Волинська біота

Волинська біота — викопні мікроскопічні організми, знайдені в порожнинах магматичних порід Житомирської області України (в історичній області Волинь). Завдяки окременінню добре збереглися у вигляді тривимірних залишків. Форма найчастіше ниткоподібна (як у грибниці), рідше трапляються можливі уривки біоплівок та округлі об'єкти неясної природи. Вік знахідок лежить між 1,49 та 1,76 млрд років. Таким чином, ці організми жили в середині протерозойського еону, протягом «нудного мільярда» років.

Одна зі знахідок під сканувальним електронним мікроскопом (ширина знімка — 0,2 мм)

Місце знахідки

Залишки організмів волинської біоти знайдені в міаролітових порожнинах (порожнинах, що утворюються в магматичних гірських породах при їх затвердіванні) в гранітних пегматитах Коростенського плутону на північному заході Українського щита, на глибині близько 100 метрів (за часів появи цих порожнин вона становила 2—2,5 км, а якою була за часів життя організмів, невідомо). Розмір порожнин становить кілька метрів, зрідка — десятки метрів. В них видобувають п'єзокварц, берил, топаз та інші мінерали.

Органічні залишки в міаролітових порожнинах утворюють темну масу, відому як керит або оксикерит. Він трапляється на стінах і дні порожнин, а також на кристалах мінералів, що там виросли. Вперше він був описаний 1987 року. На початку 2000-х років на основі електронно-мікроскопічного дослідження його інтерпретували як залишки нитчастих ціанобактерій. У 2022 і 2023 роках були опубліковані результати нових електронно-мікроскопічних, ізотопних та інших досліджень, виконаних групою науковців із Берлінського технічного університету, ^[en], Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення імені М. П. Семененка НАН України, компанії «Кварцсамоцвіти» (Хорошів) та Інституту досліджень еволюції та біорізноманіття Лейбніца (Берлін).

Вік

Вік знахідок лежить у межах від 1,760 ± 0,003 млрд років (вік інтрузії згаданих пегматитів за даними уран-свинцевого датування) до 1,491 ± 0,009 млрд років (вік знайденої в міаролітових порожнинах брекчії, що виникла при обваленні їх стінок; судячи з наявності в ній органічної речовини, вона утворилася вже після появи цієї речовини в порожнинах). Таким чином, ці організми жили в часи «нудного мільярда» років, бідного на еволюційні події.

Морфологія

Більшість зразків є нитками діаметром приблизно від 10 (іноді від 1-2) до 200 мкм і довжиною (у збережених фрагментів) до кількох міліметрів. Початкова довжина могла досягати сантиметрів. Нитки бувають прямими та вигнутими, багато з них мають центральний канал круглого, шестикутного або прямокутного перерізу. Кінці ниток загострені або округлі, іноді булавоподібні. Тонкі нитки часто галузяться (але не анастомозують), а товсті мають на поверхні округлі вирости або вм'ятини різноманітної форми. У деяких ниток намічається сегментованість. Деякі нитки приростали до субстрату, а деякі існували вільно. Є і знахідки, які виглядають як уривки неправильної форми та інтерпретовані як залишки біоплівок. Зрідка трапляються округлі об'єкти.

Залишки можуть траплятись у великій кількості: керит у міаролітових порожнинах утворює скупчення масою до 3 кілограмів.

Ниткоподібні організми волинської біоти морфологічно подібні до грибниці. Автори дослідження 2023 року охарактеризували їх як грибоподібні організми, що нагадують еукаріот. Чи були вони багатоклітинними, неясно, але, судячи з значного розміру багатьох зразків, це цілком можливо. Абіогенне походження знахідок дослідники виключають.

Організми збереглися у вигляді тривимірних решток (що для докембрійських організмів — рідкість) завдяки окременінню у водах, багатих на кремній, фтор, алюміній, кальцій та інші елементи. Дослідники припускають фосилізацію при раптовому припливі гарячих гідротермальних вод, пов'язаних із гейзерами.

• Знімки під сканувальним електронним мікроскопом (Franz et al., 2023)

Хімічний та ізотопний склад

У кериті високий вміст азоту: до 9 % за масою. У деяких нитках за допомогою інфрачервоної спектроскопії виявлено хітозан (що нині трапляється у грибів і тварин). Були досліджені також співвідношення стабільних ізотопів вуглецю та азоту. Величина δ¹³C (від −31 до −47 ‰) виявилася значно нижчою, ніж у сучасних грибів, і близькою до значення для деяких протерозойських біоплівок та архей-метаногенів. Можливо, останні були джерелом живлення організмів волинської біоти. δ¹⁵N у цих організмів лежить у межах від +3 до +10 ‰ (для порівняння: у сучасних грибів δ¹³C найчастіше лежить в межах від −22 ‰ до −28 ‰, а δ¹⁵N — в межах від −5 ‰ до +12 ‰).

Вуглець, азот, сірка та фосфор, потрібні для росту організмів (а можливо, і самі організми), ймовірно, заносилися водою з поверхні.

Примітки

1. Franz G., Lyckberg P., Khomenko V., Chournousenko V., Schulz H.-M., Mahlstedt N., Wirth R., Glodny J., Gernert U., Nissen J. (2022). (PDF). Biogeosciences. 19 (6): 1795—1811. Bibcode:2022BGeo...19.1795F. doi:10.5194/bg-19-1795-2022. Архів оригіналу (PDF) за 10 листопада 2022. Процитовано 5 серпня 2023.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
2. Franz G., Khomenko V., Lyckberg P., Chournousenko V., Struck U., Gernert U., Nissen J. (2023). (PDF). Biogeosciences. 20 (10): 1901—1924. Bibcode:2023BGeo...20.1901F. doi:10.5194/bg-20-1901-2023. Архів оригіналу (PDF) за 25 травня 2023. Процитовано 5 серпня 2023.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()

Посилання

• Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Волинська біота
• Bressan D. (25 липня 2023). Gemstones Preserve 1.5-Billion-Year-Old Lifeforms In Stunning 3D. Forbes. оригіналу за 26 липня 2023.