Чердак 27 февраля 2018

Скрытая внутри камней жизнь породила первые почвы на Земле

Фото: Чердак
В сложных условиях организмам проще жить внутри скальных пород, при этом они постепенно меняют их структуру, превращая в почвы
Ученые из Института географии и Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, а также Почвенного института имени В. В. Докучаева, совместно с коллегами из Германии и США исследовали образцы пород из Восточной Антарктиды и пришли к выводу, что местные организмы постепенно делают антарктические силикатные породы похожими по структуре на почвы. По мнению исследователей, сходные процессы могли породить предшественников почвы в докембрийский период, дав возможность растениям колонизировать сушу. Соответствующая статья опубликована в Scientific Reports.
Вопрос о возникновении почв в период до массового выхода растений на сушу — один из самых сложных для изучения. Сегодня почти все сухопутные территории нашей планеты находятся под покровом развитой растительности, аналогов которой еще полмиллиарда лет назад не было. Активность флоры резко ускоряет и меняет характер разрушения скальных обнажений. Поэтому понять, как именно образовались предшественники почв в докембрии крайне сложно, как и составить полное представление о том, как именно жизнь колонизировала сушу.
Авторы новой работы в поисках ответов на эти вопросы обратились к скальным породам из Восточной Антарктики. В этом регионе очень слабая водная эрозия, а ультрафиолет напротив весьма силен. В сочетании с сухим и холодным воздухом данные факторы принуждают местную жизнь к эндолитическому образу жизни — организмы обитают внутри камней.
Дело в том, что песчаник и иные породы могут впитывать и подолгу удерживать те небольшие количества воды, что все же появляются в условиях Антарктиды. Даже тонкий слой каменистой породы эффективно блокирует ультрафиолет, а большая теплоемкость камней снижает резкость температурных колебаний.
Исследователи с помощью компьютерной томографии изучили структуру образцов пород из антарктических оазисов (мест, где скальные породы выступают из льдов и снега). В результате им удалось установить, что внешние слои скальных пород пронизаны большим количеством микротрещин. Те из них, что ближе к вертикальным, имеют размеры до 20 микронов, горизонтальные достигают 200 микрон в длину. Одна трещина соединяется с другой, и, как правило, они заселены различными организмами.
Чаще всего это цианобактерии и лишайники. И те и другие выделяют различные соединения в ходе своей жизнедеятельности, тем самым создавая кислую среду в трещинах. Она дополнительно ускоряет образование новых микротрещин. В итоге их количество увеличивается до такой степени, что каменистые породы по своим характеристикам становятся ближе к почве, чем к типичным скальным породам в чистом виде.
В результате деятельности эндолитических организмов в песчанике из отдельных оазисов было найдено от 1,4 до 6,0 грамм азота органического происхождения. То есть даже криптоэндолитические (скрытые в камне) живые организмы уже начали насыщать на вид безжизненные скальные породы органическими остатками. Это также типичный и для обычных почв процесс.
Как отмечается в работе, все это указывает на то, что методы воздействия живых организмов на скальные породы — и, шире, методы подготовки «полуфабриката» для создания почв — не изменились с докембрийских времен. Да, сосудистые растения резко активизировали процесс в мягких климатических условиях, однако не они начали его. По всей видимости, к моменту выхода растений на сушу, цианобактерии и лишайники уже провели там обширную «подготовительную работу», сделав возможной быструю колонизацию.
Комментарии
Читайте также
В Египте нашли гробницу возрастом более четырех тысяч лет
Мужчины выходят из «генной пустыни»
Кукуруза одомашнивалась несколько раз
Ученые выяснили, что скрывается под «замком Дракулы»
Последние новости
Мужчины выходят из «генной пустыни»
«Хаббл» увидел, как звезда переделывает горячий нептун в суперземлю
Диадемы, карандаши и следы кремации