Как известно, у высших млекопитающих (в том числе и человека) в переработке и запоминании, а также в принятии решений ведущую роль играет новая кора головного мозга, или неокортекс. Поскольку у птиц его нет, принято было считать их мозг примитивным, а когнитивные способности — ограниченными. К тому же о высшей нервной деятельности птиц долгое время судили по опытам на голубях (древнему виду с примитивным мозгом) и полагали, что все птицы способны лишь к условно-рефлекторным реакциям. Это хорошо вписывалось в распространенное в прошлом веке представление, что животные способны только к обучению, а к рассудочной деятельности — нет. Однако к концу ХХ в. накопилось значительное число работ, которые противоречили обоим этим представлениям. В частности американские исследователи из Рокфеллеровского университета показали, что в целом по своим функциям мозг птиц во всем аналогичен мозгу млекопитающих.

Фотографии и схемы мозга птиц (зебровой амадины) и млекопитающих (человека) [7]. На схемах гомологичные структуры в мозге птиц и млекопитающих показаны одинаковыми цветами: в среднем ряду отражены принятые до недавнего времени представления об устройстве мозга, в нижнем — современные представления

«Репутация» птиц менялась и по мере того, как множились экспериментальные доказательства наличия у животных зачатков мышления, а изучение птиц начали проводить на других видах, не столь примитивных и древних, как голуби. Основным объектом таких экспериментов стали птицы семейства врановых (Corvidae), мозг которых по ряду показателей теперь считают сходным с мозгом высших приматов. Недавно опубликованы результаты исследований, авторы которых сравнили мозг птиц с примерно равным по массе мозгом млекопитающих и установили, что у птиц плотность нейронов в соответствующих областях головного мозга значительно выше . Более того, у врановых (у сойки и ворона) количество нейронов в переднем мозге равно или даже больше, чем у приматов (ночной обезьяны и капуцина), мозг которых почти в четыре раза крупнее.

Проявления высших когнитивных функций

Наибольший интерес для нас представляют эпизоды, которые могли бы свидетельствовать о сообразительности птиц (разумной предусмотрительности, по выражению Б. Хейнриха. Однако такие факты крайне редко удается наблюдать и трудно трактовать — важно избежать приписывания им проявлений мышления в тех случаях, когда речь идет о характерном для всего вида генетически детерминированном акте поведения. Одним из критериев разумного поведения считают способность в новой нестандартной ситуации экстренно спланировать особый способ получения недоступного корма (или достижения другой какой-то цели). В основе такого поведения должна лежать экстренная оценка возникшей ситуации, способность спланировать серию действий, включая подготовительные операции, и прогнозирование их возможного результата. К сожалению, подобных фактов среди имеющихся материалов очень мало.

В качестве примера способности спланировать цепь действий в новой ситуации приведу наблюдение доктора биологических наук О. Г. Строевой. Ольге Георгиевне случилось видеть, как к хлебу, выложенному для воробьев, подошла ворона с мышью в клюве, постояла, как бы раздумывая, затем клювом пробила дырку во льду, спрятала мышь под лед и подошла за хлебом, а когда справилась с ним, вернулась за мышью. Заметим, что именно на основе наблюдений за подобными эпизодами в поведении охотничьих собак Ч. Дарвин пришел к заключению о наличии у животных зачатков мышления, которые он назвал «способностью к рассуждению» (reasoning).

Ворон стащил коробку печенья из кузова автомобиля на стоянке. Разорвав пластиковую упаковку, птица принялась за крекеры, но на месте не ела, а брала их в клюв по несколько штук и уносила прятать. Фото: albanatasha (fotki.yandex.ru)

Описанная тактика, существенно повышающая эффективность кормового поведения (позволяющая птице ничего не упустить), проявляется достаточно часто даже в более рутинных ситуациях. Ряд авторов описывает, что, обнаружив пищу, вороны не начинают сразу есть; фильм «Твои вороны» и наблюдения О. С. Кислиной и Б. А. Умарововой). Пользуясь клювом, как пинцетом, они собирают и уносят в сторону несколько кусков (желательно все), могут спрятать их там, вернуться за остальными и только тогда принимаются за еду.

В настоящее время доказано, что и врановые (подобно антропоидам, слонам и дельфинам) обладают зачатками самосознания. Они могут узнавать себя на отражении в зеркале, а также строить «модель психического состояния другого субъекта» (theory of mind), что позволяет им «просчитывать» намерения партнеров (даже человека) и на этой основе выбирать оптимальную стратегию поведения. Среди имеющихся у нас материалов есть ряд эпизодов, которые можно объяснить (по крайней мере отчасти) именно способностью к такому мысленному «просчитыванию». Один из эпизодов, свидетельствующих о способности ворон оперативно предвидеть реакции человека и действовать в соответствии с этим, приведен В. А. Матанцевым, который наблюдал, как ворона в течение 40 мин скрывалась за стволом дерева от подстерегавшего ее стрелка. Чтобы следить за его действиями, она на мгновение выглядывала с той или другой стороны ствола, но не улетала, поскольку неподалеку сидел ее слеток.

В экспериментах сороки узнают себя в зеркале: пытаются удалить с себя метку клювом (а) или лапой (б), а также касаются клювом груди (в) или других частей тела (г) [22]

Любопытные случаи зафиксированы, когда птица совершала некий особый маневр, чтобы отвлечь внимание человека и добиться своей цели. Так, в 1980-х годах А. Е. Черенков наблюдал на Соловецких о-вах, как молодой ручной ворон гнался за велосипедистом и выпрашивал у него колбасу (большой дефицит в то время и в том месте!), которую тот вез в сетке на багажнике. В конце концов он стащил с головы человека кепку и бросил ее метрах в 10 от дороги. Пока велосипедист бегал за кепкой, ворон унес колбасу.

Г. Н. Митина описала поведение стаи ворон в московском сквере, когда она неожиданно начала кормить их фисташками. В этой ситуации ярко проявились индивидуальные различия и в пугливости, и в сообразительности ворон. Они не шарахались автоматически от незнакомого человека, а на ходу перестраивались и преодолевали привычную осторожность, чтобы получать ценный корм. Взрослые, молодые и больные (по оценке автора) птицы использовали разные тактики поведения, получая, соответственно, разную долю орехов. Наиболее эффективно вели себя взрослые птицы: когда им попадались нераскрытые орешки, они сначала пытались расклевать их на земле, но после первых же неудач перелетали на асфальт, где легко с ними справлялись. Молодые птицы об этом не догадывались и, поиграв орехом, бросали его. Взрослые птицы ближе всего подходили к «кормилице», настороженно следили за ней и оперативно оценивали ее действия. Это позволяло им быстро снизить дистанцию до человека и брать корм с расстояния 30 см. Некоторые птицы после 15–20 мин наблюдения за сидящим неподвижно человеком стали брать корм с руки. Сходные данные о способности городских птиц оперативно вступать в контакт с человеком, а также регулярно взаимодействовать с постоянными «кормильцами» приводят и другие наблюдатели (Г. Г. Есакова, О. С. Кислина, Л. Д. Кононенко, Н. Ф. Еремин, И. С. Добронравова, К. В. Шулейкина и др.).

Собаки и вороны в ожидании человека, приносящего корм. Фото Т. А. Обозовой

У врановых отмечено разнообразие как потребляемых кормов, так и методов их добывания и обработки — это размачивание хлеба, разбивание орехов и сушек разными способами, охота на лягушек. Упомяну лишь о некоторых индивидуальных стратегиях добывания корма, которые, видимо, также основаны на прогнозе действий конкурентов и потенциальных врагов, включая человека. Известно, что оседлые вороны и сороки (Pica pica) регулярно используют корм, предназначенный кошкам или собакам, которые обитают на той же территории. Часть делает это, пока собака спит, а некоторые — непосредственно в присутствии хозяина миски, иногда, по-видимому, с его молчаливого согласия. Формирование столь толерантных взаимоотношений основано на неусыпном наблюдении птицы за поведением пса, мгновенной оценке степени исходящей от него угрозы и принятии плана действий сообразно текущему моменту [28]. Отмечено, что вороны, постоянно обитающие на дачном участке, могут кормиться из одной миски и с кошками, и даже с крысами, на которых они нередко охотятся (наблюдения О. О. Якименко, Г. Г. Есаковой).

Кооперация ворон с кошками снята в «документальной сказке» С. Н. Быченко. В одном из домов она обнаружила жительницу первого этажа, которая с помощью веревки спускала из окна поднос с едой для бродячих кошек, которые терпеливо дожидались этого часа. Но не менее внимательно за происходящим следила и ворона, сидящая на фонарном столбе. Как только появлялась еда, обе кошки и ворона начинали кормиться бок о бок, и помешать этому могли только пробегавшие время от времени собаки.

Подобную картину я наблюдала из окна 11-го этажа одного из зданий МГУ. Стайка ворон расположилась вокруг вагончика строителей, птицы время от времени перекрикивались и перелетали с места на место. Вскоре около вагончика остановилась женщина и стала разворачивать принесенный пакет. Тут же из-под вагончика появилась собака и выполз щенок, а вороны переместились поближе и прекратили перелеты. В течение нескольких минут они дружно растащили все, что было принесено, причем собака практически не возражала против участия ворон. Очень скоро собака вернулась под вагончик (вероятно, к своему помету), и вороны, получив свою долю, тут же разлетелись. Возникло впечатление, что они не первый раз участвовали в такой кормежке и поджидали женщину.

Манипуляционные игры. Как показывают наблюдения в условиях неволи, для врановых характерна сложная по структуре манипуляционная активность, неизменный интерес к новым предметам. Ряд сообщений свидетельствует, что и в естественных условиях игры и разнообразное манипулирование предметами составляют заметную часть поведенческого репертуара этих птиц. Не приводя примеров простых манипуляций, упомянем сообщение Яниш о вороне, которая, сидя на крыше у водосточной трубы, бросала в нее грецкий орех, затем слетала, подбирала его и снова бросала в трубу. По впечатлению наблюдателя, она прислушивалась к звуку, который возникал, когда орех пролетал по трубе. Подобные развлечения отмечены и у московских ворон, которые периодически наносили заметный ущерб стеклянным крышам (например, в Лужниках), сбрасывая на них камни. К сожалению, систематических наблюдений за этим поведением не проводилось, хотя было бы интересно проследить, индивидуальная это активность или групповая, и во втором случае — проанализировать роль подражания.

Подвижные игры. Это наиболее часто наблюдаемый вид игры ворон. Описано катание по ледяным дорожкам; наблюдения С. Н. Хаютина), а также с крыш  (включая позолоченные церковные купола) и с ледяных горок (наблюдения О. Г. Орленевой, Н. В. Вдовиной и мои). Многие видеофильмы удачно документируют такое поведение, подтверждают его типичность для видового репертуара и выявляют ранее неизвестные его особенности. Так, например, неоднократно наблюдавшееся многими из нас катание ворон с разного рода наклонных поверхностей зафиксировано в восьми видеосюжетах. Их анализ и сопоставление свидетельствуют о целенаправленности этого поведения. Особенно важен ролик, запечатлевший ворону, которая несколько раз съехала с заснеженной крыши на принесенной ею крышке от майонезной банки. Не менее показательны два сюжета, где с крыш катаются одновременно несколько птиц, которые не только многократно съезжают, но и, оказавшись внизу, остаются и наблюдают за другими.

В заключение раздела упомянем нередко наблюдаемое зрелище — стайка ворон вьется вокруг креста или флюгера (например, на башне Нижегородского кремля — наблюдение Н. В. Вдовиной), как бы соревнуясь в умении при сильном ветре сесть и удержаться на них несколько секунд, а затем уступить место другим участником состязания.

Журнал «Природа» №4, 2017

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 1304-00747).

Автор: Зоя Александровна Зорина — доктор биологических наук, заведующая лабораторией физиологии и генетики поведения биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434313/R...

(с.) сайт https://elementy.ru

Перед вами реконструкция птеродаустро (Pterodaustro guinazui) — птерозавра из группы ктенохазматид, жившего в середине мелового периода, около 105 миллионов лет назад, на территории Южной Америки. Название рода происходит от древнегреческого πτερόν «крыло» и латинского auster «южный (ветер)», видовое название дано в честь аргентинского палеонтолога Романа Гиньязу (Román Guiñazú).

Птеродаустро был довольно крупным птерозавром: его вытянутый череп достигал 29 сантиметров в длину, а размах крыльев взрослой особи был 1–3 метра. Как и большинство летающих ящеров, птеродаустро жили рядом с водоемами.

Череп птеродаустро из Аргентины в коллекции Американского музея естественной истории. На конце нижней челюсти видны зубы, длина черепа — 23,5 см. Фото © Sandy Campbell с сайта 500px.com

Летающий ящер не выделялся бы из других птерозавров тех времен, если бы не его огромная нижняя челюсть с щетиной. Около тысячи видоизмененных щетинообразных зубов меньше миллиметра в диаметре и до 40 мм высотой располагались не в отдельных альвеолах, а в двух длинных бороздках, параллельных краям нижней челюсти. Зубы образовывали плотную и жесткую щетину, которая выполняла фильтрующую функцию. Питался петеродаустро в основном мелкими водными животными, ракообразными и планктоном, «челюсть-щетка» помогала ему захватывать и удерживать пищу в ротовой полости. На верхней челюсти тоже были зубы, но очень мелкие, с плоским коническим основанием и коронкой в форме лопатки. Они, вероятно, помогали животному перемалывать захваченную пищу.

Видоизмененные зубы для фильтрации были и у других представителей группы ктенохазматид, например у ктенохазмы (Ctenochasma) и Gnathosaurus, но их фильтрующий аппарат был не столь специализирован и совершенен, как у птеродаустро.

Примерно так питался птеродаустро. Изображение с сайта amnh.org

Первые окаменелости птеродаустро были обнаружены в конце 1960-х годов аргентинским палеонтологом Хосе Фернандо Бонапарте в формации Лагарсито (Lagarcito Formation) в провинции Сан-Луис в Аргентине. Местонахождение получило название Loma del Pterodaustro («Холм птеродаустро»). На сегодняшний день в Аргентине найдены сотни особей с размахом крыльев от 0,3 до 3 м, разного возраста, включая эмбрион в яйце. Несколько окаменелостей также обнаружены в Чили, в формации Санта-Ана.

Реконструкция способа добывания пищи. Рисунок © Kiabugboy с сайта deviantart.com

Такое обилие окаменелостей позволило изучить особенности развития этой рептилии. Изучение гистологии костей молодых птеродаустро показало, что они очень быстро росли в первые два года своей жизни, достигая примерно 53% от размера взрослого животного к половой зрелости, после чего рост скелета продолжался медленными темпами еще 3–4 года, пока скелет не достигал максимального размера — около 3 метров. Характер роста птеродаустро, таким образом, сходен с маленькими юрскими птерозаврами, такими как птеродактили (Pterodactylus) и рамфоринхи (Rhamphorhynchus), и отличается от более крупных птеродактилид (Pterodactylidae) вроде птеранодонов (Pteranodon) и никтозавров (Nyctosaurus), у которых взрослые и неполовозрелые особи имели сходные размеры тела.

Были найдены и яйца, даже с эмбрионами внутри. Яйца были вытянутыми, до 6 см в длину и 3,6 см в диаметре. Анализ газовой проводимости скорлупы показал, что гнезда птеродаустро имели влажность не менее 75%, что в сочетании с тафономическими и геологическими данными указывает на схожесть их гнездования с поганками и фламинго, которые сооружают гнезда во влажных местах.

Реконструкция местообитания птеродаустро. На месте Loma del Pterodaustro, скорее всего, было постоянное мелкое озеро, где кормились птеродаустро. Рисунок из статьи L. Chiappe et al., 1998. Biotic association and palaeoenvironmental reconstruction of the «Loma del Pterodaustro» fossil site (Early Cretaceous, Argentina)

Как видно по многочисленным реконструкциям, у птеродаустро были сильные длинные ноги и развитые мыщцы. Вероятно, птеродаустро мог быстро и ловко перемещаться по суше, в отличие от современников — птеранодонов. По микроструктуре костей крыло птеродаустро напоминает крылья буревестникообразных — крупных птиц, которые часто парят, используя подъемную силу ветра. Возможно, так же поступал и птеродаустро.

Реконструкция внешнего вида птеродаустро. Иллюстрация © Андрей Атучин с сайта pteros.com

Интересно, что на большинстве реконструкций птеродаустро имеет розовый окрас. Американский палеонтолог Роберт Беккер предположил, что к окрашиванию покрова в розовый оттенок мог привести рацион питания птеродаустро — как и у фламинго. Взрослые фламинго рождаются серовато-белыми, а благородный розовый цвет появляется, когда птицы переходят на питание ракообразными и цианобактериями, богатыми каротиноидами. Однако последние исследования показывают, что способностью накапливать каротиноиды не только в коже и клюве, но и в перьях обладают только современные птицы. Поэтому птеродаустро вряд ли имели розовое «оперение» (птерозавры покрыты пикнофибрами — нитевидными структурами, гомологичными перьям птиц), как это показывают художественные реконструкции.

Фото с сайта imynagle.carbonmade.com.

Эрика Ефремова

https://elementy.ru/kartinka_dnya/926/Pterodaustro_i_ego_che...

Владимир Комаров, кандидат геолого-минералогических наук,

Кирилл Юшин,

Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (Москва)

«Природа» №9, 2017

Сомы — санитары рек. Фото С. В. Ускова

Летом 2016 г. К. И. Юшин нашел уникальный палеонтологический образец. В нижнем течении Волги, в районе с. Замьяны, он поймал сома размером около 2 м и в его желудке обнаружил кость ископаемого животного, которая была определена сотрудником лаборатории млекопитающих Палеонтологического института РАН, доктором биологических наук А. К. Агаджаняном.

Фрагмент шейного позвонка европейской косули Capreolus capreolus, обнаруженный в пойманном соме. Длина масштабной линейки 5 см. Коллекция К. И. Юшина. Здесь и далее фото В. Н. Комарова

Плейстоцен — время повсеместного распространения в Евразии удивительной мамонтовой фауны, представленной в том числе различными крупными млекопитающими — мамонтами, шерстистыми носорогами, первобытными бизонами, лошадьми. Их ископаемые остатки в долине Волги разнообразны и многочисленны.

Систематическое изучение плейстоценовой териофауны Поволжья началось с 1930-х годов. Именно тогда был описан видовой состав из типовых местонахождений, связанных с плейстоценовыми аллювиальными (образованными речными осадками) толщами, которые слагали берега среднего и нижнего течения Волги. Это позволило выделить так называемую волжскую фауну. В дальнейшем она получила статус самостоятельного комплекса, названного хазарским.

Средой обитания волжской фауны служила огромная степная и лесостепная область (местообитания косуль обычно связаны с лесными угодьями), которая возникла к концу раннеплейстоценовой ледниковой эпохи и сохраняла примерно одни и те же ландшафтно-климатические условия в течение длительного времени. Типовое местонахождение волжской фауны расположено в Волгоградской обл., на правобережье Волги, у с. Черный Яр, и связано с горизонтом черноярских песков. Здесь в составе фауны установлены многочисленные костные остатки самых разных форм: черепа, рога, кости конечностей, зубы и др. Значительная часть обнаруженного в Поволжье палеонтологического материала собрана непосредственно на перекатах и пляжах рек.

В коллекции Юшина присутствуют еще два крупных шейных позвонка удовлетворительной сохранности — шерстистого (или волосатого) носорога Coelodonta antiquitatis и первобытного быка Bison priscus (определение Агаджаняна). Их в 2014 и 2015 гг. подняли сетью со дна реки в Енотаевском районе, в окрестностях поселка Волжский, примерно в 20 км выше по течению от места поимки сома.

Фрагменты шейных позвонков шерстистого носорога Coelodonta antiquitatis (слева) и первобытного быка Bison priscus. Длина масштабной линейки 5 см. Коллекция К. И. Юшина.

Что касается ископаемой кости в соме, то можно отметить следующее. Сом обыкновенный (Silurus glanis) — одна из самых крупных пресноводных рыб. Он предпочитает омуты с затопленными деревьями, корягами, активность проявляет в ночное время. Главная еда сомов — рыба мелких и средних размеров, раки, моллюски, черви, птенцы водоплавающих птиц, лягушки, падаль, причем сом проглатывает еду вместе с водой, не пережевывая. Приводится немало случаев, когда он нападал на мелких млекопитающих, случайно попавших в воду, и даже на собак, переплывавших реку. Иногда эти прожорливые хищники заглатывают предметы, которые к пище отнести нельзя. Рыбаки неоднократно находили в их желудках пуговицы, монеты, кольца, обувь, камни, консервные банки, бутылки. Сомов называют санитарами рек. Находки окаменелостей в рыбах (как, впрочем, и в других живых организмах), насколько нам известно, никогда ранее не описывались. Главным источником фактического материала для палеонтологов всегда служили естественные и искусственные обнажения, керн скважин и колонковых труб. Много находок ископаемых млекопитающих и даже беспозвоночных сделано при раскопках культурных слоев стоянок и поселений древнего человека.

Описываемая находка, безусловно, принципиально интересна и еще с одной стороны. На заключительном этапе тафономического цикла (процесса образования окаменелостей и их дальнейшей судьбы, вплоть до попадания к палеонтологам) происходит изменение местонахождения ископаемых в зоне поверхностного выветривания. Широкое распространение в это время получает асинхронное и часто многократное перезахоронение окаменелостей, которое называется переотложением.

Материал по переотложению остатков организмов, в основном в морских обстановках, обобщил Б. Т. Янин [1]. В его книге предложена классификация типов переотложения, основанная на учете динамического процесса, в результате которого происходит рассеивание исходного ориктоценоза (совокупности окаменелых остатков ископаемых организмов в данном местонахождении), перемещение окаменелостей и внедрение их в новую среду. Среди случаев переотложения окаменелостей из более древних пород в более молодые выделено девять генетических типов: денудационный, абразионный, оползневой, турбидный, ледниковый, вулканический, импактный, тектонический и миграционный. Следует отметить, что разнообразны не только типы переотложения, но и формы их проявления в той или иной обстановке.

Приведенные здесь данные, на наш взгляд, позволяют говорить о новом, достаточно экзотическом типе переотложения окаменелостей — биогенном, который в прошлом мог реализовываться самыми различными организмами. Не исключено, что и другие примеры такого переотложения будут обнаружены при дальнейшем изучении гастролитов (желудочных камней). Их использовали в качестве специфического способа дробления пищи, а также для придания телу устойчивости при плавании многочисленные вымершие позвоночные (например, плезиозавры и ихтиозавры).

Изложенный материал лишний раз подчеркивает невероятную сложность тафономического цикла и подтверждает слова известного писателя-фантаста и не менее известного палеонтолога И. А. Ефремова о том, что в местонахождениях «мы встречаемся с составом фауны, отражающим не столько подлинную фауну данной области и данного времени, сколько процессы, создавшие местонахождение» [2, с. 103].

Как и в настоящее время, так и в прошлом биогенный тип переотложения вряд ли имел широкое распространение. Он не мог стать причиной крупных концентраций остатков организмов. Однако его необходимо учитывать для более полной расшифровки процессов, которые приводят к формированию местонахождений, что позволит правильно охарактеризовать таксономическую и палеоэкологическую структуру конкретных ориктоценозов, реконструировать дальность, длительность, направление и возможный способ транспортировки остатков организмов.

Литература

1. Янин Б. Т. Основы тафономии. М., 1983.

2. Ефремов И. А. Тафономия и геологическая летопись. М., 1950.

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434733/S...

На фото — фрагмент строматолитовой постройки возрастом 1,6 млрд лет. Сама порода — это литифицированные (окаменелые) бактериальные маты, а круглые пустоты в ней — запечатанные в камне пузырьки кислорода. Эти пузырьки — свидетельство жизнедеятельности древних цианобактерий, благодаря которым на Земле появился первый свободный кислород.

Цианобактерии — единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу, то есть фотосинтезу, который сопровождается выделением кислорода. Именно они необратимо изменили облик Земли, так как были ответственны за насыщение атмосферы кислородом. Еще один продукт жизнедеятельности цианобактерий — строматолиты, ставшие древнейшими биогенными образованиями на Земле.

Образец, представленный на фото, найден в Центральной Индии, среди палеопротерозойских пород комплексов Виндхья и Аравали. Это комплексы пород, сформировавшихся в прибрежных мелководных водоемах высокой солености, аналогичных тем, что существуют сегодня в заливе Шарк в Австралии, где находится крупнейшее скопление современных строматолитов — карбонатных образований, сформированных наслаивающимися друг на друга цианобактериальными матами. Сейчас строматолиты встречаются на планете крайне редко, а в докембрии они были распространены очень широко.

Современные строматолиты в заливе Шарк в Западной Австралии. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Некоторые из древних строматолитов содержат множество сферических полостей, которые интерпретируются учеными как окаменелые пузырьки кислорода, задержавшиеся в толще бактериальных матов. В отличие от большинства строматолитовых построек того времени, сложенных карбонатным материалом, строматолиты комплексов Виндхья и Аравали наряду с доломитом (CaMg(CO3)2) содержат большое количество фосфатов, представленных нитевидным апатитом (Са5[PO4]3(F, Cl, ОН)).

Окаменелые пузырьки кислорода из фосфатированных цианобактериальных матов возрастом 1,6 млрд лет. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

Таким образом, о районе Виндхья и Аравали можно говорить как об одном из древнейших мест фосфогенеза — массового образования фосфоритов — на Земле. При этом кислород, входящий в формулу апатита, поставляли цианобактерии. Они же обеспечивали окислительно-восстановительные условия, способствовавшие осаждению апатита. Фотосинтез цианобактерий приводит к значительному повышению щелочности окружающей среды после поглощения HCO3- и последующего выделения CO32- трихомами (цепочками вегетативных клеток, см. Trichome) цианобактерий, что в свою очередь увеличивает перенасыщение среды карбонатом. Если воды, в которых находятся маты, насыщены карбонатными ионами, осаждается преимущественно кальцит, CaCO3 (который затем может замещаться доломитом), а если в них в значительном количестве присутствуют ионы фосфора, то происходит осаждение апатита, который, как и кальцит, в качестве основного катиона содержит кальций.

Размер окаменелых пузырьков кислорода колеблется от 50 мкм до 1 мм. Внешняя поверхность пузырьков обычно гладкая, но иногда они снаружи покрыты кристаллической коркой, не проникающей внутрь сферических образований, что говорит о том, что эта корка образовалась в процессе диагенеза (преобразования рыхлых осадочных образований в плотные горные породы).

Изображения сферических полостей в сканирующем электронном микроскопе. Пузырьки покрыты снаружи кристаллической коркой, некоторые из них деформированы, что говорит о том, что они формировались в мягкой и подвижной среде. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

Там, где в строматолитах наблюдается чередование слоев с преобладанием доломита или апатита, пузырьки приурочены в основном к апатитовым слоям, насыщенным органическим веществом типа керогена. Это говорит о том, что отложение органического вещества, выделение кислорода и отложение минералов фосфора были связаны между собой.

Пузырьки, внутренние части которых заполнены поздним (диагенетическим) доломитом, сконцентрированы в более темных, насыщенных органическим веществом апатитовых слоях. Светлое — доломит. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India

Образование газовых пузырьков в микробных матах — процесс, который наблюдается и в настоящее время. Метаболизм фототрофных цианобактерий и связанное с ним газообразование создает первичную пористость в бактериальных матах и даже иногда приводит к их разрыву.

Бактериальные маты, как современные, так и древние, представляют собой самостоятельные экосистемы со своим циклом обмена веществ и обладающие дыханием. Удивительно, что сегодня мы можем видеть запечатленные в камне следы дыхания древних биологических систем, существовавших на Земле 1,6 млрд лет назад!

Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India.

Владислав Стрекопытов

https://elementy.ru/kartinka_dnya/923/Okamenelye_puzyrki_kis...