Бактерии эпохи динозавров могли дожить до наших дней
Жасмин Фокс-Скелли BBC Earth Правообладатель иллюстрации Getty Images
Некоторые микроорганизмы могут оставаться в живых невероятно долго, вплоть до четверти миллиарда лет. Обозреватель BBC Earth рассказывает, как им удается избежать разрушений, которыми обычно сопровождается старение.
Определенные виды кораллов живут тысячи лет. Американские омары – не менее 140 лет. Одной черепахе удалось дожить до 250 лет. А старейшему животному на Земле – моллюску по кличке Мин – было 507 лет, когда ученые случайно убили его в процессе исследования.
Однако по сравнению с некоторыми существами, обитающими на Земле, эти создания – сущие младенцы. Старейшие земные организмы могут легко побить эти рекорды долгожительства, что весьма неплохо для форм жизни, которые можно увидеть только под микроскопом.
В самых холодных регионах Сибири, Антарктиды и Канады можно найти почву, постоянно находившуюся в замороженном состоянии на протяжении тысяч и даже миллионов лет. В толщах этой вечной мерзлоты обитают бактерии того же возраста, что и сам лед.
Ученым еще не удалось выяснить, как им удается сохранить способность к жизни. Однако некоторые считают, что, раскрыв их секреты, мы сможем найти ключ к бессмертию.
Image caption Станция “Восток” находится в глубине Антарктиды
В 1979 году, работая на научно-исследовательской станции “Восток” в Антарктиде, российский ученый Сабит Абызов обнаружил в толще льда над подледным озером Восток бактерии, грибы и другие микроорганизмы, жившие на глубине 3600 метров.
Брушков даже ввел себе клетки этой “бессмертной” бактерии
Удивительно, но бактерии прекрасно чувствовали себя во льду, не таявшем на протяжении сотен тысяч лет.
Вряд ли бактерии могли оказаться в толще льда после его формирования, поэтому Абызов заключил, что возраст самих бактерий также должен достигать сотен тысяч лет. На тот момент они были старейшими из когда-либо обнаруженных организмов.
В 2007 году рекорд долгожительства был побит вновь. Эске Виллерслев и группа ученых из Копенгагенского университета совершили историческое открытие.
Глубоко под слоем вечной мерзлоты Антарктиды, Сибири и Канады они нашли живые бактерии, возраст которых достигал полумиллиона лет. Тогда ученым впервые удалось выделить ДНК из настолько древних, но все еще активных бактерий.
Правообладатель иллюстрации AFP Image caption Остистые сосны могут жить тысячи лет
Всего два года спустя был обнаружен еще более старый микроорганизм. На этот раз его возраст составил 3,5 миллиона лет.
Российский ученый Анатолий Брушков извлек его изо льда в районе Мамонтовой горы в Якутии.
Позже он даже ввел себе клетки этой “бессмертной” бактерии, известной как Bacillus F, в надежде, что она способна продлить ему жизнь.
Перед этим он испытал инактивированные клетки бактерии на мышах, плодовых мушках и клетках человеческой крови. Он заявляет, что с момента этой инъекции не болел гриппом уже два года.
Правообладатель иллюстрации Solvin Zankl Image caption Может ли инъекция бактериальных клеток продлить жизнь плодовой мушке?
Что же заставляет ученых думать, что бактерии, живущие в вечной мерзлоте, настолько древние?
Ведь можно предположить, что они просто потомки бактерий, попавших в лед тысячи или миллионы лет назад.
Ответ таков: в толще льда бактерии не имеют достаточно места для размножения. Даже если деление имело место, новым клеткам было бы некуда деться.
Если репродукция невозможна, то клетки микроорганизмов, найденные в вечной мерзлоте в наше время, должны быть клетками, вмерзшими в лед при наступлении ледникового периода.
Именно так ученые обосновывают спорное утверждение, что отдельные бактерии сумели прожить не менее 250 миллионов лет. Эти микроорганизмы были найдены внутри соляных кристаллов на глубине 600 метров при строительстве хранилища радиоактивных отходов в штате Нью-Мексико, США.
Если им действительно 250 миллионов лет, они должны были застать период появления на Земле первых динозавров.
Это открытие принадлежит ученому Расселу Вриланду из университета Вест Честер, Пенсильвания. Он говорит, что бактерия, получившая название “Virgibacillus штамма 2-9-3”, очень схожа с современными бактериями Virgibacillus, обитающими в Мертвом море.
Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Древние бактерии были обнаружены в соляных кристаллах
Извлеченные из кристаллов микробы, помещенные в пробирку с питательными веществами, ожили и начали развиваться.
Возраст ни одной из последних находок не приблизился к 250 миллионам лет
Некоторые исследователи настаивают на том, что штамм 2-9-3 намного моложе 250 миллионов лет, объясняя это нарушением стерильных условий в лаборатории. Однако Вриланд твердо убежден в своей правоте. Он считает очевидным то, что эти бактерии оказались заточенными внутри кристалла.
“Они находились в кристаллах и были живы, – говорит Вриланд. – Вероятность того, что они попали в твердый кристалл извне, примерно равна нулю, а вероятность заражения равна одному на миллиард”.
Более того, с тех пор в кристаллах соли было найдено много похожих бактерий.
Самое последнее открытие – это бактерии возрастом от 33 до 48 миллионов лет, обнаруженные в соляном озере в Центральном Китае. Тем не менее возраст ни одной из последних находок не приблизился к 250 миллионам лет.
Нам известно, что в особо неблагоприятных условиях бактерии способны образовывать покоящиеся формы – споры
Древние микроорганизмы, найденные в вечной мерзлоте и соляных кристаллах, находятся на грани выживания.
Лишенные способности размножаться из-за недостатка пространства, они направляют те крохи энергии, которые им удается получить, на поддержание жизни одной-единственной клетки.
“Бактерии не могли делиться внутри соляного кристалла из-за недостатка питательных веществ. Кроме того, они не смогли бы избавиться от токсичных отходов жизнедеятельности”, – говорит Вриланд.
Нельзя не отметить, что сохранение жизни в течение миллионов лет – это невероятная способность. Как правило, ДНК и белки, отвечающие за реакции внутри живых клеток, под воздействием радиации разрушаются за довольно короткий период времени. В чем же заключается секрет бактерий, сумевших справиться с этой проблемой?
Image caption Со временем ДНК разрушается
Некоторые ученые считают, что древние бактерии смогли бы прожить столь долгую жизнь только при наличии у них механизмов восстановления ДНК и клеточной структуры.
Но что именно представляют собой эти механизмы и как они функционируют в таких неблагоприятных условиях, остается неизвестным. Так, например, бактерии, находящиеся в вечной мерзлоте или соли, не имеют доступа к воде, необходимой для синтеза белков, участвующих в процессе восстановления клеток.
Рауль Кано и его коллеги сумели оживить извлеченные из желудка древней пчелы бактериальные споры, которым было около 30 миллионов лет
В настоящий момент при поддержке исследовательского института Howard Hughes Medical Institute Вриланд работает над определением последовательности генов штамма 2-9-3. Это позволит узнать больше о том, как они смогли прожить так долго.
В то же время у некоторых древних бактерий есть альтернативный долгосрочный план выживания. Они могут впадать в своеобразный “летаргический сон”.
Нам известно, что в особо неблагоприятных условиях бактерии способны образовывать покоящиеся формы – споры. Споры схожи с семенами растений: вокруг уязвимой клетки формируется прочная оболочка.
Однако, в отличие от семян, споры обладают невероятной жизнеспособностью. Они могут пережить воздействие радиации, а также годами обходиться без воды и питательных веществ. Внутри оболочки микроб находится в совершенно инертном состоянии, но при улучшении условий он может вернуться к жизни.
Еще в 1995 году ученый Рауль Кано и его коллеги сумели оживить извлеченные из желудка древней пчелы бактериальные споры, которым было около 30 миллионов лет.
Пчела с бактериями внутри застряла в капле древесной смолы, позже превратившейся в янтарь.
Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Пчелы сохраняются в янтаре в течение миллионов лет
Однако некоторые ученые считают, что одной только способности образовывать споры недостаточно для того, чтобы прожить 250 миллионов лет. По их мнению, за такой долгий период их ДНК неизбежно бы разрушилась.
ДНК подвергается пагубному воздействию космического излучения с высокой энергией, солнечного излучения в форме гамма-лучей и ультрафиолетовых лучей, а также излучению, возникающему в результате самопроизвольного распада атомных ядер.
Всего пара попаданий космических лучей – и все, им конец
Пол Фальковски из Рутгерского университета США провел эксперимент с использованием пяти образцов льда, возраст которого насчитывал от 100 000 до 8 миллионов лет.
Лед был извлечен в Антарктиде, в долине Бикон и долине Маллинса. Вместе с группой коллег он попытался культивировать микроорганизмы, находившиеся во льду. Он обнаружил, что чем древнее был лед, тем короче были участки ДНК внутри него, и тем меньшее количество бактерий можно было оживить. Другими словами, с течением времени ДНК неуклонно разрушается.
Фальковски удалось культивировать микроорганизмы из фрагмента льда возрастом два миллиона лет. Он подсчитал, что по прошествии 1,1 миллиона лет разрушилась половина изначальной ДНК.
“Можно предположить, что с учетом интенсивности излучения на полюсах бактерии проживут не более двух-трех миллионов лет”, – говорит Фальковски.
“Всего пара попаданий космических лучей – и все, им конец. В течение короткого периода времени вероятность попадания очень низкая. Но когда мы говорим о миллионах лет, это обязательно случится.
Это явление можно сравнить с молнией: за миллионы лет она попадала практически в каждую точку на Земле, несмотря на то, что вероятность ее попадания в определенное место за короткий отрезок времени очень низкая”.
Правообладатель иллюстрации AP Image caption Попадание молнии – это вопрос времени
Тем не менее Вриланд не теряет веры в то, что в подходящих условиях бактерии могут прожить намного дольше, чем показывают эксперименты Фальковски.
В соляном кристалле для полного разрушения ДНК нужно в 1000 раз больше “ударов” по ДНК, чем в обычных условиях
“Кислород в соляной кристалл не попадает, поэтому отсутствует окисление, – говорит он. – Кроме того, бактерии находятся на такой глубине, куда не проникают ультрафиолетовые лучи”.
Вриланд также отмечает, что при образовании спор вокруг молекулы ДНК образуется плотная оболочка, что делает ее менее досягаемой для излучения. Кроме того, сам соляной кристалл защищает бактерии от радиоактивного излучения, преграждая доступ тяжелым металлам.
Это означает, что единственным потенциальным источником радиоактивного излучения является калий-40 – радиоактивный изотоп калия с периодом полураспада, равным 1,25 миллиарда лет. Следовательно, вероятность того, что калий-40 будет испускать излучение, очень низка.
Наконец, в соляных кристаллах отсутствует вода, а это способствует укреплению химических связей в молекулах ДНК. Другими словами, ее становится труднее разрушить.
Ближайшая к нашему Млечному Пути галактика находится всего в 2-3 миллионах световых лет
“В результате исследований мы выяснили, что в соляном кристалле для полного разрушения ДНК нужно в 1000 раз больше “ударов” по ДНК, чем в обычных условиях”, – говорит Вриланд.
“Учитывая все эти факторы, можно прийти к выводу, что кристаллы обеспечивают очень надежную защиту”.
Какое же значение имеет способность отдельных бактерий выживать в течение многих миллионов лет?
Если покоящиеся формы бактерий могут сохранять жизнь на протяжении миллионов лет, нельзя исключать вероятность того, что клетки или ДНК впервые появились на другой планете в другой галактике и были занесены на Землю кометой или астероидом.
В конце концов, ближайшая к нашему Млечному Пути галактика – галактика Андромеды – находится всего в 2-3 миллионах световых лет. Для бактерии, живущей 250 миллионов лет, это расстояние вполне преодолимо.
Работа Вриланда также свидетельствует в пользу идеи о том, что на Марсе может существовать жизнь, ведь в марсианских метеоритах была обнаружена соль.
В сибирской вечной мерзлоте могут находиться микроорганизмы, способные вызывать заболевания и у человека
В то же время организмы-долгожители могут представлять угрозу для населения Земли. Нельзя исключать, что во льду могли остаться патогенные бактерии или вирусы. Так, например, подобный вирус был обнаружен в 2014 году в сибирской вечной мерзлоте, возраст которой не менее 30 000 лет, на глубине 30 метров.
Этот древний “гигантский” (до 1,5 мкм в длину) вирус под названием Pithovirus sibericum можно увидеть в обычный микроскоп. В лабораторных условиях ученым удалось оживить его и восстановить его патогенные свойства. Этот вирус не опасен для людей, так как поражает только одноклеточных амеб.
Однако исследователи считают, что в сибирской вечной мерзлоте могут находиться микроорганизмы, способные вызывать заболевания и у человека.
Не исключено, что они смогут вернуться к жизни, когда растает лед.
Нельзя исключать вероятность того, что клетки или ДНК впервые появились на другой планете в другой галактике и были занесены на Землю кометой или астероидом
К примеру, это могут быть древние формы оспы.
Однако не все опасные для человека вирусы смогут выжить во льду. Грипп и ВИЧ, имеющие липидную оболочку, более хрупкие, чем вирусы с белковой оболочкой.
Так или иначе, эти исследования могут послужить предупреждением для человечества.
Несмотря на свой небольшой размер, главные долгожители на нашей планете могут оказать на современный мир огромное влияние.
Прочитать оригинал этой статьина английском языке можно на сайтеBBC Earth.
Источник: https://www.bbc.com/russian/vert-earth-36803550
В вечной мерзлоте сибири нашли бактерии возрастом 3,5 млн лет
Российские биологи изучили образцы грунта из вечной мерзлоты, взятые в Восточной Сибири в слоях почвы с датировкой более 3 млн лет, и нашли в них несколько видов жизнеспособных микроорганизмов.
Известно, что глобальное потепление запускает целую серию цепных биологических реакций. Так, недавно было обнаружено, что потепление климата разблокирует огромные запасы органического углерода, хранящиеся на Севере в вечной мерзлоте.
Но таяние мерзлоты может высвободить не только углерод, но и множество микроорганизмов, которые, как известно, обладают хорошей способностью к выживанию.
Какие именно микроорганизмы содержатся глубоко под землей, скованные до времени древней мерзлотой, решили выяснить в своей работе российские биологи.
Подобные исследования уже проводились на Аляске, в Канаде и на севере Сибири. В этом исследовании ученые сделали геномный анализ микроорганизмов, содержащихся в образцах почв, извлеченных из вечной мерзлоты в районе реки Алдан в Центральной Якутии.
Возраст слоя, из которого были извлечены образцы почв, ученые оценивают в 3−3,5 млн лет.
За все это время колебания минимальной температуры ни разу не затрагивали замороженное состояние этих отложений, и структура бактериального сообщества в них оставалась неизменной и неизвестной.
Ученые выделили из образцов ДНК и затем с помощью полимеразной цепной реакции установили консервативные участки генов, свойственные определенным видам бактерий. Это позволило определить, какие именно бактерии были заморожены в сибирской мерзлоте.
Было обнаружено три типа бактерий, составлявших основную массу микроорганизмов: Bacteroidetes, Proteobacteria и Firmicutes. И менее 1% составляли другие виды бактерий (Actinobacteria, Fusobacteria и др.). Эти данные показали существенное различие состава микросообществ в почвах вечной мерзлоты.
Ранее в таких почвах находили много Actinobacteria и меньше Bacteroidetes, тогда как в Якутии оказалось все наоборот.
По словам ученых, главная проблема таяния вечной мерзлоты, вызванного глобальным потеплением, состоит в непредсказуемом взаимодействии замороженных бактерий с ныне живущими.
Как известно, бактерии могут обмениваться генами и превращаться из безобидных микробов в опасные патогены. Какие свойства древние микроорганизмы могут передать современным и как это отразится на людях и их деятельности — у ученых пока нет ответа.
Исследование опубликовано в журнале Gene.
Источник: https://chrdk.ru/news/v-vechnoi-merzlote-sibiri-nashli-bakterii-vozrastom-3-5-mln-let
Российский ученый обнаружил вечно живущую бактерию, способную продлевать жизнь клеток – МК
Найденная в Сибири древняя бактерия поборола усталость и старость, но не смогла победить закостенелые мозги
09.09.2015 в 19:44, просмотров: 31416
Первое вечно живущее существо на Земле, найденное российскими учеными в якутской вечной мерзлоте, оказалось способным продлевать молодость живым организмам. Данное открытие сделали специалисты кафедры геокриологии МГУ им. М.В.
Ломоносова совместно с коллегами из Тюменского научного центра и новосибирского Института химической биологии и фундаментальной медицины. Помимо всего прочего они выяснили, что бактерия Bacillus F (от frost – холод) не погибает при кипячении и способна размножаться в… спиртовом растворе.
Подробности уникального исследования узнала корреспондент «МК».
Как сообщал ранее «МК», группа доктора геолого-минералогических наук, заведующего кафедрой геокриологии МГУ Анатолия Брушкова нашла бактерию в районе реки Алдан, что в 500 км от Якутска еще в июне 2009 года.
Там, где этот приток Лены делает крутой поворот, находится известный заповедник, знаменитая Мамонтова гора, оправдывающая свое название находками доисторических животных. Гора возвышается над рекой на 50 метров.
Прорыв в ней шурфы до полутора метров в глубь горы, исследователи выпилили из недр образцы мерзлоты возраст которой, возможно, около 3 миллионов лет. В ней и нашли бациллу Frost, пролежавшую все это время при температуре примерно -5 градусов.
Интересно, что таких температур недостаточно для замораживания живых клеток, то есть эта бактерия «жила», окруженная льдом. О том, что она может «поделиться» с человеком если не способностью к бессмертию, то хотя бы отдалит признаки старения, тогда было бы слишком смелой догадкой.
Но началось исследование, которое дало впоследствии удивительные результаты. В 2011 году ученые получили достаточное количество чудо-бактерии, высеяв первый образец в питательной среде, и испытали на животных. Получившие бактерию с пищей дрозофилы и мыши жили на 20–30 процентов дольше.
— Результаты наших исследований свидетельствуют, что у животных повышается двигательная активность, возрастает иммунитет, – поясняет Анатолий Брушков.
– Мыши, которым была сделана инъекция бациллы Frost, сделались энергичнее своих соседок по виварию. Мушки, получавшие бациллу с кормом, жили дольше соседок, а также отличались высокой жизнеспособностью в неблагоприятных условиях.
Интересно, они оказались более устойчивы к тепловому шоку и ультрафиолетовому облучению.
У мышек, кстати, кроме всего прочего, измеряли еще и физическую силу. Для этого проводится такой эксперимент: мышка удерживает лапкой металлическую цепь, а ее поднимают за хвостик. Мы ее поднимаем выше, цепь — висит. Мышки, которым сделали инъекцию, смогли удерживать едва ли не на 80 процентов больше звеньев цепи, чем их собратья из контрольной группы.
Если бактерия так улучшает состояние животных, значит, оно должно показать какие-то результаты и на человеке. Недавно Анатолий Брушков решился попробовать культуру этих бактерий на себе, рассудив так: «Жители Якутии, вероятно, постоянно получают эту бактерию естественным путем, с водой, а на этой суровой земле много долгожителей…».
Результат был неожиданным — месячный прием «нестареющих клеток» морозной бациллы привел к тому, что у исследователя сократилось число собственных гибнущих клеток. Об этом говорило, например, падение содержания билирубина — фермента, часто свидетельствующего о распаде клеток печени.
Кроме того ученый, по его словам, забыл, что такое усталость.
– Неумирающая бактерия F удивляет нас снова и снова, – говорит Брушков. – Не так давно мы решили подвергнуть ее смертельным пыткам. И что вы думаете, – при кипячении в течение 4-х (!) часов она осталась жива! Опустили ее в сорокаградусный спирт, в котором гибнут многие бактерии, – но она и там выжила.
Мало того, – даже как будто начала в нем размножаться! Это мы пока ничем объяснить не можем. Наша бактерия — настоящая сенсация, вероятно, первое вечно живущее существо на планете Земля, которое ждет разгадки своей природы.
Если мы разгадаем, что за механизм позволяет жить ей так долго, то считайте, что мы разгадали код вечной жизни для человека.
Ученый попытался было заинтересовать результатами руководство ряда институтов… Многие удивлены, есть биологи, которые не верят в существование 3000000-летнего существа…
«Знаете, еще в начале 2000-х в научном сообществе крутили пальцем у виска, когда слышали о существовании живых бактерий в вечной мерзлоте, – поясняет ситуацию Брушков. – Потом, когда подобные бациллы получило множество специалистов, – признали.
Думаю, это нормально, должно пройти время, чтобы люди смогли преодолеть стереотипы и по поводу вечно живущих существ. Жалко только, что уходит ценное время».
А пока открытие не востребовано на родине, исследователь начал сотрудничать с иностранной косметической фирмой по выпуску крема на основе древней морозной бактерии, продлевающего жизнь клеток кожи.
Источник: https://www.mk.ru/science/2015/09/09/rossiyskiy-uchenyy-obnaruzhil-vechno-zhivushhuyu-bakteriyu-sposobnuyu-prodlevat-zhizn-kletok.html
10 видов древних организмов, живущих до сих пор
Согласно последним исследованиям учёных из Калифорнийского университета, жизнь зародилась на Земле 4,1 миллиона лет назад, через 300 миллионов лет после того, как планета сформировалась. По меркам космоса — это практически сразу же.
И сразу же после появления, жизнь медленно, но уверенно начала захватывать каждый клочок пространства. Спустя триллионы поколений и мутаций появились те жизненные формы, которые мы можем наблюдать в наше время.
Разумеется, эволюция продолжается и не закончится до момента уничтожения земного шара разросшимся Солнцем.
На протяжении миллионов и миллионов лет, жизнь принимала разные формы, была разных размеров и видов, многие из которых выглядели настолько инопланетно, что кажутся нам чуждыми.
И чем глубже в историю копнуть, тем более странными эти виды могут показаться.
Несмотря на постоянные изменения, многие виды живых организмов не претерпели изменений спустя сотни веков, пережив динозавров.
Цианобактерии — 3,5 миллиарда лет
Если хотите выразить благодарность за своё существование — смело обращайтесь к цианобактериям. Иногда их называют сине-зелёными водорослями. Эти крошечные создания смогли практически невозможное: они изменили цепь химических реакций на поверхности планеты Земля, сделав её возможной для заселения более сложными организмами.
Цианобактерии первыми начали использовать фотосинтез, выделяя в атмосферу кислород в качестве отходов жизнедеятельности. Это событие получило название «Великая оксигенация».
Хоть и стоит благодарить цианобактерию за наше существование, активный рост популяции этих организмом привёл к тому, что они вытеснили все другие виды анаэробных организмов, которые попросту вымерли.
Колонии цианобактерий на фотографии с орбиты
Став доминирующим видом на планете, цианобактерии выделяли колоссальное количество кислорода, который, соединяясь с метаном, создавал углекислый газ. Это привело к изменению температурной среды, что, в свою очередь, стало угрозой для жизни самой бактерии.
Помощь неожиданно пришла от живых организмов, для которых кислородная атмосфера стала комфортной. По сути, хлоропласт в современных растениях — симбиотический организм из колоний цианобактерий, объединённых в единую систему ещё в Докембрийскую эру.
И кстати: с того времени только один вид живых существ смог настолько же радикально воздействовать на окружающую среду. И вы относитесь именно к нему.
Губки — 760 миллионов лет
Перемотаем значительный отрезок времени: перед нами обычная морская губка. Бактериям потребовались эпохи, чтобы развиться во что-то более сложное. На данный момент существует около 5 000 видов губок. И хоть они выглядят как растения, губки — это животные.
Самым древним видом считается Otavia Antiqua, обнаруженная в горных породах пустынной Намибии. Этот вид был широко распространён в этой местности (тогда ещё находящейся под толщами воды) приблизительно 760 миллионов лет назад. Размер окаменелостей не превышает диаметра песчинки.
Однако эти губки были первыми многоклеточными живыми организмами и предками всех живых организмов, которые можно отнести к «животным».
Один из наиболее часто встречающихся видов губок
Находка окаменелостей Otavia Antiqua доказала, что сложные организмы появились на планете раньше, чем предполагалось (до этого открытия считалось, что многоклеточные создания появились 600 миллионов лет назад).
Эти данные соотносятся с теорией «молекулярных часов»: все варианты последовательности ДНК, вне зависимости от своей сложности, развиваются и эволюционируют с относительно перманентной и устойчивой скоростью.
И согласно этой теории, первый сложный живой организм должен был появиться 750 миллионов лет назад.
Медузы — 505 миллионов лет
550 миллионов лет назад жизнь на планете была скудна: суша была пустынна, а в океане господствовали микробы и губки. Однако затем произошло событие, получившее название «Кембрийский взрыв», продолжительность которого составила несколько миллионов лет, и полностью изменило внешний вид Земли.
В этот короткий, с точки зрения геологии, период, появилось огромное количество разнообразных видов живых организмов, некоторые из которых стали первыми хищниками. Причин, как считают современные учёные, было две: эволюция и насыщение кислородом. Виды стали бороться за выживание.
Можно сказать, что именно тогда началась «гонка вооружений», которая не прекратилась до сих пор.
Как известно, мягкие ткани живых организмов редко подвергаются окаменению, но в 2007 году учёным удалось найти отпечаток самой древней медузы.
На равнинах штата Юта было найдено 4 вида медуз, живших в этой местности более 500 миллионов лет назад (когда ещё здесь располагался океан, разумеется).
За это время, медузы не сильно изменились: то же колоколообразное тело, жгуты и щупальца. При этом медузы населяли землю за 200 миллионов лет до того, как нам представлялось.
Мечехвосты — 455 миллионов лет
Мечехвосты как никто другой подходит под титул «ожившей окаменелости». Они напоминают крабов, но на самом деле относятся к арахнидам, а значит ближе всего к ним пауки и скорпионы. Благодаря незначительным изменениям среды обитания, эти древние создания мало изменились за последние 455 миллионов лет.
Мечехвосты настолько давно существуют в океанской экосистеме, что от них напрямую зависит вопрос выживание десятков видов живых существ: самка откладывает около 90 000 яиц, но только 10 из них дают новую жизнь, все остальные же становятся пищей для других организмов.
Внешнее строение мечехвостов
Кровь мечехвостов имеет голубой цвет, так как в её составе много меди, которая окисляется при взаимодействии с солёной водой. У них отсутствуют белые кровяные клетки, которые призваны бороться с инфекцией.
Тем не менее их организм научился локализировать болезнь, не позволяя ей распространяться по всему телу — опять же, из-за специфического состава крови.
Нет ничего удивительного в том, что на чёрном рынке медикаментов кровь меченосца может стоить до 15 000 долларов за литр!
Плащеносные акулы — 450 миллионов лет
Эти существа в равной степени неуловимы и ужасны. Настоящие монстры из глубин океана. Этот вид акул обитает в глубоких слоях воды вдоль побережья во многих климатических поясах планеты. Первые два пойманных экземпляра были описаны в 1881 году. Их обнаружили в Токийском заливе.
Есть версия, что именно плащеносная акула стала мифическим морским змеем, пугавшим моряков на протяжении веков. Как бы то ни было, этот вид является одним из древнейших. Эти относительно небольшие рыбы (могут достигать полутора метров в длину) крайне редко показываются людям.
Понаблюдать их в естественной среде обитания получилось лишь в 2004 году.
Хоть плащеносная акула и напоминает мумифицированную змею, её рот поистине ужасен: в нём находится 300 острейших зубов, снабжённых зазубринами.
Хотя учёные до сих пор не видели плащеносную акулу на охоте, существует теория, согласно которой, хищник привлекает морских обитателей белизной клыков, а затем молниеносно нападает, подобно наземной змее.
Ещё один замечательный факт об этом создании: срок беременности плащеносной акулы вдвое больше, чем у африканского слона — 42 месяца. Как полагают ихтиологи, это связано с глубоководным давлением.
Неолектомицеты — 400 миллионов лет
До 1969 года грибы принадлежали к царству растений. В этом нет ничего удивительного: у них есть стебель, корневая система, статичность, способы получение питательных веществ.
Однако позже выяснилось, что у них гораздо больше общего с животными, поэтому грибы были определены в отельное биологическое царство. Так уж получается, что грибы — первые сложные организмы, вышедшие на сушу.
Это произошло приблизительно 450 миллионов лет назад. Tortotubus является наиболее древним видом, найденном среди окаменелостей.
Один из наиболее древних живых ископаемых
Чем же грибы помогли другим видам приспособиться к наземной жизни? Они создали все те питательные вещества, благодаря которым верхний слой пород стал почвой, насыщенной кислородом и азотом.
Неолектомицеты, сложные грибы, появились на планете 400 миллионов лет назад. Ближайшие родственники этого вида — дрожжи. Однако сам факт того, что этот вид прожил на Земле так долго и распространён по всей планете, говорит о его невероятной живучести (он пережил даже расхождение континентов и все глобальные вымирания).
Целаканты — 360 миллионов лет
Не так давно целаканты считались вымершим видом кистепёрых рыб, предков земноводных. Самая древняя обнаруженная окаменелость насчитывает 360 миллионов лет, самая «молодая» — 80 миллионов лет.
В связи с находками, учёные сделали вывод, что этот вид погиб во время динозавров (около 65 миллионов лет назад). Каково же было удивление научного сообщества, когда в 1938 году возле берегов Южной Африки был пойман живой экземпляр! Вид был назван Latimeria Chalumnae.
Затем, возле Индонезии был найден другой вид. На данный момент обнаружено лишь два вида целакантов, но в период расцвета их было более 90.
Заспиртованная особь, хранящаяся в Британском музее
Целаканты отличаются от других видов ныне живущих рыб: у них есть особый орган, с помощью которого они ощущают электромагнитное поле других живых существ. Это идеальное орудие для охоты в кромешной тьме.
Кроме того, ещё челюсти прикреплены к черепу таким образом, что целакант может открывать рот гораздо шире, нежели другие рыбы (конструкция чем-то напоминает качели). Также примечательны плавники целакантов — они имеют костную поддержку, поэтому рыбы могут на них даже опираться.
В дальнейшем эволюционном развитии, именно такая конструкция превратилась в лапы и ноги.
Дерево гинкго — 270 миллионов лет
Гингко билоба — древнейший вид растений, всё ещё живущих на планете. Как и неолекты, гинкго не имеет среди представителей фауны близких родственников. Наиболее близки гингко к семейству саговниковых, которые появились 360 миллионов лет назад.
Гинкго билоба — особый вид растений
Больше всего окаменелых останков гингко билоба обнаружено в Узбекистане. Раскопки позволили доказать, что вид процветал во время юрского периода (206–144 миллиона лет назад).
Изменения климата, произошедшие 65 миллионов лет назад, погубили не только гигантских ящеров: из нескольких видов в живых остался только гингко билоба, произрастающий сейчас лишь в нескольких локальных зонах на территории Китая.
Этот вид характеризуется чрезвычайной живучестью и долголетием: самому старому дереву, Древу Мейденхейр, исполнилось три с половиной тысячи лет.
Утконосы — 120 миллионов лет
Безусловно, утконос является самым странным из живущих на планете живых существ. Можно сказать, что утконосы — это что-то среднее между животными, птицами и рептилиями. Гибрид, достойный отдельной книги в средневековом бестиарии. Это млекопитающее, так как у него есть молочные железы для кормления детёнышей. Но детёныши вылупляются из яиц.
Такой способ рождения есть только у утконосов и ехидн, найденных на территории Австралии и Новой Гвинее. Клюв и мех — чудное сочетание. Добавьте к этому способ передвижения рептилий и ядовитые шипы на локтях.
Ко всему прочему, у этого вида не две пары хромосом (XX и XY), а целых пять! Если и есть инопланетные создания на Земле, то к ним можно отнести утконосов (и осьминогов).
Учёные считают, что однопроходные стали отдельным видом примерно 120 миллионов лет назад и с тех пор медленно эволюционировали из-за медленного метаболизма и скорости дыхания. Кроме того, места обитания были мало подвержены делению экосистемы по системе хищник/травоядный — в естественной среде у утконосов просто нет врагов.
Марсианские муравьи (Martialis Heureka) – 120 миллионов лет
Названные так из-за своего космического вида, Martialis Heureka стали отдельным видом 120 миллионов лет назад. Это древнейший вид муравьёв, обнаруженный лишь в 2003 году в девственных лесах Амазонки.
Марсианский муравей вблизи
Этот вид близок к осам, как никакой другой, и его внешний вид весьма далёк от внешности других муравьёв (именно поэтому учёные дали ему такое «говорящее» название).
Отсутствие глаз и бледный цвет дают подсказку — это подземное создание, выходящее на поверхность лишь ночью. Основой его рациона служат мягкотелые личинки других насекомых, таких как термиты.
Земля имеет ещё много неизученных уголков в глубинах вод, полярных льдах, диких джунглях и жарких пустынях. И не исключено, что в скором времени многие виды живых существ, считавшихся вымершими, снова заявят о своём существовании. Например, плезиозавр по имени Несси.
Источник: https://p-i-f.livejournal.com/9789091.html
Чем опасны древние бактерии
Главную опасность глобального потепления таит мир бактерий и вирусов, чья поразительная жизнестойкость давно известна науке. Некоторые из них сотни миллионы лет были законсервированы в вечной мерзлоте, и вот теперь потепление начало выпускать их на свободу.
Все чаще появляются сенсационные сообщения. Так, найденные в ледниках Аляски неизвестные виды бактерий ожили после 32 тысяч лет спячки. Они помнят мамонтов, которые бродили по планете в те далекие времена.
Американцы обнаружили в Мексике микробы возрастом около 50 тысяч лет: как только их вытащили, они ожили и начали размножаться. “Аксакалов” ученые находят в соляных пещерах и шахтах.
К примеру, в Канаде удалось оживить бактерии возрастом 360 миллионов лет, а в окаменевшей соли в районе Иркутска -возрастом более 500 миллионов лет.
Роскачество: Детское мыло не убивает бактерии, а смывает их
Но настоящая вирусная бомба, по мнению ряда ученых, находится подо льдами Антарктиды. Здесь обнаружены вирусы, против которых ни у человека, ни у животных нет иммунитета. В некоторых умах рисуются апокалиптические картины: убийцы вырвутся на свободу, человечество захлестнет волна эпидемий, настанет хаос, перед которым померкнут самые страшные голливудские картины конца света.
Но серьезная наука не любит крайностей. Поэтому мнение специалистов единодушно: в набат бить не стоит, а проблему надо изучать. Скажем, в 2014 году французский биолог Жан Клавери возродил два вируса, пролежавших в вечной мерзлоте Сибири 30 тысяч лет. И сразу после возрождения они стали заразными. К счастью, вирусы заражают только одноклеточные амебы.
Бактерии миллионы лет пролежали в экстремальных условиях. Но – выжили!
Ученых поражает, что на древние бактерии практически не действуют антибиотики. По сути, они уже являются своеобразным аналогом современных супербактерий, которые научились приспосабливаться к лекарствам.
Дело в том, что многие бактерии сами производят антибиотики, чтобы получить преимущество над другими и выжить. Это объясняет, почему древние бактерии устойчивы к естественным антибиотикам.
А это почти 100 процентов современных препаратов.
– Конечно, некоторые бактерии могут нести угрозы, но в целом польза от них может оказаться во много раз больше, – сказал корреспонденту “РГ” доктор геолого-минералогических наук профессор МГУ Анатолий Брушков. – Ведь они миллионы лет пролежали в экстремальных условиях, где появляются мутации, разрушается ДНК, но бактерии тем не менее выжили. Это фантастика!
В США у пациентов клиник найдены неизвестные супербактерии
Сегодня наука ищет, как бороться с мутациями, а они уже это давно решили. Мы только думаем, как защищаться от свободных радикалов, от радиации и прочих вредных воздействий, а они уже все умеют. Эти механизмы надо изучать, чтобы существенно повысить качество жизни, бороться с тяжелейшими недугами.
Кстати, в ряде экспериментов мышей “накормили” бактериями возрастом в десятки миллионов лет. И они стали жить в несколько раз дольше, у них увеличилась мышечная сила, старые мыши начали размножаться. По словам Брушкова, у нас древние бактерии практически не изучают. Нет научных программ – нет и финансирования. Все исследования на энтузиазме ученых.
На Западе такие исследования ведутся, но проблема опасных последствий размораживания древних бактерий не так остра, как для России.
Именно у нас находится львиная доля вечной мерзлоты, которая покрывает 65 процентов территории. Здесь живут и работают миллионы людей.
А, к примеру, в Канаде зона мерзлоты практически пустынна, на Аляске это небольшая территория. Так что бактерии в мерзлоте – это наша главная проблема.
Источник: https://rg.ru/2017/10/10/chem-opasny-drevnie-bakterii.html
Найдены серобактерии возрастом 2,5 млрд лет
Следы жизни, существовавшей на Земле в архейском эоне, 2,5 млрд лет назад, раскопали палеонтологи на юге Африки. Окаменелости представляют собой микроскопические сферы, напомнившие ученым некоторых современных обитателей глубоких слоев океана.
Поскольку в те времена кислород в атмосфере нашей планеты отсутствовал, а вместе с окаменелостями бактерий были встречены сульфаты, команда исследователей диагностировала их как серобактерий. Поразительно, но сегодня эти существа обитают практически в тех же условиях, что и два с лишним миллиарда лет наза.
“Эти окаменелости представляют собой старейшие из известных организмов, которые жили в очень темной, глубоководной среде, – рассказал профессор университета Цинциннати Эндрю Зая. – Они существовали за 2 млрд лет до растений и деревьев, которые эволюционировали только около 450 млн лет назад”.
Ископаемые были обнаружены сразу в двух местонахождениях южноафриканской провинции Лимпопо, на территории древнейшего кратона Капвааль. Во всех случаях они приурочены к кремнистым породам возрастом 2,52 млрд лет.
Под микроскопом остатки бактерий выглядят как округлые и сферические образования с гладкими стенками.
Ближайшим современным аналогом этих архейских созданий являются современные серобактерии рода Thiomargarita – организмы, живущие в глубинах мирового океана, лишенных света и кислорода, зато богатых сернистыми соединениями.
“Хотя я не могу утверждать, что эти ранние бактерии являются точно такими же, как современные нам, мы предполагаем, что они, возможно, жили так же, как некоторые из наших нынешних бактерий.
Эти ранние бактерии, вероятно, потребляли молекулы, вымытые на суше из богатых серой минералов и смытые в море эррозионными потоками. Или из вулканических продуктов на дне океана, – полагает Зая.
– И это открытие помогает нам прояснить разнообразие жизни и экосистем, которые существовали непосредственно перед Великим Кислородным Событием, крупнейшим изменением атмосферы”.
Напомним, что согласно современным научным воззрениям, первичная атмосфера Земли содержала довольно мало кислорода. Его просто не хватило бы на поддержание жизнедеятельности кислорододышащих существ, поэтому жизнь в те далекие времена была представлена исключительно анаэробными формами.
Впоследствии активная фотосинтетическая деятельность размножившихся сине-зеленых водорослей (цианобионтов) насытила воздух Земли побочным продуктом этого процесса – кислородом.
В результате этого Великого Кислородного События анаэробные сообщества вынужденно уступили первенство более энергетически эффективным аэробным, в которых мы живем до сих пор.
Как отметил американский палеонтолог, в настоящее время продолжается дискуссия о том, когда возникли окисляющие серу бактерии и как они вписываются в эволюцию жизни на Земле. “Эти окаменелости говорят нам, что окисляющие серу бактерии уже существовали 2,52 млрд лет назад и они были заняты чем-то выдающимся”, – отметил он.
Источник: PaleoNews
Источник: http://www.wwlife.ru/index.php/vse-dobavleniya/item/2876-najdeny-serobakterii-vozrastom-2-5-mlrd-let
Обнаружены древние бактерии возрастом более 2 миллиардов лет
В Избранное
С течением времени эволюция изменяет большинство живых организмов на нашей планете. История знает случаи, когда некоторые существа приобретали или теряли отдельные признаки буквально на глазах, в течение одного десятилетия.
Чаще метаморфозы продолжаются тысячи и миллионы лет. Но, как выяснилось, некоторые виды эволюция всё же обходит стороной.
Международная группа учёных обнаружила, что недавно открытый вид глубоководных серобактерий не изменялся на протяжении последних двух миллиардов лет.
В период между 2,4 и 2,2 миллиардами лет назад так называемая Кислородная катастрофа существенно изменила биологическое разнообразие не Земле.
Распространившиеся повсюду анаэробные цианобкатерии производили столько кислорода, что он стал быстро накапливаться в атмосфере.
Это событие также сопровождалось интенсивным накоплением в океане сульфатов и нитратов, которые служили пищей бактериям и способствовали их процветанию.
Учёные исследовали образцы окаменелых серобактерий, сохранившихся в донных породах на западном побережье Австралии.
С помощью современных технологий они установили, что организмы возрастом 2,3 миллиарда лет ни чем не отличались от своих окаменелых потомков возрастом 1,8 миллиарда лет.
При этом обе группы микроорганизмов точь-в-точь похожи на современные серобактерии, найденные в иле у берегов Чили.
“Кажется поразительным, что эта форма жизни не претерпела изменений в течение более чем двух миллиардов лет, что составляет почти половину истории Земли, — говорит в пресс-релизе ведущий автор исследования палеобиолог Уильям Шопф (William Schopf) из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе. — Учитывая, что эволюция это признанный факт, её отсутствие также должно быть объяснено”.
Учёные полагают, что в данном случае исключение подтверждает теорию Дарвина. Согласно ей, живые существа развиваются в результате мутаций, которые помогают им лучше приспособиться к изменению окружающей среды. Но, с другой стороны, если условия жизни остаются постоянными, развитие должно останавливаться.
“Правило биологии гласят — не эволюционируй, если вокруг нет физических или биологических изменений. Это не противоречит Дарвину. Эти микроорганизмы идеально приспособились к своей простой, очень стабильной среде, — говорит Шопф. — Наоборот, наше понимание теории Дарвина было бы серьёзно испорчено, если бы серобактерии изменились в этой постоянной среде”.
В своей работе учёные впервые использовали ряд революционных методов для анализа окаменелостей. Например, они изучали химический состав древних бактерий с помощью спектрометрии комбинационного рассеивания света, улавливая колебания молекул под воздействием лазера. Кроме того, они получали трёхмерные изображения ископаемых клеток под конфокальным лазерным сканирующим микроскопом.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences
Источник: http://science.spb.ru/allnews/item/2650-drevnie-bakterii
Загрузка...
