Расселять бактерии и водоросли может вулканическое извержение

Вулкан как "туроператор" для водорослей

Многие ли могут похвастаться тем, что они могут оседлать извержение вулкана и при помощи него перенестись на весьма большое расстояние? А вот микроскопические диатомовые водоросли, оказывается, достаточно часто пользуются услугами такого экстремального "туроператора". Исследование ученых из Новой Зеландии подтвердило, что такое вполне возможно.

Фото:

Атмосфера нашей планеты вовсе не безжизненна — сверху донизу воздушная оболочка наполнена самыми различными микроорганизмами, которые иногда достигают таких высот, о которых птицы, насекомые и летучие мыши могут лишь мечтать. Так, недавно ученые из Великобритании обнаружили одноклеточных существ на высоте 27 километров, то есть уже в стратосфере. Попадать в столь высокие атмосферные слои бактерии, водоросли и вирусы могут по-разному — и с восходящими потоками воздуха, и при сильных ураганах и смерчах, ну, а кого-то могут "доставлять" туда летательные аппараты, созданные человеком — их поверхность ведь не является полностью стерильной.

Одним словом, имеется множество способов, благодаря которым каждый микроорганизм смог бы опровергнуть высказывания Алексея Максимовича Горького о том, что: "рожденный ползать — летать не может!". Однако недавно этот список пополнился еще одним — ученые из Университета королевы Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) обнаружили, что поднимать бактерий и водоросли в воздух может еще и… вулканическое извержение.

Геологи досконально изучили окаменелости диатомовых водорослей, которые сохранились в породах, выброшенных на поверхность новозеландским вулканом Таупо — это случилось примерно 25,4 тыс. лет назад. Следует заметить, что это извержение произошло под озером Хука — таким образом газы и вулканический пепел могли захватить с собой и множество микроскопических планктонных организмов, обитавших в толще воды. В дальнейшем же эта интересная комбинация из вулканического пепла и фрагментов пород с прикрепленными к ним водорослями могла быть унесена достаточно далеко от вулкана влажными атмосферными течениями.

И вот, исследовав 22 образца отложений из 11 локаций (кстати, некоторые из них были найдены в 850 км от места извержения), ученые обнаружили в каждом из них примерно в 300 целых створок панцирей диатомовых водорослей (или их обломков). Напомню, что диатомовые водоросли имеют двустворчатый панцирь из кремнезема, который достаточно хорошо сохраняется в любых осадочных породах — именно это свойство и позволяет обнаруживать данные водоросли практически сразу. Потом геологи изучили осадочные отложения дна озера Хука, причем особенное внимание уделялось тем, которые сформировались непосредственно перед и сразу после извержения.

В результате исследователям удалось выяснить, что диатомовые водоросли в вулканических отложениях совершенно аналогичны тем, что находились в образцах осадка из озера Хука. Таким образом можно смело утверждать, что именно извержение в свое время выбросило их из озера и потом разбросало по всему Северному острову Новой Зеландии. Более того, после того, когда геологи сравнили диатомей из вулканических образцов с таковыми из местных осадочных отложений, то выяснилось, что они непохожи друг на друга.

Однако самым важным аргументом в пользу того, что водоросли были выброшены вулканом, стал тот факт, что из трех наиболее распространенных видов диатомей, обнаруженных в образцах обоих типов, два являются космополитами (то есть встречаются в озерах по всему миру), а вот третий обитает только на дне нескольких вулканических озер Новой Зеландии (и озеро Хука входит в их число). То есть этот вид не мог быть случайно занесен на территорию Северного острова, например, ураганом — а это значит, что его "разбросал" по большой территории именно вулкан.

Геологи также предполагают, что что взаимодействие между магмой и озером Хука во время извержения могло "выдернуть" микроорганизмы не только из толщи воды, но также из 300-метрового донного осадка. Дело в том, что вулканические отложения содержат почти 0,6 км³ останков диатомовых водорослей. И, как показывают исследования, некоторые виды (как упомянутый выше) — исключительно донные жители, которые никогда не поднимаются с глубины в приповерхностные воды.

Впрочем, утверждать наверняка, что поднятые в воздух извержением вулкана диатомеи еще в течение некоторого времени оставались живыми, достаточно затруднительно. Не исключено, что уже в момент "вылета" из озера, если не все они, то, по крайней мере, многие из этих водорослей были уже мертвы. Однако уже давно известно, что некоторые виды диатомей успешно переносят перепады температур и периоды длительной сушки — именно те самые условия, в которых оказались микроорганизмы после того, как покинули родное озеро. Кроме того, по мнению авторов работы, процессы конденсации, замораживания и агрегации частиц, которые происходят в насыщенных влагой вулканических выбросах, могли покрыть диатомовые водоросли защитной пленкой из мелкого пепла, воды или льда, так что хотя бы у некоторых из них был шанс выжить.

Читайте также: Бактерии — повелители дождя

Исходя из этого, ученые предполагают, что такие "мокрые" извержения могли играть большую роль в распространении микробов на ранних этапах развития жизни на Земле. Ведь если кто-то из одноклеточных существ выживал после этого экстремального "путешествия", то оказавшись в новом месте, он мог образовать там популяцию (ведь микроорганизмы достаточно быстро размножаются). Ну, а со временем эта популяция, появившись в прежде недоступном для данного вида месте, могла занять доминирующее положение в местной экосистеме и даже запустить процесс образования новых видов, который идет очень быстро при наличии конкуренции с "вселенцами".

Авторы работы также считают, что их исследование может иметь и более практический аспект — ведь получается, что микроорганизмы могут служить биологическими маркерами извержений. Таким образом, обнаружение их в вулканических отложениях может помочь геологам установить, когда, где и с какой силой происходило извержение вулкана в давно миновавшие эпохи…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"