Найдены удивительные окаменелости микробов, которым по 1,5 миллиарда лет

Впервые в истории исследователи смогли изучить форму микроорганизмов, которые населяли Землю около 1,5 млрд лет назад. Объёмные останки древнейших микробов имеют исключительное значение для понимания ранних форм жизни.


Международная группа учёных обнаружила старейшие на сегодняшний день на Земле объёмные микроскопические окаменелости (фоссилии). Изумительные следы древности сохранились в минералах из Волынского кварцевого рудника. Результаты опубликовали в журнале Biogeosciences.

Первоначальную форму микробов сохранил слой силиката алюминия толщиной в микрометр. Оболочка могла образоваться только в результате особого стечения геологических обстоятельств. Большинство предыдущих свидетельств о существования древнейших, докембрийских, микроорганизмов получались косвенными методами. Например, отыскивали их характерные отпечатки в породе или обнаруживали следы биологического разложения.


— Герхард Франц, профессор из Института прикладных наук о земле Берлинского технического университета.

Найдены первые окаменелые микроорганизмы, которые относящимися к так называемому «скучному миллиарду». Так прозвали миллиард лет, который предшествовал докембрийской революции новых видов жизни.

Поскольку более 600 миллионов лет назад у живых организмов не было скелетов, они фактически не могли сохранять свою форму — вот почему об этом периоде известно очень мало. В основном только в осадочных породах, то есть отложениях на морском дне, сохранились углеродные остатки микроорганизмов, которые затем были уничтожены в результате миллионов лет механического воздействия. И только потому, что формы жизни предпочитают более лёгкий изотоп углерод-12 более тяжёлому варианту углерод-13, стало вообще возможным предположить, что это когда-то был биологическим материалом.

Лишь недавно исследователи впервые обнаружили биологические соединения, такие как холестерин, в горных породах Австралии, которым 1,5 млрд лет и которые прямо указывают на первичные формы жизни. В других породах ранние микроорганизмы оставили лишь слабые отпечатки, по которым трудно различить форму.

Герхард Франц рассказал, что под электронным микроскопом учёные увидели в основном волокнистые структуры. Древние микробы — это либо тонкие нити, которые разветвляются, либо прямые объекты с небольшими выступами или вмятинами. Толщина их варьируется от 10 до 200 микрометров, а длина достигает нескольких миллиметров, иногда с тонким каналом посередине.



Это означает, что древнейшие микроорганизмы также можно увидеть невооружённым глазом. Особенно интересно, что исследователи также обнаружили несколько ранее неизвестных форм микробов. У них были структуры панцирной или сферической формы либо ветвистость, похожая на щупальца.

Анализируя изотопы углерода-12 и углерод-13 учёные также смогли доказать: их находки когда-то были живыми существами. Возраст окаменелых микробов измерили с использованием специального изотопного метода. Оказалось, что минимальный возраст окаменелостей — 1,5 млрд лет. Исследователи также обнаружили вещество хитозан в некоторых волокнистых объектах с помощью инфракрасной спектроскопии, а также с помощью электронного микроскопа — химические элементы висмут и теллур. Хитозан присутствует, как известно, и поныне в экзоскелетах насекомых, в панцирях ракообразных и в грибах.

Ряд признаков указывают на грибоподобные организмы. Однако это относится только к некоторым находкам, добавил Франц. Другие ископаемые микроорганизмы предположительно были одноклеточными или многоклеточными различного строения. Они, вероятно, жили с грибами в общей экосистеме.

Расположение окаменелых первичных микроорганизмов на гранитной породе в кварцевой шахте наводит на мысль как об их образе жизни, так и о причинах их исключительно хорошей сохранности. Даже сегодня микроорганизмы обитают на глубине до 3 км в земной коре, объяснил Франц. Они живут там без солнечного света на таких веществах, как фосфор, азот или двуокись углерода, некоторые из которых растворены в воде и движутся сверху вниз через трещины и расселины или уже присутствуют в земной толщи.

Микроорганизмы получают энергию для жизнедеятельности в результате химического взаимодействия с минералами. В гранитных пещерах Волынского кварцевого рудника такие колонии микроорганизмов, по-видимому, уже присутствовали вблизи поверхности Земли 1,5 миллиарда лет назад. А поскольку гранит содержит много фтора, под землёй при взаимодействии с водой и теплом образовалась сильно разъедающая плавиковая кислота, которая растворила много алюминия и кремния. Подобно гейзеру, этот раствор время от времени врывался в пещеры, покрывая микроорганизмы слоем силиката алюминия толщиной в микрометр. Конечно, в результате микроорганизмы погибли, зато в итоге прекрасно сохранились для науки, отметил Франц.

Тем не менее учёные пока что находятся только в начале пути, добавил он. Дальнейшие исследования и, возможно, новые находки смогут рассказать ещё больше о первичных микроорганизмах. Это могло бы дать новое представление не только о раннем развитии жизни на Земле, но, возможно, и о развитии жизни в экстремальных условиях на других планетах.