Архивы, полные тайн: оказалось, в панцирях улиток спрятаны поразительные истории

Ученые из Квинслендского университета в Австралии нашли способ читать историю древних циклонов и других экстремальных погодных явлений по раковинам наземных улиток. Исследование, о котором рассказывает журнал The Holocene, раскрывает неожиданную связь между скромным моллюском и радиоуглеродными следами ядерных испытаний. Как же раковина улитки превратилась в архив климатических катастроф, и почему она даст фору годичным кольцам деревьев?

Лучше, чем у деревьев

Маленькая улитка появляется на свет уже с раковиной. Та твердая, защищает внутренние органы, но расти внутри спиральной трубки моллюск не может. Поэтому улитка надстраивает раковину снаружи, у края устья: когда тело увеличивается, специальный орган на спине, мантия, выделяет карбонат кальция. Материал соприкасается с внешним миром, кристаллизуется и застывает новым витком. Так раковина закручивается по спирали вместе со своей обитательницей.

Каждое новое кольцо карбоната кальция хранит подробности жизни улитки того периода, как годичные кольца у деревьев. В ходе нового исследования ученые изучали раковину улитки вида Figuladra bayensis. В некоторых кольцах они обнаружили повышенный уровень радиоуглерода: его источник — это ядерные испытания, которые проводила Австралия в 1960-х годах. Взрывы выбрасывали в атмосферу углерод-14, он попадал в дождевую воду, а вместе с ней — в пищу и раковину улитки.



Руководитель исследования, геолог Николас Паттон, применил радиоуглеродный анализ с высоким разрешением. Пик радиоуглерода стал точной меткой времени: по нему команда определила возраст годичных колец и выяснила, что улитка прожила около 4,5 лет.

Скачки роста

Изотопы углерода и кислорода в раковине рассказали о климате, среде обитания и рационе улитки. Паттон отметил, что раковина росла неравномерно: периоды быстрого роста чередовались с почти полным застоем. В одни годы длина линии роста увеличивалась на 23,7 мм, в другие — на 144,3 мм.

Эколог Джейми Шульмайстер объясняет такие расхождения следующим образом. Толчком к росту служили не обычные сезонные дожди, а экстремальные осадки. Команда сопоставила фазы резкого увеличения раковины с конкретными циклонами — «Марсией» (2015) и «Дебби» (2017). Оба вызвали проливные дожди в национальном парке Коулстоун-Лейкс, где была найдена раковина.



Поскольку раковина — это минеральное образование, она переживает свою хозяйку на тысячи лет. Шульмайстер полагает, что такие панцири можно использовать как карту экстремальных погодных явлений прошлого — особенно для эпох, когда современных метеорологических данных еще не существовало.

Универсальный природный архив

Раковина улитки оказалась настолько чувствительным прибором, что по ней можно восстановить погоду не просто по сезонам, а по отдельным ливням. Китайские исследователи из Сианя разработали методику сверхвысокого разрешения: они анализировали изотопы кислорода в раковине с шагом в тридцать микрометров. Это позволило поймать шесть резких падений содержания тяжелого кислорода, и каждое совпало с конкретным периодом сильных дождей.

В другом исследовании по раковине улитки удалось зафиксировать разрушительный ливень 2021 года в Чжэнчжоу, который в народе назвали «раз в тысячелетие». Получается, раковина работает как метеостанция, которая записывает каждый значительный дождь, но только делает это молча и без батареек.



Раковины хранят не только изотопы, но и молекулы живой ткани. В органическом матриксе панциря запечатаны клетки мантии — а значит, и ДНК. Ученые извлекли митохондриальную ДНК из пустых раковин галапагосских улиток, которые, возможно, вымерли за последние полвека. Метод работает даже с вареными раковинами из археологических стоянок: нагрев разрушает белки, но оставляет достаточно генетического материала для видовой идентификации. Это значит, что музейные коллекции раковин, столетиями лежавшие в витринах, вдруг превратились в генетический архив вымерших популяций — данных, которые считались безвозвратно утраченными.

Наконец, раковина улитки — это еще и журнал загрязнения окружающей среды. Слои карбоната накапливают кадмий, свинец, цинк, медь и никель из почвы и пищи. Переходя от старых слоев к молодым, можно проследить, как менялось экологическое состояние территории: когда появился индустриальный свинец, когда ослабло воздействие, как отразилась на составе почвы та или иная хозяйственная деятельность.

Улиток давно используют как биомониторы, но анализ именно слоев раковины, а не мягких тканей, дает временное разрешение: не просто «здесь грязно», а «здесь стало грязнее вот в этот период». Вместе с аминокислотным датированием, которое покрывает срок до 125 тысяч лет, и уран-ториевым методом, уходящим вглубь на 600 тысяч лет, раковина улитки превращается в один из самых универсальных природных архивов: от конкретного дождя в прошлом году до климата ледниковой эпохи.