Торт Наполеон возрастом 3 миллиарда лет

Автор:  Алексей Пахневич | 28.03.2012 14:21:48 |

Версия для печати
Слоистые каменные тумбы, которые мы находим в Бухте Акул и в Персидском заливе, на самом деле – живые. И без них не было бы жизни на Земле: они уже 3.5 миллиарда лет создают озоновое покрывало над нашей планетой. Их можно вырастить и дома!


Рисунок художника: строматолиты на мелководье 3 миллиарда лет назад


Когда на Земле не было жизни, непрерывно извергались вулканы и ультрафиолетовые лучи беспощадного Солнца испепеляли поверхность планеты, в океане завелись цианобактерии. В прошлый раз я рассказывал, как они создали кислородную атмосферу и озоновый щит. Кислородом дышат почти все живые существа, а озоновый щит закрывает их от ультрафиолета. Сегодня я хочу рассказать о том, как найти этих древних строителей: в виде древнейших слоистых отложений, в виде современных изысканных построек и даже в банке с водой из лужи.


Этому строматолиту 3 миллиарда лет[/SIZE] Палеонтологи часто находят замечательные слоистые отложения, которые сооружали эти бактерии: волнообразные пласты известняков возрастом 2-3 миллиарда лет наслаиваются друг на друга, словно хорошо спрессованные блины. Их назвали строматолитами («слоистые камни»). Есть и более молодые находки – например, в Москве рядом с Цирком на Цветном бульваре при рытье котлована откопали строматолиты Юрского периода (всего 170 миллионов лет; это эпоха динозавров, но в Москве их не было, а было море со строматолитами).




Исследования с помощью микроскопа помогли найти останки строителей строматолитов между слоями «блинов». Ими оказались цианобактерии. Эти крошки за многие годы строили каменные постройки высотой в несколько метров. Словно замки возвышались они над древним морским дном: в виде столбов, куполов, каменных ветвящихся деревьев.


Современные строматолиты

Как же цианобактерии строили такие сооружения? За ответом надо поехать в Ирак или в Австралию: оказывается, строматолиты существуют по сей день. Современные постройки цианобактерий есть у побережья Австралии (бухта Акул), Багамских островов, в Персидском заливе.


Современные строматолиты после отлива

Вот как это работает: пленчатая колония цианобактерий поселяется на дне. Со временем над ней образуются кристаллики минерала кальцита (ведь морская вода очень богата солями) и покрывали корочкой всю пленку – как накипь покрывает дно чайника.




Для полноценной жизни цианобактериям нужен свет – как любым растениям. Нити цианобактерий тихонько прорастают между кристаллами и новая пленка образуется поверх корочки. Оставшиеся под ней цианобактерии погибают без света. Этот процесс повторяется многие сотни и тысячи раз, пока над дном не появляется слоистый, как торт Наполеон, строматолит. Но и это еще оказалось не всей правдой о строматолитах.



Строматолиты бывают очень разноцветными из-за того, что их населяют самые разные бактерии, и они создают отложения разных веществ

Напомню, что слои пленок цианобактерий покрывали дно, словно толстое одеяло. Оказалось, что толстые одеяла на дне состояли не только из цианобактерий. В нижних слоях жили всевозможные другие бактерии. Причем слои этого одеяла имели иногда разную окраску в зависимости от того, какие бактерии там обитали. В слое ржавого цвета жили железобактерии, в слое фиолетово-красном – пурпурные бактерии.


Горячее озеро из Йеллоустонского национального парка (США) выглядит очень пестрым из-за поселений различных сообществ бактерий (слева видно шоссе и автомобили)




Так что строматолит оказался не просто постройкой цианобактерий, а настоящим сообществом, как березовый лес или луг, где живет множество разных организмов: и папоротники, и кустарники, и птицы.




Искусственные строматолиты удалось вырастить российским ученым. Попытались не отстать от них и школьники одной из московских школ. Ученики лицея №1502 Леонид Ким и Валерий Мартыненко поместили в стеклянные цилиндры цианобактерий из обычной лужи и попытались создать условия горячего источника.



Большую постройку создать пока не удалось, но небольшая слоистость цианобактерии образовали. Они выросли вверху по стенкам цилиндров, образовали пленку на поверхности грунта и даже проросли внутрь осадка. В одном из цилиндров образовалось почти настоящее цианобактериальное сообщество. В нем появились и пурпурные бактерии, и железобактерии. Если вы хотите тоже попробовать растить строматолит, я с удовольствием отвечу в комментариях: где взять бактерий и как их растить.
Илья
|
28.03.2012 15:29:05
с чего начать?
Спасибо Алексей, очень интересно!
С чего начать? где взять бактерий? как заставить их формировать слои?
Алексей Пахневич
|
28.03.2012 22:39:07
Домашние цианобактерии
Цианобактерий можно найти летом в любой луже. Зеленая пленка на дне и есть колония цианобактерий. Дома их можно посадить в обычную небольшую банку, мерный цилиндр, как делали мы. Лучше на дно положить размолотый мел. Это поможет им лучше прижиться. Цианобактерии очень неприхотливые организмы. Наши экспериментальные цианобактерии живут уже больше полутора лет. Главное, чтобы в банке/цилиндре была вода. Чтобы вырастить многослойный строматолит, ученые из Института микробиологии создали условия как в горячем источнике. Сделать такие условия дома очень сложно. И мы в лицее 1502 не смогли полностью их воссоздать. Хорошо бы сделать постоянный небольшой подогрев, но при этом постоянно пропускать через воду воздух. Сложно сделать и постоянную подвижность воды, как в ручье. Кстати, смена условий, например, нагревание и охлаждение до комнатной температуры, иногда даже короткое осушение, может способствовать образованию слоистости как в строматолите. Интересно, что почти настоящее цианобактериальное сообщество (с пурпурными бактериями и железобактериями) у нас сформировалось в цилиндре, где не создавался избыток кальция, как в горячем источнике. Чтобы проводить такой эксперимент, надо запастись терпением. Мы ждали 3 месяца, чтобы образовались слои, которые вы видите на фото.