Сучасні ціанобактеріальние мати, що живуть в бідних киснем озерах, здатні істотно збагатити цим киснем навколишнє їхню воду. Можливо, у давні часи предки багатоклітинних тварин виживали завдяки таким бактеріальним спільнотам.

Сучасні ціанобактеріальние мати, що живуть в бідних киснем озерах, здатні істотно збагатити цим киснем навколишнє їхню воду. Можливо, у давні часи предки багатоклітинних тварин виживали завдяки таким бактеріальним спільнотам.

Жовтий бактеріальний мат з джерела в Єллоустонському національному парку (фото pecrenditions).
Жовтий бактеріальний мат з джерела в Єллоустонському національному парку (фото pecrenditions).

Дослідники з Університету Альберти (Канада), вивчивши співтовариства бактерій в солоних озерах Венесуели, прийшли до висновку, що доісторичні ціанобактеріальние мати були для перших багатоклітинних організмів такими собі «кисневими подушками».

Бактеріальні мати – досить складні співтовариства мікроорганізмів, серед яких домінують синьо-зелені водорості, або ціанобактерії. Зовні це товсті, від декількох міліметрів до двох сантиметрів, плівки цвілі, що покривають субстрат; верхній шар зазвичай представлений фотосинтезуючими ціанобактеріями, нижній – анаеробними бактеріями (наприклад, сульфатними). Вважається, що ці спільноти дійшли до нас з найдавніших часів, коли, крім бактерій, на Землі більше нікого не було. Зараз такі мати поширені в місцях з екстремальними умовами проживання – наприклад, на дні водойм з підвищеною солоністю. Венесуельські мати покривають майже все дно озера і, таким чином, як би імітують найдавнішу екосистему, яка могла існувати 540 млн років тому.

Палеобіолог спробували з'ясувати подробиці життєдіяльності таких матів. Вони досліджували хімічний склад води всередині бактеріального спільноти і над ним. Парціальний тиск кисню у воді було дуже низьким, близько 0,1 атм, але поблизу ціанобактеріального мату концентрація кисню протягом дня могла зростати з 0,2 до 0,45 атм. При цьому в самому мате, в його верхньому шарі, тиск кисню досягало майже 1 атм. Це пов'язано з діяльністю ціанобактерій, що виділяють кисень в процесі фотосинтезу.

Зараз парціальний тиск кисню в повітрі становить 0,21 атм, але в період становлення перших багатоклітинних організмів це значення коливалося близько 0,1 атм, що був занадто низьким для перших багатоклітинних; в таких умовах могли себе добре відчувати хіба що губки. Найдавніші організми, по всій видимості, рятувалися поблизу ціанобактеріальних матів, що були для них справжніми кисневими подушками.

Робота канадських палеобіологв опублікована в журналі Nature Geoscience.

Насправді вчені давно припускали, що найдавніші багатоклітинні отримували від найдавніших бактеріальних спільнот якусь вигоду: викопні останки тих і інших дуже часто виявляються разом. Розглянуте дослідження вперше описує досить правдоподібну причину для такого співжиття.

З іншого боку, як заперечують скептики, кисень виділяється синьо-зеленими водоростями тільки в денний час доби, так як для фотосинтезу необхідне сонячне світло. Як жили стародавні багатоклітинні ночами, коли бактерії тимчасово переставали постачати кисень? Личинки сучасних комах, які живуть взагалі всередині матів венесуельських солоних озер, – і ті на ніч впадають в сплячку, щоб перечекати нестачу кисню. Ну а стародавні тварини могли бути занадто великими, щоб жити прямо усередині співтовариства бактерій. Автори у відповідь на це помічають, що серед викопних останків тварин епохи ціанобактеріальних матів зустрічаються досить дрібні, розміром в декількох міліметрів, а крім того, великі багатоклітинні могли жити поблизу бактеріальних спільнот, оскільки останні насичували киснем не тільки верхній шар мату, але й навколишнє воду .

У будь-якому випадку ця дотепна теорія потребує підтвердження того, що і найдавніші мати теж могли продукувати кисень.

За матеріалами Nature News.

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?