Ученые рассказали о древнем организме, который выполз на сушу более 400 миллионов лет назад

Внимательный взгляд на смесь старых и недавно обнаруженных окаменелостей показывает, что древний вид фотосинтезирующих бактерий был одним из первых в своем роде, поселившимся на суше более 400 миллионов лет назад. Новое исследование было опубликовано в журнале iScience.

Характеристики микроба под названием Langiella scourfieldii относят его к категории цианобактерий, которые жили и процветали среди первых растений, растущих на суше, а также в водоемах с пресной водой и горячих источниках, как аналогичные виды живут и сегодня.

«С помощью 3D-реконструкций мы смогли увидеть свидетельства ветвления, характерного для Hapalosiphonacean цианобактерий», — говорит палеобиолог Кристин Струллу-Дерриен из Национального исторического музея в Великобритании. «Это интересно, потому что это означает, что это самые ранние цианобактерии этого типа, обнаруженные на суше».

Открытие было сделано в отщепах породы, представляющих самую раннюю из известных сохранившихся наземных экосистем в мире — кремни Райни в Шотландии. Хотя в ископаемых пластах возрастом 407 миллионов лет было выявлено разнообразие форм жизни, роль цианобактерий не ясна.

Цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли (хотя на самом деле они не являются водорослями), — удивительные существа. Они очень важны для жизни, какой мы ее знаем сегодня, сыграв ключевую роль в превращении Земли в гостеприимную среду, которой она является сегодня, около 2,4 миллиарда лет назад. Когда они начали размножаться в водах Земли, они накачали воздух кислородом в ходе так называемого Великого события окисления.

Считаете ли вы это хорошим или плохим, зависит от того, на каком этапе истории Земли вы находитесь. С нашей счастливой, нынешней, кислородной точки зрения, это здорово. Для всей остальной жизни, которая адаптировалась к Земле в условиях низкого содержания кислорода, это было довольно разрушительно. Массовое вымирание – разрушительные уровни.

Но цианобактериям, которые сегодня процветают по всему миру, это не волновало. Фотосинтезирующие микробы просто продолжали существовать, внедряясь в любые экологические обстоятельства, которые их заставляли.

Поскольку считается, что цианобактерии возникли в пресноводной среде, предполагается, что они довольно легко и рано совершили прыжок из сырых условий к жизни на суше.

Но как оно заняло себе место, понять труднее. Новые результаты являются важной частью головоломки.

«Цианобактерии в раннем девоне играли ту же роль, что и сегодня», — говорит Струллу-Дериен. «Некоторые организмы используют их в пищу, но они также важны для фотосинтеза. Мы узнали, что они уже присутствовали, когда растения впервые начали колонизировать землю, и, возможно, даже конкурировали с ними за пространство».

Langiella scourfieldii была впервые обнаружена в 1959 году, но экземпляры было трудно различить. Однако с тех пор были обнаружены дополнительные экземпляры, что позволило исследователям провести более тщательное расследование.

Они использовали микроскопию сверхвысокого разрешения и 3D-реконструкцию новых образцов Langiella scourfieldii, чтобы выяснить, как она росла.

Они обнаружили доказательства структурной характеристики, известной как истинное ветвление, когда бактерии, срастающиеся в одну линию, иногда удваиваются, что приводит к разветвлению другой линии. Это, по словам команды, является свидетельством того, что бактерии населяли влажную землю, окружающую горячие источники.

Вместе с другими доказательствами, такими как анализ молекулярных часов и такими образцами, как ветвящийся экземпляр возрастом в миллиард лет, обнаруженный в Африке несколько лет назад, результаты показывают, что цианобактерии имеют гораздо более сложную эволюционную историю, чем та, которая сохранилась в летописи окаменелостей, говорят исследователи.

«Несмотря на появление эмбриофитов как конкурентов за пространство и питательные вещества, а также новых структурных элементов в экосистемах, которые становятся все более сложными, цианобактерии продолжали процветать как в горячих источниках Райни, так и в прилегающих водно-болотных угодьях, как они это делают сегодня в сопоставимых наземных средах», — пишут они. «Ностокальеанские цианобактерии , способные быстро колонизироваться, процветали на затопленных поверхностях с отложениями растительных остатков».