Сегодня - 23.02.2019

Сибирские ученые исследуют микробиальные маты

17 декабря 2018
 
Сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН ведут исследования возле небольшой деревни Кервале на западе Франции. В этом месте на приливно-отливной равнине работает множество солеварен, где формируются биоматы — уникальная среда, аналогичная той, что существовала на Земле миллионы лет назад.
 
Солеварня у деревни Кервале, где ведут исследования ученые ИНГГ СО РАН
  Солеварня у деревни Кервале. Фото предоставлено Антоном Колесниковым
 
Бактериальный мат, также называемый биоматом — это многослойная структура, похожая на пленку, которую формируют сообщества микроскопических организмов, главным образом, цианобактерий. Периодически эти пленки засыпаются поступающим осадком: например, во время высоких приливов или паводков. Через осадок микроорганизмы мигрируют на новую поверхность, а затем ее колонизируют.
 
Таким образом, в результате чередования слоев с продуктами жизнедеятельности микроорганизмов и обломочным осадочным материалом образуется слоистая порода — биоламинит. На ощупь он напоминает мягкую резину, и наиболее толстые образцы отличаются большой плотностью и упругостью.
 
Как утверждает старший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии докембрия ИНГГ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Антон Владимирович Колесников, сейчас найти такие структуры в «живом» состоянии довольно проблематично. Однако в Кервале, где соль добывают традиционным способом, местные жители делают особые запруды, куда во время прилива поступает вода. Затем они перекрывают ее, ждут испарения и получают соль. В центральных резервуарах вода достигает максимальной концентрации солености, а на окраинах просто отстаивается. 
 
В этих сложных условиях и формируются бактериальные маты, которые были повсеместно распространены в архее и протерозое (от 3,8 до 0,54 млрд лет назад). Кервалетские биоматы не подвержены разрушению, так как из-за большой концентрации соли в них живут только некоторые виды бактерий, приспособленные к таким условиям. Так что ученые могут проводить там уникальные геобиологические исследования.
 
«Слой толщиной в один сантиметр скапливается всего за 8 лет, — отмечает Антон Колесников. — Это стало известно после изучения рабочих дневников производителей соли, где было указано, когда именно чистились те или иные участки. Ранее считалось, что подобные слои могли накапливаться только в глубоководных условиях, и этот процесс занимал тысячелетия».
 
Исследуя биоматы, специалисты ИНГГ СО РАН обнаружили свидетельства биологического происхождения таинственных арумбериеморфных текстур. Ранее научный мир считал, что они имеют неорганическую природу.
 
Современная арумбериеморфная текстура в биомате
  Современная арумбериеморфная текстура в биомате. Фото предоставлено 
  Антоном Колесниковым
 
Впервые такие объекты были описаны как остатки арумберий — мягкотелых организмов из эдиакарских отложений в Австралии (635—541 млн лет назад). Позже их биологическую природу поставили под сомнение, предложив альтернативную гипотезу. Считалось, что текстуры такого типа могли образоваться на континентальных склонах в результате мутьевых потоков — придонных течений, обладающих повышенной плотностью.
 
Исследуя арумбериеморфные текстуры из эдиакарских отложений на Урале, ученые ИНГГ СО РАН выяснили, что они встречаются только в определенных зонах. Это должно быть крайнее мелководье, подверженное периодическим осушениям с многочисленными признаками активности микробных организмов и образования биоламинитов. Именно такие условия созданы в солеварнях на приливно-отливной равнине у деревни Кервале, где были впервые обнаружены современные арумберии.
 
Детальное изучение таких текстур выявило их биологическую природу. Оказалось, что они не представляют собой отдельные организмы, а проявляются в уже сформированном мате. Эти текстуры — результат стрессовой реакции микробиального сообщества на резкие колебания содержания кислорода в окружающем пространстве. 
 
Помимо ответов на вопросы о формировании древней среды, сотрудники ИНГГ СО РАН получили и новые загадки. Так, на биоматах близ деревни Кервале ученые обнаружили специфические кольцевые образования диаметром до метра. Предыдущие исследователи описывали эти структуры, как отпечатки медузоидных организмов, однако медузы не могут оставлять следы такой идеальной формы. Новосибирские специалисты высказали предположение, что это — микробиальная колония.
 
«Обнаруженные нами образования группируются очагами, — рассказывает Антон Колесников. — Вероятнее всего, эти диски — результат разрушения верхнего слоя биомата инфекцией. В частности, она может иметь грибковое происхождение, поскольку многие грибы растут кольцами. Сейчас наш коллектив ищет возможность сделать анализ ДНК этих структур. Если подтвердится, что массовое распространение дисковидных отпечатков в докембрии было вызвано инфекцией, это станет настоящей сенсацией. Получится, что мы обнаружили первую ископаемую инфекцию».
 
Пресс-служба ИНГГ СО РАН
 
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus