Фрагмент челюсти тарбозавра из Юго-восточного Казахстана. Saurian.blogspot

 

Фрагмент челюсти без зубов тарбозавра из Юго-восточного Казахстана. Музей природы, Алма-Ата. Фото Александр Бабкин

Ключевые отличия в строении черепа тарбозавра и североамериканских тираннозаврин, связаны с распределением давления по черепу в момент укуса. У североамериканских тираннозаврин основная часть нагрузки передавалась через верхнюю челюсть в спаянные носовые кости в верхней части морды. У тарбозавра эти костяные распорки отсутствовали. С другой стороны, у тарбозавра, в отличие от североамериканских тираннозаврин, была массивная, хорошо развитая задняя часть верхней челюсти. Ещё одним принципиальным различием между тарбозавром и североамериканскими тираннозавринами была жёсткая конструкция нижней челюсти. В то время как у тираннозаврин Северной Америки соединение задних и передних костей челюсти обладало известной гибкостью, нижнюю челюсть тарбозавра характеризует наличие запирающего механизма, образованного костной перемычкой между угловой костью и задней кромкой передней зубной кости.
Мозг тираннозаврин ближе по строению к мозгу крокодилов и других пресмыкающихся, чем к мозгу птиц. Общий объём мозга 12-метрового тарбозавра, по оценке исследователей, составлял только 184 см³. Большая обонятельная луковица и мощные обонятельный и концевой нервы свидетельствуют о хорошо развитом чувстве обоняния у тарбозавра, как и у тираннозавра. Большой слуховой нерв означает, что слух у тарбозавров был хорошим, позволяя вести звуковую коммуникацию и обеспечивать хорошую ориентацию в пространстве. Вестибулярный аппарат был хорошо развит – тарбозавры обладали хорошим чувством равновесия и координацией движений. С другой стороны, нервы и мозговые отделы, связанные со зрением, были маленькими и недоразвитыми. Крыша среднего мозга, отвечающая у пресмыкающихся за обработку зрительной информации, у тарбозавра была совсем маленькой, а зрительный и глазодвигательный нервы слабыми. Если у тираннозавра, с его широким черепом, глаза смотрели вперёд, обеспечивая бинокулярное зрение, то череп тарбозавра, как и у большинства других тираннозаврин, был у́же, и глаза располагались по разные стороны головы. Всё это позволяет сделать вывод о том, что основными чувствами, развитыми у тарбозавра, были обоняние и слух, но не зрение.

Череп тарбозавра слева и тираннозавра справа

В нэмэгэтских отложениях Монголии, где обнаружены скелеты тарбозавров, сохранились русла больших рек и почвенные наносы, свидетельствующие о том, что климат в это время был влажным. В формации попадаются окаменелые моллюски и останки других водных организмов, таких как рыбы и черепахи.
Взрослые тарбозавры, будучи крупнейшими хищными динозаврами в данной формации, вероятнее всего охотились на крупных гадрозавров, или на таких титанозавров, как немегтозавр. Вероятнее всего основными ландшафтами местообитания тарбозавров и тираннозавров были леса и лесостепные участки, где крупные хищники могли прятаться и устраивать засады, и где, согласно некоторым данным, предпочитали кормиться гадрозавры, а гадрозавры, как предполагается, были быстрее тираннозаврин на коротких дистанциях.
Тарбозаврам не могли составить конкуренцию более мелкие хищные динозавры (тероподы). Молодые особи тарбозавров, как это, вероятно, происходило с другими крупными тираннозавринами и происходит в настоящее время с крокодилами и комодскими варанами, возможно, занимали промежуточные экологические ниши между взрослыми тарбозаврами и более мелкими тероподами. Однако в 2010г. учёные из Китая и Японии пришли к выводу о падальческом образе жизни тарбозавра.

Гадрозавр. Южный Казахстан. Музей палеонтологии, Москва. Фото Александр Бабкин. Гадрозавры, вероятно, были основным источником пищи тарбозавров и тираннозавров

 

Окаменевший фрагмент секвойи из тех же отложений, где были найдены кости тарбозавра. Юго-восточный Казахстан, долина Или. Фото Александр Бабкин

По материалам Википедии и книги Дэвида Хоуна «Хроники тираннозавра»

 

Щелочные источники океанов – колыбель жизни?

На дне Атлантического океана существует тип гидротермальных источников, отличающийся от «черных» и «белых курильщиков» температурой и химическим составом извергаемой минеральной воды. Пока обнаружено только одно место, где расположены эти источники –  в Атлантическом океане, в 15 км от Cрединно-Атлантического хребта в так называемом «Затерянном Городе», представляющим собой склон с башнеподобными белыми или зеленоватыми серпентинит-известняковыми образованиями высотой до 60м. Из этих башен выходят струи прозрачной воды с температурой около 200 гр.С насыщенные соединениями натрия, калия, кальция, магния, железа, марганца и кремния с кислородом, водородом и серой, а также обогащенные чистым элементарным водородом и углекислым газом. Башни Затерянного города состоят большей частью из известняка и серпентинита – сложнейшей метаморфической горной породы в состав которой входят до 70 минералов: минералы группы серпентина (соединения металлов с оксидом кремния и группами ОН), также кальцит, доломит, магнетит, хромит, макинавит и многие другие.
Серпентинитовые башни микропористы. Полости пор близки по размерам биологическим клеткам. Вот этим порам и приписывается роль инкубаторов, где химические процессы привели к возникновению живой субстанции, впоследствии вышедшей наружу в виде бактерий. Стенки пор очень тонкие и полупроницаемые, что весьма подходит для зарождения жизни в результате химических реакций при смешивании геотермальных вод с океанической водой.
Интересно, что такие щелочные источники были предсказаны Майком Расселом в 80-х годах после изучения им в Ирландии пузырчатых пород возрастом 350 млн. лет. Рассматривая в микроскоп сеть полостей породы, образованной древними щелочными источниками, Рассел пришел к идее о том, что минеральная химия в какой-то мере повторяет биохимические процессы, а может и наоборот. Интересно, что некоторые важные комплексы внутри бактерий идентичны некоторым минералам серпентинитовых башен по химическому составу и имеют очень близкое сходство по пространственному расположению атомов.
Рассел считал, что для инкубаторов жизни подходили бы источники с температурой не намного выше 100 гр.С и выделяющие свободный водород в насыщенной соединениями углерода водной среде. Такие условия, похоже, были в океане в архейское время 4-3 млрд лет назад. Океан, вероятно, был кислым из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере, который растворялся в океане. На перегородках пор серпентинит-кальцитовых пород, слагающих башни щелочных источников, должны были образовываться градиенты концентраций веществ, что является одним из ключевых условий функционирования организмов. Большинство клеток организмов тратят большую часть своей энергии именно на поддержание подобных градиентов, для чего ими используются белки. По мнению Рассела – белки являются вторичной адаптацией организмов вышедших за пределы своих минералогических инкубаторов.
Однако щелочные источники никто прежде не наблюдал. Были известны только чёрные курильщики с температурой выше 400 гр.С. И вот в 2000 году американская экспедиция корабля «Атлантис» обнаружил именно такие щелочные источники в Атлантическом океане несколько в стороне от осевого рифта Срединно-Атлантического хребта.
Эти источники образуются не за счет вулканической энергии, а за счет выделения тепла при серпентинизации – метаморфического превращения базальтовых пород в серпентинит. Серпентинизация заключается в присоединении щелочных и щелочноземельных металлов и молекул воды к минералам базальта с выделением элементарного водорода. Это один из самых распространенных, если не самый распространенный геохимический процесс на Земле.
Жизнь в Затерянном городе идет за счет реакции свободного водорода с углекислым газом, которая проходит там прямо, тогда как на Земле эти реакции почти всегда осуществляются опосредованно через фотосинтез, что позволяет сначала отсоединить водород от воды.
Внутри пористых пород башен Затерянного города, открытого «Атлантисом», живут и процветают бактерии и археи. Археи – это, как и бактерии, одноклеточные безъядерные организмы, которые, однако имеют столько отличий от бактерий, что биологи склонны относить архей к отдельному царству. Мартин и Рассел выяснили, что механизмы синтеза белка у бактерий и архей весьма близки, а механизмы репликации ДНК отличаются радикально. Это можно было бы объяснить сильным эволюционным расхождением, но тогда становится не понятным, почему другие механизмы (например, транскрипция и трансляция) не стали столь же несхожими.
В 2003 году Мартин, Рассел и другой биохимик Евгений Кунин выдвинули гипотезу: общий предок бактерий и архей не был свободноживущим организмом, а был репликатором, живущим в минерале в неорганических клетках и жизнь из минеральных клеток выходила на свободу дважды –  сначала в виде бактерии, а затем в виде архей. К такому выводу подталкивает и совершенно разные клеточные мембраны и стенки у бактерий и архей.
Башни Затерянного города действуют уже сорок тысяч лет – однако ожидать, что там продолжается абиогенное возникновение жизни (живое из неживого), пожалуй, не стоит. Химический состав океана сейчас уже далеко не тот, что был миллиарды лет назад – не хватает растворенного железа и, наверняка, еще каких-нибудь ингредиентов. 
Но как жизнь вырвалась на свободу из башен гидротермальных источников? Рассел и другой американский ученый – Питер Митчелл предположили, что путь возникновения настоящих биологических клеток в виде бактерий лежал через формирование механизма хемиосмоса – биохимического механизма, с помощью которого осуществляется превращение энергии электротранспортной цепи в энергию аденозинтрифосфата. Аденозинтрифосфат (АТФ) выполняет важнейшую роль в обмене энергии и веществ в организмах и является универсальным источником энергии для всех биохимических процессов. Хемиосмотическая гипотеза Митчелла гласит, что электронпереносящие цепи митохондрий, хлоропластов и бактерий сопряжены с системой синтеза АТФ через разность электрохимических потенциалов протонов на сопрягающих мембранах.
Биохимический принцип это одно, а вот как физически образовалось клетка бактерии с ее мембраной не ясно.
Кроме того, совершенно не ясно, как безъядерные клетки бактерий и архей, то есть прокариоты, приобрели ядра, тем самым превратившись около 2 млрд лет назад в эукариоты – организмы, состоящие из ядерных клеток. Напомню, что грибы, растения и мы, животные, являемся эукариотами. Наличие или отсутствие ядра в клетке являет собой эволюционную пропасть. Преодоление этой пропасти вызывает столько споров в науке, что приходит мысль о сверхъестественном творении ядерной клетки. Был ли возможен эволюционный переход от прокариотов к эукариотам? Версий много, но отсутствуют данные могущие подтвердить или опровергнуть гипотезы.
Эволюционное древо показывает нам, что одноклеточные, а затем многоклеточные эукариоты  возникли только однажды в промежутке, примерно, от 2 млрд до 1 млрд лет назад. Сложные формы жизни не эволюционировали из бактерий многократно и разновременно (растения от одних бактерий, животные – от вторых, грибы – от третьих). Ядерная клетка возникла из бактериальной только один раз.
Есть гипотеза о появлении некоего симбиоза бактерии и археи в результате чего возникла эукариотическая клетка. Но в течение минимум  одного миллиарда лет эволюции такие симбиозы должны были неизбежно возникать многократно, если даже многие ранние эукариотные организмы и вымирали – ведь бактерии и археи здравствуют и доныне.
Это в полной мере относится и к появлению бактерий и архей. Жизнь вышла из щелочных источников океана только дважды в виде бактерий и архей? И это за 1,5 миллиарда лет существования архейского океана с подходящим химическим составом?
Создается впечатление, что был, а может и существует до настоящего времени внешний контроль над появлением жизни и ее эволюцией. Учитывая, что наука так и не смогла создать искусственный организм и, похоже, никогда и не создаст, приходишь к выводу: да – возможно жизнь и появилась в щелочных источниках океана, однако не самопроизвольно.

Известняково-серпентинитовая башня в Затерянном городе. Фото с "Элвина"

 

Членистоногие появились за несколько миллионов лет до кембрия

Международная группа ученых проделала объемную и очень тонкую работу по оценке темпов эволюции членистоногих, этого самого разнообразного типа животных (только современных видов насчитывается более 10 млн), во временной окрестности нижней границы кембрийского периода. Сделан вывод, что в начале кембрия у членистоногих действительно произошло резкое (в среднем в 4–5 раз) повышение скорости эволюции по сравнению со значениями, обычными для этого типа в дальнейшем. Из выстроенной модели следует, что основные ветви членистоногих возникли за очень небольшой по геологическим меркам отрезок времени, как раз охватывающий границу докембрия и кембрия. Предполагается, что долгой докембрийской истории членистоногие (именно членистоногие, а не их отдаленные родственники) не имели: они появились всего за несколько миллионов лет до конца венда, и вряд ли раньше.

В начале кембрия произошло важнейшее эволюционное событие, которое называют кембрийским взрывом, — массовое появление в палеонтологической летописи множества современных типов животных, остатков которых в более древних слоях нет.
В кембрийском периоде (541млн– 485 млн лет назад) появляются все типы животных обитающие в последующей истории, кроме одноклеточных (с рифея), кольчатых червей (с рифея), губок (с венда), медузовидных стрекающих (с венда), плоских червей (с венда), иглокожих (с венда) и членистоногих (с конца венда), которые известны из отложений, образованных в последние несколько миллионов лет вендского (эдиакарского) периода протерозойского эона, примерно от 545 млн лет назад до начала кембрия 541 млн назад.
Гипотеза «долгой скрытой докембрийской эволюции» многоклеточных животных довольно сильно поддерживается молекулярной филогенетикой. Попросту говоря, белки и гены разных современных типов животных зачастую отличаются друг от друга таким количеством замен (аминокислотных и нуклеотидных), которое «всего лишь» за 540 миллионов лет накопиться не могло. Если, конечно, не предполагать, что когда-то в прошлом имело место резкое ускорение эволюции.
В 2011 году известный американский палеонтолог Дуглас Эрвин опубликовал аналитический обзор современного состояния проблемы происхождения типов животных, в котором постарался учесть как палеонтологические, так и молекулярно-генетические данные. Эрвин пришел к выводу, что первые многоклеточные животные появились примерно 800 млн лет назад, а почти все современные типы животных возникли в течение эдиакарского периода, который начался 635 млн лет назад и закончился 541 млн лет назад. Эдиакарий, который в нашей литературе гораздо чаще называют вендом, — это последний период протерозоя (2500 млн лет - 541 млн лет назад). То есть у Эрвина получается, что «скрытая докембрийская эволюция» действительно была. Просто в начале кембрия животные увеличили размер, приобрели скелеты, и поэтому их остатки стали гораздо доступнее палеонтологам. А эпохой взрывного возникновения новых эволюционных ветвей начало кембрия не являлось.

В 2013 году несколько ученых решили еще более тщательно исследовать проблему реальности кембрийского взрыва, сосредоточившись на данных по единственному типу, взятому в качестве примера, — по членистоногим. За эту работу взялись два биолога из австралийского города Аделаида — палеонтолог Майкл Ли (Michael Lee) и генетик Жюльен Субриер (Julien Soubrier), к которым присоединился известнейший специалист по эволюции членистоногих англичанин Грегори Эджкомб (Gregory Edgecombe).
Членистоногие были выбраны по четырем причинам. Во-первых, эта группа животных невероятно многочисленна и разнообразна, и она была такой уже в кембрии. Во-вторых, членистоногие обладают весьма сложным строением, а это значит, что исследователи получают много признаков для анализа. В-третьих, тело членистоногих покрыто хитиновым наружным скелетом, поэтому его части сохраняются в ископаемом состоянии лучше, чем остатки большинства других типов животных. И, в-четвертых, эволюция членистоногих хорошо изучена: для них построено подробное и достаточно надежное эволюционное древо, на которое можно опереться.
Ли, Субриер и Эджкомб исходили из того, что последовательность ветвлений этого древа в основном уже установлена. Их интересовали исключительно датировки точек дивергенции — развилок древа.
Исследователи с гордостью пишут, что набор данных, с которыми они работали, был довольно обширным: 395 морфологических признаков и последовательности 62 ядерных генов. По всему этому массиву было построено единое древо с использованием байесовского метода расслабленных часов (Bayesian relaxed-clock method). Байесовским методом называется способ построения эволюционных деревьев, использующий ряд формул из теории вероятностей , где скорость эволюции не предполагается постоянной. Ли, Субриер и Эджкомб приняли меры к тому, чтобы используемые ими программы анализировали морфологические признаки наравне с молекулярными. В этом отношении их исследование принципиально отличается от многих современных работ, где деревья строятся по молекулярным последовательностям, а с морфологическими данными только сопоставляются постфактум.
Главный вывод, сделанный исследователями, состоит в том, что эволюция членистоногих в начале кембрия действительно была очень быстрой. Для морфологических признаков раннекембрийская скорость эволюции превосходит среднюю по фанерозою (эон после протерозоя) примерно в 4 раза, для молекулярных — примерно в 5,5 раз. В отдельных ветвях, на коротких отрезках времени раннекембрийская скорость эволюции превосходит среднефанерозойскую даже в 16 раз. При этом скорости молекулярной и морфологической эволюции, оцениваемые отдельно, хорошо коррелируют друг с другом; это означает, что морфология является достаточно надежным показателем скорости генетических изменений, и наоборот.
Ничего нереального в таких скоростях эволюции нет. Никаких механизмов, неизвестных современной эволюционной теории, здесь постулировать не приходится.

Ли, Субриер и Эджкомб считают, что группа Panarthropoda, в которую вместе с членистоногими входят еще два типа — онихофоры и тихоходки — возникла все-таки до начала кембрия, но не раньше 650 миллионов лет назад. Что касается самих членистоногих, то их главная дивергенция произошла фактически в самый момент начала кембрия. На итоговом древе видно, что расхождение ветвей Chelicerata (мечехвосты и паукообразные) и Mandibulata (многоножки, ракообразные и насекомые) произошло 543 миллиона лет назад, а расхождение многоножек и ракообразных — 538 миллионов лет назад (рис. 3). Получается, что Chelicerata и Mandibulata разошлись перед самым началом кембрия, а многоножки и ракообразные — сразу после него. Понятно, что точность таких датировок не абсолютна. Но они явно указывают, что рождение главных ветвей членистоногих произошло в ближайшей временной окрестности нижней границы кембрия. На этот момент действительно пришелся пик изменений.

Когда жило самое первое членистоногое, сказать, конечно, пока точно нельзя, но если исходить из обсуждаемой модели — то примерно 550 миллионов лет назад (не раньше 556 и не позже 547 миллионов лет назад).
Докембрийская эволюция у членистоногих была, но была она очень короткой — буквально последние несколько миллионов лет перед границей кембрия.
Ученые подчеркивают, что даже если «удревнить» происхождение членистоногих, погрузив его еще на несколько десятков миллионов лет в докембрий, вывод о резком ускорении эволюции в начале кембрия все равно сохранит силу. Предположение, что раннекембрийская скорость эволюции была равна среднефанерозойской, потребует вывода, что Panarthropoda, например, возникли 940 миллионов лет назад — а это уж совсем малоправдоподобно.
Очень соблазнительно предположить, что интервал между датами 545 и 535 миллионов лет назад и есть тот момент времени, когда членистоногие возникли. Можно добавить, что первые представители современных групп ракообразных появляются в палеонтологической летописи 510 миллионов лет назад. Отрезка времени примерно в сорок миллионов лет, видимо, вполне достаточно не только для того, чтобы новый тип возник, но и для того, чтобы его представители набрали разнообразие и приобрели устойчивый набор признаков; кембрийские ракообразные отличаются от современных не так уж и сильно.

Поздний венд. Отпечаток членистоногого Parvancorina sagitta. Берег Белого моря	Поздний венд. Xenusion auerswaldae. Германия	Поздний венд. Трилобитообразное. Берег Белого моря

Источник: Michael S. Y. Lee, Julien Soubrier, Gregory D. Edgecombe. Rates of Phenotypic and Genomic Evolution during the Cambrian Explosion // Current Biology. 2013. V. 23. P. 1889–1895
и Сергей Ястребов «Членистоногие подтверждают реальность кембрийского взрыва» Elementy.ru 17.11.2013: https://elementy.ru/novosti_nauki/432133/Chlenistonogie_podtverzhdayut_realnost_kembriyskogo_vzryva.

 

 

Киин Кериш

В урочище Киин Кериш к северу от озера Зайсан представлены великолепные обнажения глин, алевритов и песчаников эоценовой и олигоценовой эпох палеогена (40-25 млн.лет). Обнаруженные здесь отпечатки листьев древесной палеофлоры подробно представляют смену субтропической эоценовой на теплоумеренную листопадную олигоценовую флору. Смена типов леса на Зайсанской равнине у берегов Джунгарского озера в палеогеновом периоде маркирует похолодание климата планеты вызванное формированием ледникового панциря Антарктиды в начале олигоцена.

Белые и желтые глины олигоцена и красные глины эоцена
Останец "Кораблик" содержащий множество отпечатков листьев теплоумеренной Тургайской флоры раннего олигоцена

 

Строматолиты - древнейшая форма жизни

Строматолиты - это рифовые тонкослойчатые столбики или холмики различной формы, состоящие из карбоната кальция и песчано-глинистого материала. Строматолит образуется в результате жизнедеятельности сообщества бактерий, называемого цианобактериальным матом (цианобактерии еще называются сине-зелеными водорослями). Маты существуют во многих районах мира, однако в современное время настоящие строматолиты существуют только в Акульем заливе на западном побережье Австралии, на атлантическом побережье Багамских островов и в озере Унтерзее в Антарктиде. Строматолиты достоверно появляются в геологической летописи в древнейших осадочных формациях Уарравуна  (Западная Австралия) возрастом в 3,5 млрд лет – это древнейшая известная форма жизни. Наибольший расцвет цианобактерий пришелся на протерозойскй эон, затем их роль резко снизилась. Цианобактерии были и остаются самой распространенной группой организмов на планете.

Цианобактерии выделяют свободный кислород, одновременно химически связывая водород и углерод. Цианобактерии замечательны тем, что способны использовать атмосферный азот и превращать его в органические формы азота. При фотосинтезе они могут использовать углекислый газ как единственный источник углерода. В отличие от фотосинтезирующих бактерий, цианобактерии при фотосинтезе выделяют молекулярный кислород. В течении прошедших 3-х миллиардов лет до начала кембрия они являлись основным, наряду с фотохимическими реакциями в верхних слоях атмосферы, источником свободного кислорода в атмосфере Земли.

Цианобактерии относятся к подцарству оксифотобактерии. К ним относятся цианобактерии и хлороксибактерии. Эти бактерии имеют одиночные и колониальные формы. Колонии создают органогенные известковые постройки (строматолиты). В периферической части клеток цианобактерий диффузно распределены синий и бурый пигменты, определяющие в сочетании с хлорофиллом  сине-зеленый цвет этих организмов. Некоторые цианобактерии могут иметь дополнительные пигменты, изменяющие их характерный цвет до черного, коричневого, красного. Цвет Красного моря определяется широким распространением в нем пурпурно пигментированных сине-зеленых. Цианобактерии могут использовать как солнечную энергию (автотрофность), так и энергию, выделяющуюся при расщеплении готовых органических веществ (гетеротрофность). Размножаются они только бесполым путем.

Мат, располагающийся на верхней поверхности создаваемого строматолита, представляет собой плотный многослойный "ковер" общей толщиной до 2 см; основу его составляют нитчатые либо пальмеллоидные цианобактерии, однако помимо них в формировании сообщества участвуют и другие бактерии. Внутри мата легко различимы несколько слоев:
1. Плотный верхний слой - поверхность роста (1-1,5 мм), в котором есть продуцирующие кислород автотрофы - цианобактерии-фотосинтетики, и гетеротрофы - облигатно аэробные (неспособные жить в отсутствие кислорода) бактерии.
2. Тонкая (менее 1 мм) подкладка; в ней автотрофами служат бактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез (при котором источником водорода является не вода, а другие вещества, например, сероводород - тогда выделяется не молекулярный кислород, а сера). Гетеротрофами же служат факультативные аэробы, которые могут использовать кислород, но в его отсутствие способны удовлетворять свои потребности в энергии не дыханием, а брожением.
3. Ниже двух верхних слоев, в которых идут процессы фотосинтеза и которые в совокупности называют фотической зоной мата, лежит толстая бескислородная зона, в которой процветают разнообразные анаэробы:  для них молекулярный кислород не нужен или даже является ядом.

На поверхность обитающего на мелководье мата постоянно выпадают частички осадка (обычно кристаллы карбоната кальция), которые затемняют соответствующие участки фотической зоны и должны постепенно ухудшать условия происходящего в ней фотосинтеза - вплоть до неизбежной гибели фотосинтетиков. От катастрофы эти микроорганизмы спасает положительный фототаксис: по мере того как интенсивность света в фотической зоне падает, они мигрируют вверх сквозь накапливающийся слой осадка, образуя выше него новую поверхность роста с подкладкой. Миграция эта идет разными способами: нитчатые формы обладают способностью к скользящему движению сквозь осадок, пальмеллоидные - к ускоренному нарастанию верхних частей колонии. Оказавшиеся таким образом внутри бескислородной зоны мата осадки структурируются и слой за слоем наращивают верхнюю поверхность строматолита; измерения показали, что современные строматолиты прирастают со скоростью около 0,3 мм/год. Каждый слой в свою очередь состоит из пары слоев светлого и темного, состоящих из соответственно более мелких и более крупных кристаллов карбоната кальция; крупные кристаллы образуются в тот сезон года, когда процесс осаждения идет быстрее.

Подчеркнем: вещество, из которого построен строматолит, не создается матом; последний лишь структурирует естественное осадконакопление. Строматолиты чаще всего состоят из карбоната кальция потому лишь, что карбонатный тип осадконакопления в море наиболее обычен, однако в иных гидрохимических условиях формируются строматолиты фосфатные, кремнеземовые, железистые и пр. Многослойная расцветка строматолитов может меняться в течении суток, поскольку обитатели нижних слоев могут подниматься в темное время наверх и наоборот. Скользят бактерии вверх и вниз со скоростью до 2см в час.
Не все маты представляли собою донные сообщества. В онколитах - более или менее сферических строматолитах, известковые слои располагаются не линейно, а образуют концентрическую структуру. Предполагается, что онколиты создавались особыми бактериальными сообществами, имевшими облик плавающих в толще воды шаров, оболочка которых представляла собой мат; осадки отлагались внутри от оболочки, а плавучесть (вероятно только в начальной стадии роста) ему придавали образуемые при метаболизме газы, не способные покинуть замкнутую полость внутри колонии.

Мат представляет собой высокоинтегрированное сообщество с чрезвычайно сложно организованной  структурой,  два верхних слоя составлены продуцентами и консументами первого порядка ("растениями" и "травоядными"), соединенными в пищевую цепь пастбищного типа, а нижний слой сформирован редуцентами ("падальщиками"), получающими органику из верхних слоев. Более того, измерения показали, что мат является вообще одной из самых сбалансированных экосистем: он производит ровно столько органики и кислорода, сколько тут же расходует в процессе своей. Именно такая структура "производства и потребления" в прошлом позволяла матам образовывать кислородные оазисы и постепенно увеличивать их, вместо того чтобы пытаться сходу изменить всю эту бескислородную среду. Фотосинтезирующие бактерии подкладки имеют пигменты, позволяющие им поглощать свет из иной части спектра, чем их "коллеги" - цианобактерии из вышележащего слоя.
Таким образом, поверхность роста становится для жителей подкладки как бы прозрачной, что позволяет утилизовать всю поступающую в фотическую зону световую энергию.  Более того, поскольку солнечный спектр меняется в течение дня ("покраснение" Солнца на восходе и закате), для улучшения использования энергии в мате происходят упорядоченные вертикальные миграции - смена горизонтов, занимаемых бактериями с разными типами пигментов.

Строматолиты обитали в соленых и пресных водах. В протерозое из строматолитов состояли огромные рифы мощностью в сотни метров. Отдельные глубоководные строматолиты достигали высоты 75м. Протерозойские строматолиты достигли высокого уровня сложности: появились формы со всевозможными ветвящимися столбиками, козырьками, разнообразной слоистостью и микроструктурой и т. п. Современные строматолиты, образуемые бактериальными матами, устроены намного проще.

По материалам Medbiol.ru

Онколит. Южный Казахстан	Строматолит возрастом 3,5 млрд лет. Западная Австралия. www.Сarleton
Строматолиты в заливе Шак (Акулий) в Западной Австралии. 100travels.ru	Современные строматолиты высотой до 0,5м в озере Унтерзее. Антарктида. Фото с видео ВВС
Бактерии из строматолитов. 775 млн. лет. Рифей. Южный Казахстан. Фото J. William Schopf	Гигантские строматолиты. all-geo.org
Протерозойские строматолиты. Плато Анабар. Сибирь. Фото Виталий Горшков	Разрез строматолита. Фото James St. John

 

Окаменелые деревья

Окамене́лое де́рево – древесина деревьев, произраставших в прошедшие геологические эпохи, замещённая различными минералами кремнезёма (халцедоном, кварцем или аморфным опалом). При этом структура дерева нередко хорошо сохраняется. Процесс окаменения происходит под землёй, когда дерево оказывается похороненным под осадком, но не портится из-за недостатка кислорода. Богатая минеральными веществами вода, текущая сквозь осадок, приносит минералы в клетки растения, и когда лигнин и целлюлоза распадаются, остаётся камень, повторяющий первоначальную форму. При этом все органические вещества замещаются минералами, а оригинальная микроскопическая структура дерева сохраняется. Наличие тех или иных примесей химических элементов, таких как железо, марганец, медь, во время петрификации (процесса окаменения) придает создающемуся окаменелому дереву ту или иную окраску из довольно широкого диапазона цветов.

Секвойя. Меловой период. Казахстан. Долина Или	Окаменелая древесина секвойи. Меловой период. Казахстан. Долина Или
Годовые кольца ствола диаметром 70см. Узбекистан. Музей геологии Узбекистана	Палеоген. Южный Казахстан. Музей природы Академии наук Казахстана. Алматы
Остров Лесбос. Греция. Фото Wald Riesenbaum
Национальный парк Окаменелый лес. Аризона. Триас. nps.gov
Национальный парк Окаменелый лес. Аризона. Триас. Мtritter.org	Национальный парк Окаменелый лес. Аризона. Триас. Фото Stefan Pauli
Национальный парк Окаменелый лес. Аризона. Триас. pikabu.ru	Национальный парк Окаменелый лес. Аризона. Триас. Отполированный спил. www.geoclassica
Аргентина. Фото Alberto Azparren	Нью-Мексико. Аmericansouthwest.net