Исследователи из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН обнаружили одно из древнейших свидетельств глубокого зарывания живых организмов в осадок, которое обеспечивало обмен компонентами между слоями и водами океана. Это означает, что уже около 540 миллионов лет назад среди обитателей морского дна началась спецификация по характеру переработки осадка в поисках пищи. Статья об этом опубликована в Precambrian Research.
Период, которому посвящено исследование, — переходный этап от одного типа биосферы к другому, когда происходил слом докембрийской системы и формирование кембрийской. «Раннекембрийские морские экосистемы были гораздо ближе по своей структуре к современным, чем к существовавшим всего за несколько миллионов лет до начала кембрия. В том числе в позднем докембрии на морском дне были широко распространены микробные маты, создававшие барьер между водой и осадком. Из-за этого обмен компонентами между ними либо не шел вообще, либо был минимальным. В кембрии же наблюдается совершенно противоположная ситуация: уже 530 миллионов лет назад осадок активно перемешивали разнообразные роющие организмы, способствуя тем самым обмену. Интервал же 550—530 млн лет (начало кембрия ~540 млн лет назад) представляет собой переходный этап: стали появляться разнообразные животные, которые постепенно начали осваивать новые пищевые ресурсы, в том числе в толще осадка под поверхностью дна. Это находит свое отражение и в геохимических параметрах (например, изотопный состав углерода в карбонатах и органическом веществе, содержание фосфора), которые мы можем установить, изучая породы того возраста», — уточняет старший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии докембрия ИНГГ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Василий Валерьевич Марусин.
Изображения систем нор внутри слоя, полученные методом рентгеновской томографии
Исследователи показали, что уже с самого начала кембрийского периода достаточно крупные (более 1 мм в диаметре) организмы начали активно зарываться в осадок на глубину 7—10 сантиметров. Ползать в бескислородном субстрате для этих червеобразных организмов было весьма сомнительным удовольствием. По словам ученого, возможно, такая необходимость возникла потому, что в приповерхностных условиях конкуренция за пищевые ресурсы среди обитателей морского дна была уже достаточно высокой. «Это, в общем-то, одно из древнейших или даже самое древнее свидетельство глубокого зарывания в осадок организма с освоением бескислородных условий. Об этом мы можем судить благодаря типу сохранности этих остатков. Мы со старшим научным сотрудником ИЯФ СО РАН кандидатом физико-математических наук Константином Эдуардовичем Купером решили посмотреть, что происходит внутри слоя, потому что изначально было непонятно, норы ли это вообще: на поверхности слоя ходы очень похожи на захоронившиеся водоросли. Стенки нор выполнены пиритом, который по составу очень сильно отличается от самого осадка. Это позволило с помощью метода рентгеновской томографии реконструировать то, как выглядит система ходов внутри», — рассказывает Василий Марусин.
«Для установления состава стенок нор использовалась сканирующая электронная микроскопия. Специфическая форма кристаллов пирита указывает на то, что он формировался в результате восстановления сульфатов по периметру нор специфическими бактериями в обедненных кислородом или вообще бескислородных условиях», — отмечает Василий Валерьевич.
Оказалось, что подобных примеров из отложений этого возраста не описано. Есть лишь похожие, но менее глубокие норы, вырытые более мелкими организмами. «Похожие норы были найдены в Бразилии, а наши — на северо-востоке Сибирской платформы (река Оленек, Якутия). Вообще, не следует считать, что эти норы какие-то специфические, распространенные только в этих регионах. Скорее всего, то же самое наблюдалось в это же время повсеместно, но чтобы их обнаружить, нужна специфическая сохранность, контраст между составом норы и вмещающей породой и томограф. Если какое-то из условий не выполняется, нет возможности установить, что это объемные норы. Нам повезло: был и контраст, и помощь коллег из ИЯФ СО РАН», — говорит ученый.
Мария Фёдорова
Изображения предоставлены Василием Марусиным
