Древнейшие следы жизни на Земле записаны в камне — и они могут исчезнуть

Сегодня планета полна жизни, но так было не всегда. Задолго до того, как леса поднялись в небо, по земле пошли животные, а динозавры успели возникнуть и вымереть, Землю формировала куда более скромная форма жизни. Её следы можно найти и сегодня.

Эти древние ископаемые — самое раннее видимое свидетельство жизни на Земле — называют микробиалитами.

Западная Австралия хранит исключительную летопись микробиалитов: от древнейших известных экземпляров в породах возрастом почти три с половиной миллиарда лет в Пилбаре до живых примеров в районе Шарк-Бей, включённом в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Обзор пятидесяти лет исследований микробиалитов в Западной Австралии, опубликованный в журнале «Алчеринга», обобщает, что эта летопись может рассказать об эволюции и устойчивости жизни на Земле.

Несмотря на ископаемую летопись, охватывающую миллиарды лет, микробиалиты удивительно хрупки. Места находок остаются уязвимыми для чрезмерного сбора и разрушения, а живые микробиалиты сталкиваются с растущим давлением.

В таких местах, как озеро Клифтон и Шарк-Бей, некоторые события, возможно, уже причинили непоправимый ущерб. Один из примеров — май 2024 года, когда десятки охотников за северным сиянием вытоптали тромболиты возрастом две тысячи лет в запретной зоне на озере Клифтон.

Древнейшее свидетельство жизни

Микробиалиты — это холмообразные структуры, которые бывают разных форм и размеров. Они образуются, когда сообщества микробов либо осаждают минералы, либо захватывают и связывают осадок.

Типы микробиалитов различают по внутренней структуре. Строматолиты — самые известные, у них отчётливые слои. Тромболиты, напротив, имеют сгустковую текстуру.

Летопись микробиалитов может многое рассказать о жизни на Земле. Она даёт подсказки о том, где жили некоторые из первых форм жизни, где искать жизнь за пределами Земли и как наша атмосфера стала богатой кислородом, открыв путь для более сложных форм жизни.

Современные местонахождения особенно важны, потому что помогают лучше понять процессы, сформировавшие микробиалиты в древней каменной летописи. Живые микробиалиты из Шарк-Бей даже называют «Розеттским камнем» для понимания их ископаемых аналогов.

Микробиалиты также сохраняют свидетельства того, как жизнь реагировала на экологические потрясения в прошлом. Летопись Западной Австралии охватывает по меньшей мере одно, а возможно и два, из пяти крупнейших массовых вымираний Земли.

Эта глубинная летопись позволяет предположить, что микробиалиты могут служить ранними индикаторами экологического стресса. Свидетельства указывают, что внезапное увеличение микробиалитов часто предшествовало крупным экологическим нарушениям и массовым вымираниям в прошлом или совпадало с ними.

Что остаётся неясным

Обзор выделяет несколько существенных пробелов в знаниях.

Учёные до сих пор спорят, как отличить структуры, созданные жизнью, от тех, что возникли в результате небиологических процессов. Не всегда можно с уверенностью сказать, в каких условиях формировались древние микробиалиты.

Остаётся неопределённость и в том, что управляет формой и структурой микробиалитов. Не до конца известно и то, насколько точно современные примеры отражают ископаемые формы.

Почему внутренняя структура тромболитов сгустковая, а не слоистая, как у строматолитов, остаётся загадкой. Как и то, насколько далеко в геологической летописи они простираются. Западная Австралия может содержать одни из древнейших известных тромболитов, но эти экземпляры ещё не описаны подробно.

Словом, древнейшая биологическая летопись Земли — не законченная история, хотя пробелы постепенно заполняются. Сохранение свидетельств, как живых, так и ископаемых, необходимо, чтобы будущие учёные смогли ответить на вопросы, на которые у нас пока нет ответов, или даже задать вопросы, которые нам ещё не пришли в голову.

Древний архив под угрозой

Несмотря на геологическое долголетие и кажущуюся неизменность, микробиалиты удивительно хрупки. Их каменный вид мешает это осознать.

Живые микробиалиты могут быть крайне чувствительны к нарушениям среды. Их чрезвычайно медленный рост означает, что физический ущерб может занять десятилетия или столетия для восстановления, если восстановление вообще возможно.

Многие современные местонахождения микробиалитов сталкиваются с растущим давлением из-за изменений качества воды, изменения климата и растущего числа посетителей.

Ископаемые микробиалиты тоже уязвимы. По всей Западной Австралии туризм, неуместный сбор и даже научный отбор могут повредить или уменьшить эти незаменимые места. Как геологические объекты они подпадают под охрану геонаследия.

Однако геонаследие остаётся плохо признанным и недостаточно обеспеченным ресурсами в Австралии на федеральном уровне и на уровне штатов. В докладе о состоянии окружающей среды Австралии 2021 года сделан вывод: «общая перспектива для геонаследия плохая» из-за отсутствия национальных рамок, внимания и ресурсов для этой области наследия. К сожалению, с тех пор мало что изменилось.

Сегодня мы сталкиваемся с беспрецедентной и ускоряющейся потерей биоразнообразия. Летопись микробиалитов предлагает взгляд из глубины времён на то, как экосистемы реагируют на изменения среды, экологические нарушения и меняющиеся условия. Насколько эти знания помогут понять вызовы, стоящие перед жизнью сегодня, остаётся открытым вопросом.

Не менее важно и то, останутся ли сами архивы, живые и ископаемые, целыми и доступными для будущих поколений, которые будут исследовать не только вопросы, которые мы задаём сегодня, но и те, которые нам ещё предстоит сформулировать.