, также считающихся одними из самых древних земных организмов. При этом условия обитания бактериальных матов довольно сильно отличались от условий целобионтов — последние обитали в небольших защищенных от волнения замкнутых или полузамкнутых пространствах.

Подтверждением бактериального «заселения» песчаников Барбертона для ученых стали отпечатки на поверхности его внутренних полостей (в настоящее время заполненных кремниевым материалом), а также изотопный анализ материала, найденного в верхней части этих полостей. Отпечатки имели нитевидный характер — по словам ученых, это свидетельствует о том, что среднеархейские микроорганизмы были организованы в нитевидные структуры, подобно современным бактериям.

Также ученые провели масс-спектроскопический анализ изотопов углерода с использованием широко распространенного в палеонтологии параметра δ13CPDB, который для образцов барбертонских песчаников составил (—32,3-21,3) промилле. Так как для нефти этот параметр составляет (—30) промилле, подобные значения образцов свидетельствуют о том, что материал в полостях — органического происхождения.

δ13CPDB — это отклонение соотношения изотопов углерода 13C/12C от соотношения стандартного образца, которым служит белемнит из формации Peedee в Каролине (Peedee Belemnite, PDB). За эталон нулевого значения δ13CPDB принято аномально высокое отношение 13C/12C (0,0112372 промилле), проэтому для обычных материалов характерны отрицательные значения δ13CPDB.

Несмотря на то, что самые ранние свидетельства жизни на Земле датируются палеоархеем (3,6-3,2 миллиарда лет назад), они относятся именно к бактериальным матам — крупным биоценозами, располагающимся на дне водоема. Микроорганизмы, обитающие в полостях, по сути используют другую стратегию борьбы с губительным ультрафиолетовым излучением (в архейскую эру Земля еще не обладала озоновым слоем, защищающим ее от солнечных лучей), и по мнению ученых, составляют первые экониши, существующие на земле. Исследования германо-швейцарских ученых демонстрируют, что древние бактерии массово мигрировали в места, где они могли «прятаться» в полостях и тем самым спасаться от солнечных лучей.

Александра Стуккей

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.