Палеонтологи нашли в Китае окаменелости, которые являются древнейшими эмбрионами многоклеточных существ. Ученые разглядели у них зачатки органов бесполого размножения.

Эмбрион MegasphaeraОписание находки, сделанной китайскими палеонтологами из Нанкинского института геологии и палеонтологии, опубликовано в свежем выпуске журнала Nature.

Специалистам было давно известно о странных окаменелостях Megasphaera, которых находят в отложениях эдиакарской эпохи в южном Китае. Они представляют собой округлые образования диаметром несколько миллиметров, похожие на пчелиные соты. До настоящего времени считалось, что Megasphaera - не что иное, как окаменевшие группы бактерии или же колонии водорослей наподобие вольвокса.

Однако авторы статьи показали, что в действительности эти образования являются эмбрионами настоящих многоклеточных существ. Они собрали новый материал, позволивший им проследить развитие Megasphaera от одноклеточной стадии до зародыша с дифференцированными клетками.

Выяснилось, что на последних этапах развития у Megasphaera появляются компактные органы, которые исследователи назвали матрешками. В их состав входят мелкие клетки, существенно уступающие по размерам клеткам остального тела. Однако важнее всего то, что они являются продуктами другого типа клеточных делений.

Обычные клетки Megasphaera по мере увеличения их числа уменьшаются в объеме, то есть они делятся, но не растут. А вот размер клеток в матрешках одинаков и не зависит от их количества. Это значит, что во время клеточных делений они успевают немножко подрасти. Данная особенность никогда не наблюдалась в колониях водорослей и бактерий, из чего ученые заключили, что Megasphaera - это многоклеточные, а матрешки следует интерпретировать как зачатки органов размножения.

Напомним, что в эдиакарскую эпоху на Земле существовали многоклеточные существа, которых нельзя отнести ни к одному современному типу животных. Недавно палеонтологи создали их 3D-реконструкцию.

Источник: infox.ru

Остатки самого древнего существа, обладавшего настоящими мышцами, обнаружили британские палеонтологи на канадском острове Ньюфаундленд. По предварительным данным, первый потенциальный бодибилдер планеты был родственником кораллов и жил на дне морском в эдиакарском периоде.

Haootia quadriformis. Реконструкция: Martin Brasier Новое существо назвали Haootia quadriformis. Внешне оно напоминало четырехугольную вазочку для конфет, балансирующую на тонкой ножке. Симметрия четвертого порядка, которой обладала хаоотия, навела ученых на мысль о том, что она могла бы приходиться родственницей книдариям – типу ископаемых и современных животных, к которому относятся кораллы, медузы и актинии.

Весьма почтенный возраст Haootia quadriformis составляет 560 млн лет. Традиционно изучение появления, развития и распространения животных начинается с так называемого кембрийского взрыва, стартовавшего около 540 млн лет назад. Более древние остатки живых существ, безусловно, тоже встречаются, но их мало и они, как правило, достаточно плохой сохранности.

"Проблема в том, что хотя животные явно существовали и до кембрийского взрыва, очень немногие окаменелости, найденные в более древних породах, обладают особенностями, которые позволили бы убедительно идентифицировать их как животных, – констатировал ведущий автор исследования, доктор сказал Алекс Лю из Кембриджского университета. – Поэтому нам приходится изучать различные аспекты их экологии, питания и размножения, чтобы понять, что они представляли собой на самом деле. В последние десятилетия было найдено немало следовых дорожек и химических доказательств, происходящих из этих древних, докембрийских пород. Они и некоторые молекулярные сопоставления дают нам косвенные основания предложить, что животные имеют гораздо более древнее происхождение, чем это считалось ранее".

По словам доктора Лю, Haootia quadriformis отличается от любого известного науке эдиакарского организма. Кроме нестандартного плана строения с редко встречающейся симметрией четвертого порядка она также определенно обладала пучками мышечной ткани, проходящими по ребрам "вазочки" и продолжающимися в раздваивающиеся выросты по ее углам. Это обстоятельство переводит хаоотоию из разряда просто редких докембрийских организмов в первое в мире существо, обладавшее настоящими мышцами.

До сих пор наличие мышц у эдиакарских обитателей определялось лишь по косвенным признакам вроде следовых дорожек. Раз были оставившие следы конечности, рассуждали палеонтологи, значит, были и приводившие их в движение мышцы. Однако теперь отпечатки мышечных пучков описаны и сами по себе.

"Эволюция мускулистых животных, обладавших мышечной тканью, позволявшей точно контролировать свои движения, проложила путь к освоению широкого спектра пищевых стратегий и экологических ниш и в конечном итоге позволила животным стать доминирующей формой жизни на Земле", – подчеркнул Лю.

Истчоник: PaleoNews

Первые многоклеточные обитатели Земли коренным образом отличались от всех современных животных и не имеют аналогов среди знакомых нам существ. Палеонтологи Кембриджского университета предложили свою математическую модель, объясняющую появление, развитие и вымирание одной из групп этих загадочных созданий, известных под именем рангеоморфов.

 По мнению ведущего автора исследования, доктора Дженнифер Хоял Катхилл с геологического факультета Кембриджа, внешне рангеоморфы были больше похожи на растения, чем на животных. Их широко распространенные в горных породах эдиакарского возраста листья-ветви располагались вокруг центрального ствола-канала, объединявшего их в единый организм. "Но мы знаем, что рангеоморфы жили слишком глубоко в океане, чтобы получать энергию с помощью фотосинтеза, как настоящие растения, – рассказала доктор Хоял Катхилл. – Более вероятно, что они поглощали питательные вещества непосредственно из морской воды всей поверхностью тела".

Такой способ питания именуется осмотическим и до сих пор встречается у водных микроорганизмов. Но трудно представить себе современных, и в то же время достаточно крупных животных, ведущих подобный образ жизни – все доступные свободные питательные вещества в мировом океане почти мгновенно усваиваются армиями разнообразных микроорганизмов и мелких водных животных. Однако в эдиакарское время, когда обитали рангеоморфы, океан был населен куда меньше и напоминал жидковатый бульон, насыщенный органическими соединениями. Конкуренция за этот ценнейший пищевой ресурс практически отсутствовала, поэтому основной задачей рангеоморфов было как можно эффективнее извлечь даровое угощение из окружающих водных масс.

Наращивая всасывающие площади своей поверхности, рангеоморфы изобрели фрактальный принцип организации, позволяющий им постепенно заполнять все доступное пространство. Эта модель, признанная кембриджскими учеными самой эффективной для данного типа питания, делала их непревзойденными едоками своего времени. "Эти существа были удивительно хорошо приспособлены к своей среде обитания – океанам, лишенным конкуренции и полным питательных веществ, – говорит Хоял Катхилл. – С точки зрения математики, они заполняли пространство почти идеальным способом".

Чтобы придти к такому выводу, британским ученым пришлось изучить множество образцов рангеоморфов, собранных в разных регионах мира и находящихся на разных этапах индивидуального развития. Результатом работы стала реконструкция объемной морфологии 11 таксонов рангеоморфов, позволяющая измерять их функциональные свойства и демонстрирующая преимущества фрактального строения для увеличения площади поверхности.

Однако этим практически совершенным эдиакарским созданиям все же пришлось уступить свое место более прогрессивным существам, появившимся в результате так называемого кембрийского взрыва. У рангеоморфов не было никаких защитных механизмов, поэтому они оказались не в состоянии противостоять самым первым хищникам, и были довольно быстро съедены в самом начале кембрийского периода. Временами остатки эдиакарских реликтов находят в породах, датируемых кембрием, но это уже не свидетельства их мирового господства, а, скорее, чудом дожившие до тех времен остатки бывших океанских властелинов.

Источник: PaleoNews

Эдиакарская биота пополнилась очередным загадочным организмом – американские палеонтологи представили широкой публике червеобразного Plexus ricei, достигавшего чуть ли не до метра в длину. Правда, подобрать ему родственников среди современных или вымерших животных пока не удалось, более того, у ученых даже нет уверенности в том, что их находка действительно была живым существом.

Plexus ricei "Plexus не похож на любого известного нам жителя докембрия, – рассказала одна из авторов исследования, профессор Калифорнийского университета Мэри Дрозер. – Он обладал двусторонней симметрией в те времена, как другие билатеральные животные – то есть все, кроме губок и кораллов – еще только появлялись. Он, кажется, был очень длинным и плоским, примерно как современные цепни".

Длина отдельных особей Plexus ricei колеблется от 5 до 80 см, а ширина – от 5 до 20 мм. Внешне животные напоминали сегментированные садовые шланги или водопроводные сильфоны, а их тело четко делилось на прочную внутреннюю осевую структуру и более хрупкие боковые стенки. Никаких признаков головы или хвоста ни у одного экземпляра обнаружить не удалось. Жили плексусы 575-540 млн лет назад, а их окаменелости палеонтологи обнаружили в южноавстралийских кварцитах, датируемых эдиакарским периодом.

Одной из важнейших экологических особенностей того времени было полное отсутствие биотурбации, то есть перемешивания донных осадков живыми организмами. Благодаря этой недостижимой сегодня стабильности обширные пространства океанского дна покрывали толстые пленки – маты – фотосинтезирующих бактерий. Большинство эдиакарских макроорганизмов имели трубчатую форму и, вероятно, как-то адаптировались для использования ресурсов этих матов.

"Отсутствие биотурбации создавало уникальный режим сохранения ископаемых, – отметил ведущий автор исследования Лукас Джоэл. – Тело умершего организма, будучи погребено осадками, придавало свою форму вышележащим слоям. Затем, после растворения тела, эта полость также заполнялась осадком, образуя своеобразный слепок с бывшего животного. Такие окаменелости не являются точными копиями настоящих организмов, но более-менее на них походят".

Эта особенность сохранности докембрийских животных объясняет некоторую неуверенность ученых – ведь Plexus ricei, хотя и имеет двустороннюю симметрию, может оказаться просто следом ползания какого-то неизвестного науке организма. Если бы у плексусов удалось найти голову или хоть какое-то ее подобие, их систематическое положение было бы более определенным.

"В эдиакарской биоте мы действительно должны видеть разницу между окаменелостями настоящих трубчатых организмов и следами ползания древних животных, потому что если наше ископаемое – действительно животное, а не просто след, то это будет иметь огромные последствия для самых ранних истоков двустороннесимметричных организмов, способных перемещаться в пространстве независимо от окружающей среды", – сказал также Джоэл, отметив, что, по его мнению, хотя плексусы и очень похожи на следы ползания, но на самом деле они относятся к настоящим животным.

Родовое название нового животного – Plexus – в переводе с латыни означает "сплетение" и отсылает к общему виду окаменелости. Видовое имя ricei дано в честь австралийца Денниса Райса – волонтера, помогавшего палеонтологам в экспедиции, пишет Red Orbit.

Источник: PaleoNews

В потёртом сердце южноафриканского кратера Вредефорт таятся любопытные чёрно-зелёные породы. Это всё, что осталось от магматического моря, некогда наполнявшего дыру в земле, утверждают Десмонд Мозер из Западного университета Онтарио (Канада). Десятикилометровый кратер Вредефорт образовался 2,02 млрд лет назад, и с тех пор, естественно, время его не щадило.

Вредефорт, снимок спутника НАСА. Образование под названием Вредефорт когда-то было совсем другим. Его первоначальный диаметр оценивается в 300 км. Астероид или метеороид, угодивший в Африку, имел, вероятно, 10 км в поперечнике и «вырыл» яму, глубина которой в десять раз превышала Гранд-Каньон, замечает г-н Мозер. Земная кора расплавилась, и на месте удара образовалось озеро магмы. Примерно то же самое произошло чуть позже в Онтарио, где появился кратер Садбери (он чуть меньше). Ему группа г-на Мозера тоже уделила внимание.

Циркон возрастом 3 млрд лет, переживший удар (здесь и ниже фото Desmond Moser). Что осталось от того расплава? Считалось, что ничего или почти ничего. Наблюдаются беспорядочные слои брекчии, сформированные слоями коры, которая упала в кратер сразу после удара. Слои скользили настолько быстро, что обусловленное этим трение расплавило камень и превратило его в стекловидную породу под названием псевдотахилит. Имеются также дайки, то есть трещины в окружающем материале, которые оказались заполнены лавой (эта порода именуется гранофиром). 

Но в 1990-х г-н Мозер обнаружил в центре кратера кое-что ещё. Он пытался определить возраст Вредефорта и случайно наткнулся на девственные цирконы возрастом 2,02 млрд лет — крошечные кусочки минералов без каких бы то ни было следов удара. Они прятались как раз в дайках. Дайки проходят через древнюю кору, которая когда-то находилась на глубине 20 км. Г-н Мозер полагает, что подостывшая магма проникла в породы коры и как бы закупорила кратер. Кора при этом выгнулась куполом: вспомните видео с демонстрацией падения капли на поверхность воды. 

Г-н Мозер опубликовал свои рассуждения в 1997 году, и сразу же развернулась дискуссия о том, можно ли считать дайки, заполненные габброноритами, остатком импактных расплавов. Сражение не закончилось по сей день. Одни исследователи отвергают эту точку зрения, поскольку магма обладает необычной слоистостью, служащей признаком того, что порода претерпела изменения. Возможно, это ещё один пример псевдотахилита или участок первоначальной земной коры. Другие полагают, что юные цирконы могли кристаллизоваться под влиянием тепла от удара.

Поэтому г-н Мозер и его коллеги вернулись в Южную Африку и занялись поиском доказательств, что дайки и кратер имеют одинаковый возраст. Выяснилось, что цирконы распределены случайным образом и перемежаются с окружающими минералами, то есть они не могли появиться благодаря теплу от удара позднее, чем соседи. 

Наконец, концентрация гафния говорит о том, что магма представляет собой расплавленную породу возрастом 3 млрд лет, которая до удара находилась на поверхности Земли (аналогичные осадочные и магматические породы можно найти в соседнем Витватерсранде), а не ту глубокую кору, что обнажена сейчас благодаря двум миллиардам лет эрозии. 

Если учёные правы, то по этим признакам имеет смысл искать и другие кратеры. Действительно, существуют более древние породы с аналогичным составом и текстурой.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology. В том же номере Мэтью Юбер из Брюссельского университета (Бельгия) и его коллеги сообщают об обнаружении выброшенного ударом материала Вредефорта в Карелии. Выпаренные фрагменты породы поднялись в атмосферу и упали в 2 500 км от кратера на протоконтинент, ставший позднее северо-западной частью России и Скандинавией. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Новое исследование может положить конец спорам: обнаружена последовательность лав возрастом 4,4 млрд лет, которые могут оказаться остатками первой зоны субдукции на Земле. 

Скалы острова Гуам сложены застывшей лавой, относящейся ко временам формирования Марианской впадины. Врезка демонстрирует характерные для лавы складки. (Фото Mark Reagan.) В 2008 году изучение древних лав на севере Квебека — зеленокаменного пояса Нуввуагиттук — показало, что они обладают одинаковыми геохимическими характеристиками с лавами из современных зон субдукции (например, Марианской впадины). Это означает, что они, должно быть, смешались с солёными жидкостями, которые выдавливаются в зонах субдукции — и только в зонах субдукции. Геохимия этих пород — своего рода отпечаток пальцев, позволяющий идентифицировать лавы зон субдукции.

Геологи Трейси Рашмер и Саймон Тёрнер из Маккуорийского университета (Австралия), а также их коллеги решили взглянуть на эти породы поближе и обнаружили чёткую последовательность слоёв. Геолог Марк Рейган из Айовского университета (США), несколько раз спускавшийся в Марианскую впадину (его рекорд — 6 500 м), подтвердил, что там он видел точно такую же картину. Каждый слой — определённый этап рождения зоны субдукции. 

Ключ к пониманию этого процесса заключается в том, как породы и их химия меняются с каждым последующим слоем. По мере того как океаническая плита опускается, лавы поднимаются и откладываются поверх друг друга, формируя слои вулканических пород. С возрастанием глубины тепло и давление начинают выдавливать различные элементы из плиты в виде жидкостей, которые со временем меняют химический состав лавы, обогащая её таким редкоземельным элементом, как иттербий, но в то же время обедняя ниобием. Первый слой в ряду извергается до того, как жидкости смогут выйти из плиты, но уже следующий даёт достаточное количество жидкости для появления химических признаков, характерных для зоны субдукции. Последний слой несёт огромное количество редкоземельных элементов и очень мало ниобия, после чего всякие сомнения отпадают: да, это лава зоны субдукции. 

Марианская впадина и Нуввуагиттук схожи не только геохимией. Характеристики пород меняются совершенно одинаковым образом. Но это убедило далеко не всех. Геохимик Джулиан Пирс из Кардиффского университета (Великобритания) отмечает, что зеленокаменный пояс Нуввуагиттука слишком стар. Время могло изменить его настолько, что по нему нельзя судить о происходившем 4,4 млрд лет назад. К тому же, по мнению специалиста, выявленные геохимические характеристики свойственны не только зонам субдукции. 

Авторы исследования не согласны: они считают, что тепло и давление не меняют геохимические характеристики до неузнаваемости, поэтому древность ещё не повод отказываться от попыток выяснить происхождение пород. Что до зон субдукции, то схожесть с Марианской впадиной говорит сама за себя. 

Так или иначе, но все спорщики согласны с тем, что зоны субдукции могли создавать идеальные условия для возникновения жизни. Жидкости, выделяемые пододвигающейся корой, трансформируют мантийные породы в минерал серпентин, а также порождают горячие источники на дне океана. Серпентин даёт энергию, а бор, которым изобилуют такие горячие источники, выступает стабилизатором РНК. Поэтому открытие самой древней зоны субдукции претендует одновременно на обнаружение одного из первых мест на Земле, где могла зародиться жизнь. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Геологи выяснили, что наша планета обзавелась твердой корой почти сразу после своего возникновения. Это значит, что Земля была пригодной для жизни уже практически изначально.

Земля 4,3 млрд лет назадРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Висконскинского университета, опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Планета Земля сформировалась около 4,6 миллиардов лет назад. Считается, что долгое время она представляла собой шар из расплавленной магмы, на котором не могли существовать никакие живые организмы. Авторы статьи поставили под сомнение этот взгляд, проанализировав цирконы, извлеченные из песчаников в Западной Австралии.

Цирконы - это микроскопические кристаллики древних минералов, включенные в состав более молодых пород. С помощью уран-свинцового радиоизотопного метода исследователи показали, что возраст изученных ими цирконов составляет 4,4 миллиарда лет. Это значит, что уже тогда земная кора была частично отвердевшей.

Уран-свинцовый метод основан на том, что с течением времени изотопы урана превращаются в изотопы свинца. Ученые отмечают, что в кристаллах циркона им встретились отдельные кластеры, обогащенные изотопами свинца, что свидетельствует об их относительной «молодости». Вероятно, они попали в кристаллы при их вторичной переплавке.

«У нас нет доказательств, что жизнь существовала на Земле на первых этапах ее истории, однако теоретически ничто не мешало ей появиться уже 4,3 миллиарда лет назад», -- пояснил Джон Уэллей, соавтор статьи. По словам исследователей, земная кора отвердела вскоре после гипотетического столкновения расплавленной Земли с другим небесным телом, в результате которого появилась Луна.

Источник: infox.ru

Возникновение и первоначальное развитие жизни на Земле вовсе не нуждались в высоком содержании кислорода. Это экспериментально доказали датские биологи, поставив опыт над современными морскими губками.

Первые в мире животные сидели на бескислородной диете Губки считаются одними из самых примитивных многоклеточных животных и очень напоминают ранние формы жизни, появившиеся на Земле в эпоху ее молодости. Например, у губок еще не существует разнообразных отдельных органов и тем более их систем, а образ жизни донных фильтраторов, который ведет большинство этих существ, отличается глубокой древностью. Поэтому аспирант университета Южной Дании Даниэль Миллс и его коллеги остановили свой выбор именно на губках, чтобы выяснить роль кислорода в возникновении и первых шагах развития жизни.

Исследователи собрали несколько морских караваев (губок Halichondria panicea), обитающих в насыщенных кислородом водах датских фьордов, и поместили в специальный аквариум. С помощью лабораторного оборудования из налитой в аквариум воды постепенно удалялся кислород, и к концу эксперимента его содержание в воде было примерно в 200 раз меньше, чем в современных морях. Но, несмотря на столь жесткие условия, морские караваи очень неплохо себя чувствовали все 10 дней эксперимента и погибать от удушья вовсе не собирались.

Результаты смелого опыта, по мнению авторов, убедительно доказывают, что примитивные живые существа, обитавшие в первобытных океанах, нуждались в кислороде намного меньше, чем их более сложные современные потомки. "Есть еще много исследователей, утверждающих, что животные не могли появиться до тех пор, пока уровень содержания кислорода не достиг достаточно высоких величин, – заявил Миллс. – Наши результаты оспаривают эту точку зрения".

Как считает датский ученый, ему удалось экспериментально подтвердить альтернативную гипотезу, согласно которой зарождение и первоначальное развитие жизни могло происходить и в практически бескислородных условиях. Кстати, одной из причин, по которым древние океаны были лишены кислорода, может быть большое количество гниющей органики – микробов и бактерий, которые тратили весь кислород на окислительные реакции собственного разложения. Губки же, фильтрующие воду и питавшиеся этой органикой, очищали от нее океан и тем самым постепенно повышали уровень содержания кислорода. А вслед за ним росла и сложность непрестанно эволюционирующих живых существ.

Результаты Миллса и его команды отлично вписывается в данные генетических исследований, уверен профессор Уильям Мартин из немецкого университета Дюссельдорфа. Хотя окаменелости животных массово появляются лишь около 600 млн лет назад, когда океаны уже были богаты кислородом, генетическое разнообразие современных ДНК указывает, что первые животные начали развиваться по крайней мере на 100 млн раньше, в еще не насыщенных кислородом водах.

Более того, митохондрии, генерирующие энергию в клетках современных животных, у многих простых форм способны длительное время функционировать без кислорода. "Изучение того, как митохондрии губок ведут себя в условиях с низким содержанием кислорода, может прояснить, как они выживают", – отметил Мартин.

По мнению доцента университета Вандербильта в Теннесси Антониса Рокаса, результаты исследования датчан весьма изящны. Однако пока неясно, действительно ли именно губки были самыми ранними животными. Некоторое время назад на эту роль были предложены гребневики, и эти "отношения чертовски трудно расшифровать", подчеркнул Рокас, отметив, что было бы интересно проверить и гребневиков на способность выживать в условиях с низким содержанием кислорода.

Вполне возможно , что губки появились раньше других и помогли океанам насытиться кислородом, считает Тимоти Лайонс, профессор биохимии Калифорнийского университета, занимающийся изменением уровня кислорода на ранней Земле. Но это не означает, что океаны нуждались в животных, чтобы обогатиться кислородом. "Мы знаем, например, что уровень кислорода, скорее всего, был очень высок немногим ранее 2 млрд лет назад – но в те времена не было никаких животных. Эволюция еще не была готова", – приводит его слова New Scientist.

Источник: PaleoNews

Больше – действительно значит лучше. Во всяком случае, так было в докембрийские времена, когда первые многоклеточные организмы вступили в жестокую борьбу за существование с прежними властителями Земли – плотными бактериальными сообществами.

Дно эдиакарского моря. Реконструкция: John Sibbick Исследовательская группа NASA похоже, нашла ответ на вопрос, почему на заре жизни примитивные микроскопические существа эволюционировали в более крупных животных. Большие рост и размер давали первым многоклеточным явные преимущества перед основными их конкурентами в борьбе за продовольственные ресурсы – бактериальными колониями, уверены американские и канадские ученые.

Группа смоделировала течения, существовавшие в мировом океане примерно 580 млн лет назад. Именно вода была в те времена основным источником необходимых для жизни веществ – минералов, кислорода и прочего. Поэтому, разобравшись с тем, что происходило с течениями, можно понять и почему живые существа вдруг стали быстро увеличиваться в размерах.

Основными объектами, которые исследовали палеонтологи в ходе своей работы, стали рангеоморфы – напоминавшие перья или щетки первые многоклеточные создания, встречающиеся довольно широко по всему миру и достигавшие размеров от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Они жили на экстремальных глубинах, где полностью отсутствовали возможности для фотосинтеза, уточнил ведущий автор исследования Дэвид Джейкобс, профессор эволюционной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Сложные поверхности рангеоморфов убеждает в том, что они поглощали необходимые им для жизни вещества прямо из морской воды, пишет UCLA Newsroom. Так же действовали и бактерии, с которыми первым многоклеточным пришлось конкурировать. Как оказалось, более крупные многоклеточные, приподнимаясь над морским дном, получали лучший доступ к ресурсам, переносимым придонными течениями. Более того, крупные скопления многоклеточных могли оказывать на эти течения определенное влияние, еще серьезнее улучшая условия своей жизни.

Самые высокие представители эдиакарской биоты, которую исследовало NASA, могли достигать метра и более в высоту, то есть обладали размерами, вполне сопоставимыми с современными живыми существами. В то же время бактериальные пленки – прежние обитатели донных пространств, были заключены в «двумерную плоскостную клетку», и не имели возможности дотянуться до более богатых ресурсами слоев течений.

После того, как эдиакарские многоклеточные получили преимущества в доступе к жизненно важным веществам, они смогли направить их на дальнейшее увеличение своих размеров, окончательно закрепив эволюционный успех, уверены исследователи.

"Науке всегда было сложно объяснить, как и почему ранние формы многоклеточных стали увеличиваться в размерах, – рассказал профессор университета Торонто Марк Лафламм. – Наше исследование позволяет прояснить вопрос о том, как из мира, в котором правят микроскопические бактерии, мы попали в сегодняшний мир современных растений и животных. Также мы смогли объяснить некоторые эволюционные механизмы кембрийского взрыва".

Источник: PaleoNews

Нового претендента на звание самого древнего живого существа на Земле открыли палеонтологи на западе Австралии, в местности под названием Пилбара. Речь идет даже не об одном существе, а о целом бактериальном сообществе, жившем 3,5 млрд лет назад в Западной Австралии.

Примерно в таких условиях формировались бактериальные маты Пилбары Все, что осталось от одного из первых в истории нашей планеты экспериментов с живыми существами, представляет собой крошечный обломок бактериального мата восьми миллиметров в толщину. Хотя эти микроорганизмы имеют все основания претендовать на роль предков современного человека, вряд ли нам понравилось бы находиться рядом с ними.

Дело в том, что древнейшие бактерии, напоминающие нормально чувствующих и сегодня пурпурных или зеленых водорослей, при жизни издавали сильнейший запах тухлых яиц. Как рассказал принимавший участие в их изучении минералог института Карнеги в Вашингтоне Роберт Хазен, создавшие мат бактерии преобразовывали энергию солнечного света, но вместо кислорода у них получалась "ужасно вонючая" сера. И они ровно на 300 млн лет старше предыдущих кандидатов на роль первых обитателей Земли.

Если бы мы прошлись по австралийским пляжам 3,5-миллиардной давности, то увидели бы на них слизистые сгустки коричневого и фиолетового цветов. А удушливый аромат сероводорода подсказал бы нам, что дела у этих бактерий идут просто замечательно. "В общем, это было не то место, куда хочется съездить в отпуск", – констатировал ученый.

По мнению исследователей, найденные ими упорядоченные структуры осадочных пород – бактериальные маты – возникли в результате взаимодействия колоний примитивных организмов с прибрежными отложениями. "Эти структуры дают нам четкий сигнал о том, что необходимые условия в этих местах действительно существовали, и бактерии, формирующие биопленки, могли это проделать", – отметила, в свою очередь, профессор Нора Ноффке из Old Dominion University, которая и нашла эту окаменелость.

Стоить отметить, что подобные объекты, именующиеся MISS (от английского microbially induced sedimentary structures – микробиологически индуцированные осадочные структуры), ищут, в частности, на Марсе американские самоходные лаборатории. Поэтому уточнение деталей древнейшего прошлого жизни в Австралии может способствовать и первому открытию инопланетных существ, где условия для их сохранения еще лучше, чем на Земле, пишет The Daily Mail.

Источник: PaleoNews

Два миллиарда лет назад на Земле было достаточно кислорода для появления и эволюции многоклеточных животных. Однако понадобилось еще полтора миллиарда лет, чтобы в океанах нашей планеты началась "кембрийская революция". Европейские палеонтологи нашли причину, не позволившую жестоким доисторическим монстрам появиться еще в глубоком докембрии.

Ископаемые следы первых попыток перехода к многоклеточности Согласно современным взглядам ученых, бурное развитие жизни на Земле началось около 550 млн лет назад, в кембрийском периоде. Именно тогда содержание кислорода в атмосфере достигло 10% от современного. По мнению палеонтологов, доступный кислород привел к взрывному увеличению разнообразия живых существ и радикальному ускорению эволюционных процессов, создавших, в конечном итоге, всю современную флору и фауну.

Новая работа международной группы исследователей из европейских университетов грозит полностью разрушить эту стройную картину. Как сообщила доктор Эмма Хаммарлунд из Северного центра эволюции Земли (Nordic Center for Earth Evolution), 2,1 млрд лет назад содержание кислорода было точно таким же, как и во времена "кембрийского взрыва".

"Мы исследовали горные породы возрастом 2,15-2,08 млрд лет. Они показывают, что в те времена кислород уже присутствовал в глубинных слоях океана. А это значит, что его было достаточно и в атмосфере, – рассказала Хаммарлунд. – Мы пока не можем точно сказать, сколько процентов кислорода насчитывалось в воздухе или воде, но очевидно, его хватало для начала развития первых живых существ".

Речь идет о проблематичных окаменелостях, обнаруженных Хаммарлунд и ее коллегами в древнейших осадочных отложениях. Судя по всему, они принадлежат неизвестной прежде форме жизни, которая уже в те далекие времена пыталась освоить многоклеточность. "Тогда не было крупных существ, к которым мы привыкли сегодня. Это было нечто вроде микробов, которые экспериментировали с путями превращения в многоклеточные организмы. Им хватало кислорода для  своих экспериментов, но очевидно, что-то пошло не так", –сообщила ученый.

Возможно, причиной провала первых попыток перехода к многоклеточности стала неспособность ранних существ к созданию прочных защитных покровов. По этой же причине сегодня практически невозможно сказать о них что либо конкретное – ведь в ископаемом состоянии лучше всего сохраняются именно твердые части древних животных. Но возможны и другие объяснения.

"Почему эволюционный взрыв не произошел еще в те времена? Возможно, проблема была заложена в генетике этих ранних форм жизни. Или, может быть, те организмы не пытались есть друг друга, и поэтому эволюционная гонка никак не могла начаться. У нас есть несколько вариантов объяснения, но пока слишком мало данных, чтобы говорить об этом с уверенностью", – приводит слова Хаммарлунд Red Orbit.

Статья "Oxygen dynamics in the aftermath of the Great Oxidation of Earth’s atmosphere" доступна на сайте Pnas.org

Источник: PaleoNews

..Из чего следует, что Земля на момент удара имела плотную атмосферу. И любой расчёт такого события показывает, что эту атмосферу она должна была потерять.

Так вот, ещё не зная об этих данных по датировке столкновения Земли с загадочной Тейей, планетолог Сара Стюарт (Sarah Stewart) из Гарвардского университета (США) вместе с коллегами разработала модель, в которой такое событие ведёт к потере нашей планетой атмосферы. Свои модельные результаты учёные представили на конференции, посвящённой происхождению Луны. Мероприятие проходило в Лондоне (Великобритания) в конце сентября.

В своих изысканиях учёные с особым пристрастием проследили судьбу гелия и неона — газов, распространённых по всей Солнечной системе и сегодня почти отсутствующих на Земле. И если дефицит гелия можно объяснить его лёгкостью и «уходом» в космическое пространство, то с неоном о лёгкости говорить не приходится.

Возможно, именно так всё и было. (Иллюстрация NASA / JPL-Caltech.).. Проанализировав образцы из нынешней Исландии, взятые со дна Срединно-Атлантического хребта, профессор Стюарт и Ко выяснили, что в нижележащих слоях планеты следы присутствия гелия и неона всё-таки есть, причём довольно обильные. То есть несколько миллиардов лет назад оба газа на Земле были. Но где всё это сегодня? Почему планету покинул сравнительно тяжёлый неон? «Для столь драматической перемены недостаточно просто снять крышку с банки; нет, оказавшись в катастрофическом событии по типу гигантского столкновения, вам придётся одномоментно вышвырнуть сразу всю атмосферу», — полагает г-жа Стюарт. 

Вот только расчёты показывают, что даже очень сильное столкновение, такое как межпланетное соударение Земля — Тейя, само по себе не в состоянии обеспечить то соотношение неона в нижних и верхних слоях планеты, которое наблюдается на практике. Вывод: Земля теряла свою атмосферу не один раз, а несколько. В результате серии столкновений поверхность превратилась в океан расплавленной лавы, вскоре застывавшей, а потом снова становившейся жидкой. Коллизия Земля — Тейя, скорее всего, была последней и наиболее значимой из таких событий, вдобавок к добиванию первоначально газовой оболочки нашей планеты ещё и создавшей из её же обломков крупный спутник.

Всё это замечательно, скажете вы, но чем это мы тут дышим? Действительно, если атмосфера однажды была потеряна, её нынешнее существование требует объяснений. Исследовательница полагает, что за нашу новую атмосферу «второго поколения» во многом ответственны планетезимали, которые продолжали обрушиваться на Землю уже после её клинча с Тейей. Впрочем, эта теория не учитывает недавних исследований, представленных на той же конференции и показывающих, что столкновение, породившее Луну, случилось не 4,5 млрд лет назад, вскоре после начала формирования планет, а на 100–200 млн лет позже. В свете этих цифр падение на Землю планетезималей выглядит труднообъяснимым, ибо через пару сотен миллионов лет после появления планеты планетезималей в Солнечной системе уже не должно быть.

В любом случае, что бы ни принесло на Землю газы и воду, которых она в значительной степени лишилась в результате серии гигантских столкновений, мы просто обязаны похвалить молодую планету за талант к восстановлению. Потерять вещества по массе больше Луны, пережить встречу с планетой, превышающей Марс, и после этого не только восстановить плотную атмосферу, но даже родить нас с вами... Это нечто. И это то, что свидетельствует об огромном запасе устойчивости, который есть у землеподобных планет как потенциальной колыбели разумной жизни.

Отчёт об исследовании будет опубликован в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Геологи установили, что кислород присутствовал в атмосфере Землю большую часть ее истории. Следовательно, первые фотосинтезирующие организмы возникли гораздо раньше, чем принято считать.

Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет назад Об этом говорится в статье датских исследователей из Копенгагенского университета, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature.

Считается, что почти половину своей 4,5-миллиардной истории Земля провела без кислородной атмосферы. Впервые в ощутимых количествах кислород появился на нашей планете во время так называемой кислородной революции около 2,3 миллиардов лет назад - его стали выделять фотосинтезирующие бактерии. Об увеличении концентрации кислорода говорят окисленные породы, в тот период впервые появляющиеся в геологической летописи.

Однако авторы статьи выяснили, что кислород стал поступать в атмосферу на 700 миллионов лет раньше. Об этом свидетельствует анализ образцов палеопочвы возрастом 3 миллиарда лет, собранных в Южной Африке. Ученые обнаружили, что в палеопочве наблюдается пониженное содержание изотопа хрома-53. Это говорит об активных процессах окисления, при которых хром с валентностью III переходил в хром с валентностью IV.

Дело в том, что хром-53 накапливается преимущественно в окисленной форме, а затем соединения хрома IV вымываются, что понижает общее содержание изотопа. Исходя из особенностей этого процесса, геологи вычислили, что 3 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере составляла 3 на 10 в минус 4-ой степени от нынешнего уровня. Почти наверняка он имел биогенное происхождение, поскольку за счет чисто абиотических процессов так много O₂ образоваться не может.

«Наше исследование доказывает, что аэробные формы жизни и фотосинтез, при котором выделяется кислород, появились очень рано», -- пояснил Шон Кроув, один из авторов работы.

Источник: infox.ru

Восстановив в общих чертах эволюцию живых организмов на протяжении последнего полумиллиарда лет, палеонтологи все еще чрезвычайно мало знают об эволюции белка. Испанским исследователям удалось реконструировать это химическое соединение, существовавшее ни много ни мало четыре миллиарда лет назад.

Модель белка "До сих пор все попытки изучить эволюцию белковых структур были основаны на сравнении современных белков, – рассказал ведущий автор исследования Хосе Санчем-Руис из университета Гранады. – Это примерно то же самое, что пытаться изучать эволюцию птиц, сравнивая между собой несколько современных представителей этого класса". По словам ученого, наиболее перспективным для эволюционных исследований считается изучение окаменелостей, и поэтому его собственный подход к проблеме можно назвать "раскопками ископаемых белковых структур".

 Санчес-Руис вместе с коллегами построил филогенетическое древо белковых последовательностей, воспользовавшись для этого анализом аминокислотных последовательностей тиоредоксина – белка, участвующего в восстановлении рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды и обнаруженного у всех представителей живых существ, включая архебактерий и эукариот. С помощью этого древа испанским ученым затем удалось воскресить докембрийские белки в лабораторных условиях и охарактеризовать их свойства.

 Как оказалось, современная структура тиредоксина удивительно похожа на ту, что существовала на заре возникновения жизни, а вот аминокислотные последовательности у них сильно разнятся. Эти данные подтверждают эволюционную модель прерывистого равновесия, согласно которой белковые структуры остаются неизменными в течение долгого времени, а все новые изменения, их затрагивающие, происходят за очень короткие временные промежутки, пишет EurekAlert!

 "В дополнение к раскрытию основных принципов эволюции белковых структур наша методика обеспечивает еще и бесценную информацию о том, как трехмерная структура белка закодирована его аминокислотной последовательностью, – отметил Санчес-Руис. – Она также может предоставлять данные о такой важной цели белковой инженерии и биотехнологии, как проектирование белков с новой структурой".

Источник: PaleoNews

Самая популярная гипотеза возникновения хлоропластов и митохондрий состоит в том, что те и другие исходно были бактериями и попали в клетки пра-(пра)-праэукариот в качестве паразитов и/или симбионтов. Потом одни бактериальные гости превратились в митохондрии и произвели тем самым революцию в энергоснабжении клетки, а другие стали хлоропластами, и с этого момента началась эволюция растений.

Хлоропласты в растительной клетке. (Фото BASF - The Chemical Company.)Но когда это произошло? События настолько древние, что ни о каких точных датах говорить не приходится. А приблизительность оценок такова, что, например, время появления эукариот «плавает» от 800 млн до 3 млрд лет назад. С такой же «точностью» определяют и время возникновения хлоропластов и митохондрий.

Но исследователям из Калифорнийского университета в Беркли (США) всё-таки удалось внести некую ясность в вопрос. До сих пор подобные оценки основывались на трудноразличимых микробных следах в палеонтологических находках и не очень внятных биохимических маркерах, которые удавалось в таких следах обнаружить. Николас Матцке и Патрик Ши пошли по другому пути: они оценивали возраст митохондрий и хлоропластов по их же генам. Как известно, эти органеллы имеют собственную ДНК и собственную молекулярную машинерию для белкового синтеза. Оставалось только понять, какие гены у них могли меньше всего измениться с тех незапамятных времён, когда и митохондрии, и хлоропласты были самостоятельными организмами.

Митохондрии в клетке лёгких. (Фото Kallista Images.)В итоге исследователи остановились на генах АТФ-синтаз — белках, которые непосредственно отвечают за синтез главной энергетической молекулы любой клетки, АТФ. Эти белки есть и в ядерном геноме, и в митохондриальном, и в хлоропластном. Они очень консервативны, и по изменениям в них можно оценить, когда происходили самые важные события в жизни на Земле. Разумеется, сравнивая изменения в генах ядра и органелл, учитывалось, что все они менялись неравномерно, с разной скоростью. Кроме того, авторы работы использовали палеобиологические данные, полученные от растительных и животных останков, которые считаются более надёжными свидетелями, нежели ископаемые микробы.

В статье в PNAS исследователи пишут, что древние протеобактерии, от которых, скорее всего, пошли митохондрии, проникли в эукариотические клетки около 1,2 млрд лет назад. Это не слишком расходится с более ранними оценками. Но с ними сильно расходится возраст растительного фотосинтеза, который, как сказано в статье, «родился» 900 млн лет назад, когда первые цианобактерии попали в клетки древних праэукариот. Цианобактерии научились фотосинтезировать давно (они вообще жили на Земле уже во времена архея), однако до сих пор считалось, что их совместная жизнь с эукариотами началась гораздо раньше, едва ли не 2 млрд лет назад.

В целом такой подход, по словам авторов работы, позволяет снизить неопределённость временнóй оценки на 14–6%. Так что, возможно, палеобиологи вскоре смогут пользоваться не столь широкими и неопределёнными рамками, какие были в ходу до сих пор, особенно в отношении событий, происходивших миллиарды лет назад.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Анализ образцов горных пород из различных уголков Земли — от Австралии и Зимбабве до Западной Виргинии (США) — позволил предположить, что поздняя тяжёлая бомбардировка, имевшая место 4,1–3,8 млрд лет назад, сыграла ключевую роль в обеспечении будущей земной жизни необходимыми исходными материалами. Тогда на Землю обрушились десятки тысяч массивных тел, оставивших после себя множество кратеров.

Ранняя Земля была небезопасным местом: метеоритные удары сыпались на планету многократно чаще, чем сегодня. Но не исключено, что именно этот ужас и породил нас с вами. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, M.Pasek et al.) По мнению исследовательской группы, возглавляемой геологом Мэттью Пасеком (Matthew Pasek) из Университета Южной Флориды (США), среди этих тел было множество метеоритов, которые принесли на Землю фосфор, столь необходимый для живых существ земного типа. Для справки: фосфор часто встречается в метеоритном минерале шрейберзите.

Породы старше 3,5 млрд показывают следы фосфитов, в то время как более поздние — в основном фосфатов. Сегодня основная часть фосфора на Земле содержится в фосфатах, относительно малорастворимых и не слишком активных в химическом отношении соединениях. Современная теория прохождения жизни на Земле предполагает, что она базировалась не на ДНК-, а на РНК-организмах. Однако долгое время было неясно, как именно эти относительно простые РНК-организмы могли заполучить в свой состав фосфор без сложных механизмов по его добыче из фосфатов.

По предположению группы г-на Пасека, метеоритные фосфиды при взаимодействии с водой, которой уже тогда, считают исследователи, была покрыта бóльшая часть Земли, образовывали фосфиты — ту форму соединений фосфора, которую нарождающимся РНК-организмам было легко усвоить. Как считает Мэттью Пасек, именно поэтому сегодня мы не наблюдаем возникновения «новых форм жизни» — для этого нет условий в виде доступного фосфора.

Правда, такой подход отдаёт, как сказали бы в советское время, некоторым механицизмом: многие биологи придерживаются иных, более сложных представлений о причинах невозможности формирования «новых форм жизни» в наше время.

Свои выводы о недоступности фосфора в легко усваиваемом виде для эпох после поздней тяжёлой бомбардировки учёные основывают на том, что только в образцах старше 3,5 млрд лет им удалось встретить фосфиты в значительных количествах, в то время как в более поздних необходимый для возникновения жизни элемент был представлен в основном фосфатами.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (доступен полный текст).

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Если бы путешественник попал бы на нашу планету 1,9 млрд лет назад, то скорее всего, ему не понравился бы распространенный на ней в те времена запах. Вместо привычных нам запахов лесов (которых тогда еще не существовало), доминирующим был бы запах сероводорода или тухлых яиц.

Подробнее...

В далеком прошлом наша планета имела свой собственный, четко выраженный запах. И скорее всего, большинству современных людей он не показался бы родным – ведь речь идет об аромате сероводорода, который источают, например, тухлые яйца.

"Принюхаться" к вони, окутывавшей Землю 1,9 млрд лет назад, удалось палеобиологу Оксфордского университета Мартину Брази. Изучая под микроскопом древнейшие горные породы протерозойского возраста, найденные в районе канадского озера Верхнее, он обнаружил удивительную группу микроорганизмов: мелкие сферические и палочковидные бактерии пиршествовали на более крупной цианобактерии Gunflintia.

 Чтобы переварить оболочки своей жертвы, мелким бактериям были необходимы атомы кислорода, добываемые из растворенных в морской воде сульфатов. В ходе этого процесса также образовывались углекислый газ, отправлявшийся в атмосферу, и сероводород – причина того самого отвратительного запаха протухших яиц.

 "Конечно, не весь мир пропах сероводородом, – прокомментировал свое открытие Брази порталу National Geographic. – Но если у вас достаточно тонкое обоняние, то вы бы сказали, что этот запах был весьма распространен".

 Менее яркое, но куда более важное в научном отношении следствие этого открытия заключается в том, что эта группа бактерий является самым ранним в истории случаем поедания одного существа другим – проявлением так называемой гетеротрофии. "Впервые в геологической летописи мы видим, как один вид живого существа ест другое существо", –подчеркнул Брази.

 Химические доказательства существования гетеротрофии известны довольно давно, а первые из них вообще датируются возрастом около 3,5 млрд лет назад. Однако наблюдать подтверждающие гетеротрофию окаменелости протерозойского возраста ученым удалось впервые. Кем были "хищники", они сказать пока не могут, а вот "жертва" – Gunflintia – представляет собой довольно хорошо известную крупную фотосинтезирующую цианобактерию. Именно эта группа живых существ насытила атмосферу ранней Земли кислородом, сделав ее пригодной для дыхания современного типа.

 Gunflintia вместе с другими древнейшими организмами была открыта в кремнях канадской формации Ганфлинт в 1953 году. Ее находка произвела переворот в палеонтологии докембрия, сразу же отодвинув нижнюю планку появления известных науке живых существ до почти 2 млрд лет назад.

 Трехмерные компьютерные реконструкции окаменелостей Gunflintia показали, что у многих из них оболочка насквозь "проедена" пятнышками пирита – побочного продукта жизнедеятельности гетеротрофных сульфатредуцирующих бактерий. В то же время другие бактерии из той же формации – Huroniospora – от нападений "хищников" практически не страдали. По мнению ученых, это объясняется различиями в строении оболочки: у Huroniospora она была толще и содержала больше воскоподобных веществ. "Это такая же разница, как между морковкой и куском деревяшки, – пояснил Брази. – Huroniospora была тверже и ее было сложнее съесть".

 Стоит отметить, что появившиеся в глубоком докембрии бактерии до сих пор играют важную роль в жизни Земли. Цианобактерии, как уже было сказано, производят кислород. Но если бы на них никто не нападал, то связанный при фотосинтезе углекислый газ не возвращался бы обратно в атмосферу, и на Земле установился бы глобальный ледниковый период.

 По словам планетарного химика NASA из Лаборатории реактивного движения в Пасадене Кеннета Виллифорда, методы исследований, позволившие найти протерозойских бактерий в канадских кремнях, должны быть опробованы и на марсианских горных породах. "Если мы и в самом деле хотим узнать, была ли когда-нибудь жизнь на Марсе, то это однозначно один из тех методов, которые нам придется применять", – уверен он.

 Источник: PaleoNews

Химические остатки участка земной коры, погрузившегося глубоко в мантию, со временем могут вновь выйти на поверхность в совершенно другом месте — например, на каком-нибудь далёком вулканическом острове. 

Остатки земной коры, затонувшей около 2,5 млрд лет назад, вновь поднялись благодаря восходящему потоку в мантии. (Иллюстрация Nature.)Анализ вулканической породы на одном из островов южной части Тихого океана позволил учёным предположить, что этот процесс занимает более 2 млрд лет.

Соавтор Рита Кабраль из Бостонского университета (США) отмечает, что химический и изотопный состав мантии варьируется от места к месту. Возможно, это результат опускания кусков коры, но конкретных доказательств тому до сих пор получено не было. 

За ними исследователи отправились на остров Мангаиа — самый южный из островов Кука. Местные вулканические породы, сформированные около 20 млн лет назад, сильно выветрились, но сернистые минералы, заключённые в кристаллах оливина, устойчивых к выветриванию и сформировавшихся на глубине в несколько километров, всё ещё хранят ту «химию», которая предшествовала извержению, что вывело их на поверхность планеты. 

А состав красноречив! Например, г-жа Кабраль отмечает, что доля изотопа серы-33 много ниже показателя, типичного для земной коры. Хотя к этой аномалии могут привести и биологические процессы, последние одновременно создали бы аномально высокую концентрацию серы-34, но в образцах с Мангаиа этого нет. 

Наиболее вероятным источником пород, бедных серой-33, учёные считают мантийный материал, который содержит остатки коры, затонувшей или иным образом оказавшейся под поверхностью планеты по крайней мере 2,45 млрд лет назад, ещё до того, как фотосинтезирующие организмы приступили к накачиванию атмосферы кислородом. Когда кислорода было мало, химические реакции, протекавшие под действием солнечного света, естественным образом должны были создать сернистые соединения с малым содержанием серы-33. Позднее озоновый слой, ставший результатом кислородной катастрофы, подавил эти процессы. 

В какой-то момент материал с границы коры и мантии поднялся вновь вместе с так называемым мантийным плюмом (восходящим потоком). Г-жа Кабраль просит обратить внимание на малую интенсивность перемешивания материала в мантии, ведь этот кусок породы вышел обратно на поверхность почти в том же виде, в каком затонул. Возможно, в мантии можно найти целое «кладбище» не тронутых временем древних литосферных плит. 

Можно ли считать полученные данные свидетельством существования тектоники по крайней мере 2,45 млрд лет назад? Исследователи не спешат делать такой вывод. По их мнению, в то время планета была ещё молода и горяча, поэтому данный участок коры мог затонуть не из-за субдукции (захождения одной литосферной плиты под другую, как это происходит сегодня), а каким-то иным образом. Действительно, геохимик Роберт Стерн из Техасского университета в Далласе (США) полагает, что материал с низким содержанием серы-33 мог образоваться не на поверхности Земли, а в «подбрюшье» континентальной коры, после чего отвалиться и затонуть в мантии. Нечто подобное кое-где случается и сейчас. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Отличительная черта фотосинтеза в растениях — расщепление воды и производство кислорода. Но некоторые группы бактерий занимаются фотосинтезом, не вырабатывая кислорода: окисляя железо, например. Эволюционные биологи полагают, что эти формы фотосинтеза развились первыми и существовали задолго до кислородобразующих.

Поклонение солнцу началось раньше, чем мы думали. (Фото Migara Luvis.)Но когда именно? Окаменевшие микробные маты, сформировавшиеся на мелководье 3,4 млрд лет назад на территории современной Южной Африки, уже содержат следы этого процесса. А если углубиться ещё дальше в прошлое?

Логичнее всего проанализировать самые древние осадочные породы, рассудил Эндрю Цайа из Цинциннатского университета (США). Они находятся в Гренландии и содержат огромные запасы оксида железа — загадка, над которой учёные ломают голову много лет.

Г-н Цайа взялся за изотопный состав проб этого окисленного железа. Выяснилось, что некоторые изотопы сильнее распространены, чем должны были в том случае, если бы железо окислялось случайным кислородом. Более того, изотопный баланс породы менялся от точки к точке.

И то и другое можно объяснить наличием фотосинтезирующих бактерий. Дело в том, что эти микроорганизмы окисляют преимущественно небольшую долю растворённого железа и их предпочтение к тем или иным изотопам варьируется в зависимости от условий окружающей среды. И если г-на Цайа прав, то возникновение фотосинтеза придётся отодвинуть в прошлое на 370 млн лет.

Майк Тайс из Техасского университета A&M (США), один из тех, кто обнаружил следы фотосинтеза в южноафриканских отложениях, считает, что это лучшая из рабочих гипотез, объясняющих столь странное количество окисленного железа в древней породе.

Вильям Мартин из Дюссельдорфского университета (ФРГ) согласен с этим: «Аноксигенный фотосинтез — хороший кандидат в объяснения». «Если бы этот анализ проводился на марсианских породах, то присяжные, несомненно, отказались бы выносить однозначный вердикт, — разглагольствует Мартин Бразьер из Оксфордского университета (Великобритания). — Но на Земле мы склоняемся к бескилородному фотосинтезу».

Результаты исследования опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.