Первые формы жизни, возникшие 3,5 миллиарда лет назад, обнаружили в Саудовской Аравии

Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы, Саудовская Аравия обнаружили поля строматолитов. Это биотические структуры, возникшие еще 3,5 миллиарда лет назад.
Первые формы жизни, возникшие 3,5 миллиарда лет назад, обнаружили в Саудовской Аравии
Строматолит. Volker Vahrenkamp et al
Строматолиты доминировали на Земле почти 3 миллиарда лет. Они пережили кислородную катастрофу и смогли к ней приспособиться. И они есть на современной Земле, хотя найти их удается очень редко

Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы, Саудовская Аравия обнаружили поля строматолитов. Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Строматолиты — самые ранние геологические свидетельства жизни на Земле. Эти биотические структуры состоят из ковров водорослей, растущих навстречу свету и выделяющих в осадок карбонаты. После своего появления 3,48 млрд лет назад строматолиты доминировали на планете как единственная живая фабрика карбонатов в течение почти трех миллиардов лет.

Строматолиты частично ответственны за Великое событие оксигенации, которое радикально изменило состав нашей атмосферы за счет обильного выделения кислорода. Этот кислород первоначально уничтожил конкурентов строматолитов, что позволило им занять видное место в архейской и ранней протерозойской среде. Однако по мере того, как все больше форм жизни адаптировали свой метаболизм к насыщенной кислородом атмосфере, количество строматолитов начало сокращаться, появляясь в геологической летописи только после массового вымирания или в сложных условиях.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Жизнь, которой 3,5 миллиарда лет, все еще есть на Земле

(A) Расположение района исследований в северной части Красного моря. (B) Остров Шейбара на карбонатной платформе Аль-Ваджх. Белые стрелки указывают преобладающее направление ветра на основе среднегодовых данных о ветре за 10 лет. (C) Расположение строматолитового поля на юго-западной части острова Шейбара
(A) Расположение района исследований в северной части Красного моря. (B) Остров Шейбара на карбонатной платформе Аль-Ваджх. Белые стрелки указывают преобладающее направление ветра на основе среднегодовых данных о ветре за 10 лет. (C) Расположение строматолитового поля на юго-западной части острова Шейбара
Volker Vahrenkamp et al
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В наше время строматолиты относят к нише экстремальных сред, таких как гиперсоленые морские условия (например, залив Шарк, Австралия) и щелочные озера. До недавнего времени единственным известным современным аналогом биологически разнообразных открытых мелководных морских условий, где развивалась большая часть протерозойских строматолитов, были острова Эксума на Багамах.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Так продолжалось до тех пор, пока доктор Фолькер Варенкамп не обнаружил живые строматолиты на острове Шейбара, на северо-восточном шельфе Красного моря в Саудовской Аравии. Варенкамп изучал купола из соляной корки, которые можно увидеть из космоса, когда он наткнулся на скромное поле строматолитов. Открытие было неожиданным, но, к счастью, Варенкамп — один из немногих, кто видел строматолиты на Багамах.

(A) Образец строматолита типа 1, демонстрирующий слоистые структуры. (B) Изображение рентгеновской микротомографии (μCT) X-Z поперечного сечения строматолита типа 1, демонстрирующее более плотные внутренние слоистые структуры (красные). (C) Микрофотография тонкого среза, иллюстрирующая микритную корку на поверхности строматолита. (D) Миллиметровые слои зерен литифицированного осадка (желтые стрелки) и сплавленные зерна (зеленые стрелки). (E) Зерна, зараженные микроборидами у внешних ободков и сросшиеся на контактах зерен (зеленые стрелки). (F) Ацикулярные игольчатые арагонитовые цементы (АА), образовавшиеся вокруг ободов зерен (G)
(A) Образец строматолита типа 1, демонстрирующий слоистые структуры. (B) Изображение рентгеновской микротомографии (μCT) X-Z поперечного сечения строматолита типа 1, демонстрирующее более плотные внутренние слоистые структуры (красные). (C) Микрофотография тонкого среза, иллюстрирующая микритную корку на поверхности строматолита. (D) Миллиметровые слои зерен литифицированного осадка (желтые стрелки) и сплавленные зерна (зеленые стрелки). (E) Зерна, зараженные микроборидами у внешних ободков и сросшиеся на контактах зерен (зеленые стрелки). (F) Ацикулярные игольчатые арагонитовые цементы (АА), образовавшиеся вокруг ободов зерен (G)
Volker Vahrenkamp et al
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Когда я наступил на них, я понял, что это такое», — объясняет Варенкамп. «Это 2000 км береговой линии карбонатной платформы, так что, в принципе, это желательный район для поиска строматолитов. То же самое происходит и на Багамах, и все же есть только один небольшой участок, где их можно найти».

Остров Шейбара представляет собой зону с регулярно чередующимися условиями увлажнения и засыхания, резкими колебаниями температуры от 8° C до более 48° C и условиями очень похожими на Багамские острова.

На острове Шейбара имеется несколько сотен строматолитов. Некоторые из них представляют просто идеальные примеры из учебников. Другие более листовидные, с невысоким рельефом, которые ученые пока не встречали.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Может быть, строматолиты есть и на Марсе

Проблема в том, что мы не знаем, как быстро растут строматолиты. Датировать их очень сложно, поскольку они содержат два разных карбонатных компонента, которые практически невозможно разделить: один — недавно осажденный микробами и другой — песок, присутствующий в окружающей среде. В настоящее время команда Варенкампа ежемесячно контролирует поле, чтобы фиксировать любые визуальные изменения. Ученые хотят перенести некоторые строматолиты острова Шейбара в аквариум и вырастить их там. Это многое объяснит.

Открытие Варенкампа и его коллег дает представление о самой ранней жизни на Земле и эволюции океана. Оно может даже помочь в поисках жизни на других планетах, таких как Марс. Как бы выглядела жизнь на Марсе и как бы мы ее узнали? Изучение строматолитов, которые были первыми формами жизни на Земле еще до того, как на нашей планете появилась насыщенная кислородом атмосфера, является многообещающим направлением.