Астробиология как наука

Сюда вносится все, что не подходит по тематике к имеющимся форумам. Реклама будет немедленно удалена, а внесшие ее забанены.

Модераторы: LittleRacoon, Булдаков Сергей

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 08 окт 2016 16:30

Круглый стол в Дубне: внеземная жизнь есть

Теорию внеземного происхождения жизни на нашей планете аргументированно подтвердили российские и итальянские астробиологи, собравшиеся 11-12 декабря в Дубне. Эта и другие актуальные научные проблемы стали темой секции "Астробиология: новые идеи и тенденции в исследованиях" круглого стола, проведенного в Объединенном институте ядерных исследований.

В организации и проведении круглого стола также приняло участие посольство Италии в России. Вторая секция этого мероприятия — "Черные дыры в математике и физике" через неделю завершила, по крайней мере, в нашем городе, год российской культуры в Италии и итальянской культуры в России.

На первую секцию круглого стола собрались ведущие специалисты из России, Италии, Франции, ОИЯИ (Объединенный институт ядерных исследований) в таких областях, как биология, палеонтология, биохимия, астрономия, астрофизика, геология. Астробиологические исследования сегодня активно развиваются. Вот и в Российской Академии наук уже образована специальная комиссия по астробиологии, которую возглавил академик А. Ю. Розанов - один из организаторов круглого стола.

Вот что он сказал дубненским журналистам: "Я особенно рад, что ОИЯИ повернулся в сторону астробиологических исследований, где в Лаборатории радиационной биологии планируется организация сектора астробиологии. Я убежден, в этом направлении ожидается большой прогресс. Хотя сегодня никто не сможет даже дать полное определение, что такое астробиология. С какого момента человечество стало ею интересоваться? Наверное, когда появились понятия ад и рай. Так что это очень древняя и одновременно молодая наука, и по-настоящему мультидисциплинарная".

Астробиологии занимаются проблемой возникновения жизни во Вселенной и, в частности, на Земле. Для этого они пользуются палеонтологическим и геологическим материалом, собранным на Земле, а также анализируют биоматериалы в астероидах. Как рассказал академик Розанов, 10-15 лет назад стало ясно, что бактерии сохраняются в геологических отложениях гораздо лучше, чем теплокровные или моллюски. В любых геологических слоях попадаются ископаемые бактерии, по которым можно понять, что творилось на Земле миллиарды лет назад.

Нашей планете 4,5 миллиарда лет. Несколько лет назад во льдах Гренландии были найдены бактерии, которым 3,8 миллиарда лет. Это самая древняя на сегодняшний день находка, и она означает, что жизнь на нашей планете возникла не в ходе эволюции из органических кислот и сложных соединений, ведь даже для образования таких, казалось бы, простых, а на самом деле сложных организмов, как бактерии, это слишком малый промежуток времени. А значит — жизнь была занесена из космоса. Резко меняет представление о жизни на Земле и найденные остатки микроорганизмов в породах выветривания.

Получается, что жизнь на суше была всегда, по крайней мере, четыре миллиарда лет — когда образовались породы выветривания. А. Ю. Розанов заявил так: "Вероятность того, что жизнь зародилась на Земле, настолько ничтожно мала, что это событие практически невероятно".

Вот что я услышала от участника круглого стола профессора Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга Л. М. Гиндилиса: "Лет 20 назад в основном считалось, что жизнь произошла в процессе биологической эволюции на Земле. А гипотеза занесения жизни из космоса рассматривалась как некий курьез. За последние годы ситуация сильно изменилась, и это проявилось на нашем круглом столе. Все больше аргументов говорит в пользу этой теории — находятся следы в метеоритах, возраст которых гораздо больше возраста Земли, есть другие доводы, но где-то она ведь должна была возникнуть впервые?"

В середине 1960-х существовало такое представление: жизнь на Земле возникла через два миллиарда лет после ее образования. Сейчас же высказывается идея, что жизнь возникла мгновенно с возникновением Вселенной. В мире возникла новая волна интереса к этой теории: как может живое перенести условия жесткого ультрафиолета и радиации космоса?

А с другой стороны, это означает, что жизнь распространена очень широко, и мы не одиноки во Вселенной. И последние оптимистичные результаты по открытым новым экзопланетам (планеты, обнаруженные за пределами Солнечной системы — Ред.) в пользу этого предположения, ведь еще 20 лет назад говорили, что Солнечная система — единственная в космосе, и это было правдой, поскольку у приборов просто не хватало чувствительности увидеть похожие системы у далеких звезд. Когда в середине 1990-х появились спектрометры нового поколения, экзопланеты стали открывать одну за другой.

Поделился своим впечатлением и профессор Университета Гренобля (Франция) Ж.-Р. Пети: "Я очень рад, что меня пригласили сюда, и услышал довольно много интересного. Очень впечатляет прогресс в микробиологии и моделировании биологических механизмов, последние успехи в этой области. После всего услышанного я понял, насколько сложна жизнь, и какая это непростая, комплексная проблема — понимание ее происхождения. Я думаю, решение этого вопроса — дело далекого будущего".

Во время завершающей круглый стол общей дискуссии прозвучала такая реплика: "Мы можем сколько угодно рассуждать о том, что происходит на Марсе или в туманности Андромеды, но полет дальше околоземной орбиты — это огромные деньги. А Россия после последнего неудачного запуска сворачивает свои марсианские программы, тоже делают и США".

Ответил на нее профессор Е. А. Ильин (Институт медико-биологических проблем РАН): "Вы ссылаетесь на заявление руководителя Роскосмоса господина Перминова, но, я думаю, закрыть программу не в его силах, это ход развития истории — человечество рано или поздно полетит к Марсу. Нам бы хотелось, чтобы это произошло в 2035–2040 годах. Скорее всего, человечество возобновит полеты к Луне — ближе и опыт есть. Но это не исключает, что будем летать дальше, и эксперимент "Марс-500" создал для таких полетов хорошую базу".

А закончу еще одной репликой с общей дискуссии: "Не важно, где началась жизнь, важно существует ли она на других планетах. Может быть, стоит поискать в космосе радиосигналы?".

Источник: Правда.РУ (Россия)
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 20 июл 2017 19:45

По материалам 2-й Всероссийской конференции по астробиологии:
}Криопэги_2_кор.jpg
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 04 окт 2017 19:22

КОНГРЕСС США: ПОИСК ВНЕЗЕМНОЙ ЖИЗНИ — ПРИОРИТЕТ ДЛЯ АМЕРИКАНСКОЙ НАУКИ

}08351430-2b26-11e7-8902.jpg

Представитель комитета по науке, космосу и технологиям палаты представителей конгресса США Ламар Смит заявил, что поиск внеземной жизни и отправка аппаратов к потенциально обитаемым мирам — приоритетная задача для американской науки. Дональд Трамп уже подписал распоряжение о поддержке подобных проектов.

«Указ устанавливает поиск источника жизни, её эволюции и распространения и будущего во Вселенной в качестве фундаментальной цели для NASA», — цитирует Смита RT.

Отмечается, что в первую очередь учёные займутся отправкой аппаратов к потенциально обитаемым космическим объектам. В ближайшем будущем такой аппарат полетит к спутнику Юпитера Европе.

http://gazeta.a42.ru/lenta/news/kongress-ssha-poisk-vnezemnoj-zhizni-prioritet-dlya-amerikan
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 16 ноя 2017 17:19

Астробиология может стать украшением ОИЯИ

В мае в Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ заработал новый электронный микроскоп. С его возможностями познакомились начальник сектора астробиологии ЛРБ академик РАН Алексей Юрьевич Розанов (Палеонтологический институт РАН, Москва) и профессор Ричард Гувер (США).
В Палеонтологическом институте в Москве проводятся аналогичные работы, но сил на все не хватает, – рассказывает А.Ю. Розанов. – Здесь будет исследоваться приблизительно то же самое, но с акцентом на астробиологические проблемы, а в Палеонтологическом институте мы изучаем общие проблемы – земельные и астробиологические. С появлением этого спектрометра в Дубне возникает шанс организовать команду молодых людей, чтобы они понимали друг друга, говорили на одном языке. Пока у них еще не очень налажено взаимопонимание, но это не страшно. Второй, очень важный с моей точки зрения аспект: для ОИЯИ биологическая составляющая исследований сегодня – абсолютно актуальное направление. Я понимаю, что физики ревностно относятся к этому делу, думают, мы будем зря тратить их деньги. Мы много не потратим, но сегодня для ОИЯИ этот биологический аспект выгоден политически: в научных программах Института должно быть движение не только в области ядерной физики, это очень важно. Поэтому я с большим энтузиазмом воспринял предложение работать частично в ОИЯИ и образовать здесь некую группу. Я надеюсь, все это будет постепенно развиваться.
Электронный микроскоп такого типа для ОИЯИ, в общем-то, экзотический прибор. Хотя, мне кажется, что аналогичный микроскоп в одной из лабораторий есть, но когда физики его используют для своих целей, это одно дело. Этот прибор – один из простых среди электронных микроскопов такого типа, но, как ни странно, и один из самых надежных. У нас в Палеонтологическом институте есть микроскопы английские, чешские, немецкие. Этот чешский микроскоп прост, как керосинка – на ней, что бы ни случилось, суп сварить всегда можно. Вот и этот микроскоп сконструирован таким образом, что эксплуатировать его очень легко. Он предоставляет большие возможности, гораздо шире, чем многие микроскопы такого типа, которые выпускались 10–15 лет назад. С другой стороны, смотрите, Антон Рюмин за несколько дней его освоил и уже довольно уверенно работает. А Ричард Гувер долго работал в NASA, где оборудование довольно представительное, но его не коробит от того, что он сидит за этим микроскопом, с таким же прибором он работал у нас в Москве. Он понимает, что это добротная машина и очень компактная.

}IMG_9413.jpg

А.Ю. Розанов и Р. Гувер обсуждают результаты исследования, которое проводит на новом микроскопе Антон Рюмин.
Фото: О. Тарантина


Да, это очень хорошая и надежная машина, теперь только нужно от фирмы добиться, чтобы они наладили его до конца, тут уже произошли некоторые сбои. Конечно, потом потребуется некий апгрейд, но мы с самого начала решили с Евгением Александровичем Красавиным купить такую машину, чтобы сразу можно было начинать работать, а потом потихоньку ее дополнять. Вообще-то, строго говоря, наши потребности в апгрейде до конца еще не ясны. С одной стороны сектор астробиологии ЛРБ должен заниматься внеземными объектами, но самое интересное то, что Земля – часть Солнечной системы и самый изученный объект, поэтому для астробиологии земельные данные намного важнее многих космических. Если в последних – фрагментарные вещи, то здесь целая история многих наук, которые занимались изучением материала земельного. Поэтому в нашем секторе астробиологии будут проводиться исследования не только с космическими образцами, скажем, метеоритами и космической пылью, но и с земельными объектами, которые представляют методический интерес.

– Что вы подразумеваете под земельными объектами?

– Все, что на Земле может послужить для понимания того, что делается в космосе, должно быть использовано. Честно говоря, мы сейчас не очень ясно представляем, что может нам пригодиться. Кажется, что все пригодится, но сказать, что именно в первую очередь – довольно трудно. Совершенно необъятное поле деятельности, и я надеюсь, что здесь эти исследования будут развиваться достаточно хорошо. Тут есть еще один очень важный момент. Дело в том, что в ОИЯИ много разных приборов, и цену им для наших нужд мы толком не знаем. Нужна хорошая кооперация с разными лабораториями, нужно, чтобы физики заинтересовались нашими задачами. Это совершенно новое поле деятельности, и если на почве ОИЯИ это приживется и будет развиваться, это станет украшением Объединенного института. То, что делает Евгений Александрович со своими коллегами, – уже сильно продвинутые результаты мирового звучания.

Р. Гувер: Наше сотрудничество с академиком Розановым началось давно, в 1997 году. Оно началось после того, как Д. Маккейн нашел в метеорите, который считался фрагментом Марса, микрофоссилии (микроскопические окаменелости, ископаемые – О.Т.). Это не стало для меня сюрпризом, потому что еще в 1962 году были найдены биофоссилии в углистых хондритах, хотя научным сообществом это открытие не было принято всерьез. У меня был образец метеорита Мурчесон, который упал в 1969 году в Австралии. Его раскололи и исследовали на электронном микроскопе в NASA и тоже обнаружили микрофоссилии. Я написал статью и послал ее Дэвиду Маккейну. Он-то мне и сообщил, что есть русский ученый, который тоже обнаружил микрофоссилии в образце из того же метеорита. Когда я хотел прочитать его работу, оказалось, что результаты еще не опубликованы, но мне дали контакты Алексея Юрьевича. В результате мы получили схожие выводы исследований образцов одного и того же метеорита. Так мы начали общаться, я приехал в Россию, А.Ю. Розанов приезжал на конференцию в Америку, началось наше сотрудничество. Алексей Юрьевич, на мой взгляд, – отец-основатель бактериальной палеонтологии, он исследовал шунгиты, фосфориты и многое другое. До этого существовало мнение, что бактерии не фоссилизируются, оказалось, что это не так.
А самым удивительным было то, что эти микрофоссилии попали на Землю извне. Мы доказали, что это не результат загрязнения при прохождении метеорита через земную атмосферу. Живые клетки содержат азот. Когда они погибают на Земле, азот из аминокислот постепенно переходит в атмосферный газ. Я замерял количество азота в тканях древних мумий из Перу и Египта, которым пять тысяч лет, я исследовал ткани и шерсть мамонтов, найденных в Сибири. В образцах тканей мамонта содержится 11 процентов азота, во всех образцах содержится большое количество азота. Я проверял аммониты и трилобиты (окаменелые останки древних животных – О.Т.), в них азота не обнаружено, а в насекомых-инклюзиях в янтаре, который я купил в сувенирном магазинчике в Москве, следы азота могли быть. Но когда мы сделали спектральный анализ этого образца, присутствие азота не обнаружили. Многие ученые считают, что микрофоссилии в метеоритах – результат земного загрязнения, нашим результатам не верили. Мы считаем, что получили доказательство того, что жизнь есть за пределами Земли. Многие исследования показали, что метеориты содержат следы древней жизни.

– А что вы можете сказать об этом микроскопе?

– Это прекрасно, что в ЛРБ появился такой инструмент. Очень хороший микроскоп, многие исследователи начинают им пользоваться. Мне кажется астробиология – важное направление науки, и оно должно развиваться в Дубне в ожидании новых научных открытий. Мы обсуждали с профессором Красавиным влияние космического излучения на мутации генов, на биологические организмы. Они в лаборатории изучают, как на бактерии воздействует радиация и как бактерии восстанавливают эти повреждения. Землю от космического излучения защищает магнитное поле. Бактерии на Земле никогда не встречали такого жесткого излучения, какое можно создать здесь, на ускорителях Дубны. Судя по всему, бактерии попали на Землю из космоса и продолжали развиваться здесь – то есть теория панспермии вполне справедлива. Таким образом, от радиобиологов мы получили независимое подтверждение этой теории.

– Я вот еще на что хочу обратить внимание, – продолжил А. Ю. Розанов. – У меня в дипломе стоит специальность «Поиск и разведка месторождений полезных ископаемых», Ричард по образованию астрофизик. А вы, ребята, кто по специальности? – обратился он к Антону Рюмину и Михаилу Капралову, – геолог и биофизик? Это говорит о чем? В астробиологии должны и могут работать почти кто угодно, даже физики и астрофизики. Нам в астробиологии все пригодятся!

Ольга Тарантина
Еженедельник ОИЯИ

http://www.jinr.ru/posts/astrobiologiya-mozhet-stat-ukrasheniem-oiyai/
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 16 ноя 2017 18:22

Научное издание ПИН РАН 2011 (Москва):

Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах

М.М. Астафьева, Л.М. Герасименко, А.Р. Гептнер, Е.А. Жегалло, С.И. Жмур, Г.А. Карпов, В.К. Орлеанский, А.Г. Пономаренко, А.Ю. Розанов, Е.Л. Сумина, Г.Т. Ушатинская, Р. Хувер, Э.Л. Школьник

Научные редакторы: А.Ю. Розанов Г.Т. Ушатинская

ISBN 978-5-903825-16-5

Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 11-04-07051

Издание представляет собой атлас фотографий ископаемых бактерий и бактериоморфных структур из древних пород и метеоритов, полученных в пследние годы с помощью
сканирующих электронных микроскопов.

Утверждено к печати Ученым советом Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН


Содержание

Введение
Краткие сведения о современных и ископаемых микроорганизмах
Гликокаликс и биопленки
Биогенные минералы
Некоторые ископаемые микробные сообщества
Архейские ископаемые микроорганизмы
Древние (архейско-протерозойские) коры выветривания
Протерозойские ископаемые микроорганизмы
Ископаемые микроорганизмы, связанные с разными типами осадочных отложений Микроорганизмы и образование строматолитов и онколитов
Ископаемые микроорганизмы в фосфоритах
Ископаемые микроорганизмы в кремнистых породах; процесс окремнения
Ископаемые микроорганизмы в высокоуглеродистых породах
Бактерии и глинистые минералы
Микроорганизмы и образование бокситов
Бактериоморфные структуры в отложениях континентальных озер
Остатки микроорганизмов и следов их жизнедеятельности в раковинах древних фосфатных брахиопод
Золото и микроорганизмы
Псевдоморфозы по микроорганизмам в метеоритах
Трудности бактериально-палеонтологического изучения древних пород и астроматериалов
Методика изучения ископаемых микроорганизмов
Литература
Фототаблицы и объяснения к ним

http://herba.msu.ru/shipunov/school/books/iskopaemye_bakterii_atlas_2011.pdf

Далее вашему вниманию будет представлено введение и первая глава:
Краткие сведения о современных и ископаемых микроорганизмах
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 16 ноя 2017 18:26

Продолжение (начало см. выше):

Введение

Обнаружение многочисленных остатков ископаемых бактерий в древнейших осадочных породах Земли с возрастом до 3.5 млрд. л. явилось одним из удивительных открытий, сделанных геологами и палеонтологами в конце прошлого века, хотя сведения о присутствии остатков микроорганизмов в древних породах на протяжении ХХ в. появлялись неоднократно (Cayeux, 1911; Moore, 1918; Вологдин, 1947; Barghoom, Tyler, 1965; Barghoom, Schopf, 1965, 1966; и др.). Изучение ископаемых бактерий представляет чрезвычайно важную задачу. Во-первых, исследование древнейших бактерий проливает свет на появление и развитие жизни на Земле и становление на ней биосферы. Во-вторых, бактериальная деятельность играла и играет до сих пор важную роль в образовании на Земле осадочных пород и связанных с ними многих полезных ископаемых. В-третьих, анализ ископаемых бактерий является ключом к пониманию закономерностей процессов фоссилизации и сохранения остатков древних организмов в палеонтологической летописи. И наконец, ископаемые бактерии могут служить моделями при расшифровке природы биоморфных структур в астроматериалах. Данная работа содержит фотографии фоссилизированных ископаемых бактерий и других бактериоморфных структур, полученные в последние годы с помощью сканирующих электронных микроскопов. Фотографии смонтированы в 71 фототаблицу. Фототаблицы предваряются текстом, в котором даны краткие сведения о современных и ископаемых бактериях, перечислены известные к настоящему времени минералы, происхождение которых связано с деятельностью бактерий, охарактеризованы породы, в которых бактерии чаще всего сохраняются в ископаемом состоянии. Из 71 фототаблицы 56 содержат фотографии фоссилизированных микроорганизмов из осадочных пород Земли докембрия и фанерозоя, сопровождаемые подробными объяснениями. Для лучшей интерпретации древних биоморфных структур необходимо знание современного биологического материала, поэтому кроме изображений ископаемых бактерий в начале представлены фотографии современных микроскопических организмов, как прокариот, так и эвкариот. Последние 15 таблиц содержат фотографии бактериоморфных структур, найденных в метеоритах. Фотографии выполнены с помощью электронных сканирующих микроскопов в Палеонтологическом институте им. А.А. Борисяка РАН (микроскопы CamScan–4, Cambridge и EVO–50, Zeiss), в Институте микробиологии им. С.Н. Виноградского (микроскоп YSM-300) и в Центре НАСА в Хантсвилле (микроскопы S-4100 FESEM и EDAX). Авторы очень благодарны за переданные для изучения образцы древних пород сотрудникам Института геологии и геохронологии докембрия РАН Н.А. Алфимовой, А.Б. Вревскому, В.А. Матреничеву, С.Б. Фелицыну, сотрудникам того же Института Т.Н. Герман и Е.Г. Раевской – за ценные советы и консультации; за переданные образцы древних пород – сотрудникам Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН М.М. Богиной, А.В. Чистякову, Е.В. Шаркову, коллегам из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка А.Ю. Иванцову, Я.Е. Малаховской, П.Б. Кабанову и коллегам из Швеции – Д. Корнеллу и из Норвегии – В. Мележику и А. Лепланду. Авторы приносят свою глубокую благодарность сотрудникам Кабинета электронной микроскопии Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН – Л.Т. Протасевичу, А.В. Кравцеву и Л.В. Зайцевой за постоянную помощь и внимание при работе на сканирующих электронных микроскопах. Работа выполнена при финансовой поддержке Программы № 15 Президиума РАН «Происхождение биосферы и эволюция геобиологических систем», грантов РФФИ (№№ 08-04-00484, 10-04-01475 и 11-04-00129) и Научной школы НШ 65493.2010.4.

Продолжение (первая глава издания) см. далее:
Последний раз редактировалось Валера 16 ноя 2017 18:40, всего редактировалось 1 раз.
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Re: Астробиология как наука

Непрочитанное сообщение Валера » 16 ноя 2017 18:38

Продолжение (начало см. выше):

Краткие сведения о современных и ископаемых микроорганизмах

Бактерии являются самой древней и многочисленной формой жизни на нашей планете. Они наиболее полно освоили пространство Земли для обитания, в чем далеко превзошли более сложные организмы. В современных условиях бактериальная жизнь существует практически везде: на суше, в водной среде, где они могут обитать при температурах от –10 до +120 ºС, глубоко подо льдом в Антарктиде и в высоких слоях атмосферы (Procariotes, 2007). А при температурах ниже –10 и выше +120 ºС бактерии могут переходить в покоящееся состояние, в котором они сохраняют повышенную устойчивость к неблагоприятным температурным условиям, обезвоживанию, к повышенным дозам радиации. Покоящиеся клетки в течение длительного времени (вплоть до 2 млн. и более лет) могут находиться в жизнеспособном состоянии; в частности, извлеченные из вечной мерзлоты в подходящих условиях они прорастают (Абызов и др., 1988; Гиличинский и др., 1996). Первые сведения о присутствии фоссилизированных микроорганизмов в древних отложениях появились в начале ХХ века. В работах L. Cayeux, 1911 и E.S. Moore, 1918 были описаны окремненные бактериоморфные тела из нижнепротерозойской формации Ганфлинт (возраст около 2млрд. л., оз. Верхнее, Канада). Об участии биогенного фактора в образовании многих осадочных пород и полезных ископаемых писали L. Cayeux (1936) Б.Л. Исаченко (1948), Г.И. Бушинский (1966), В.И. Вернадский (1967) и многие другие. В 1947 году В.Г. Вологдин в небольшой работе перечислил длинный ряд пород разного состава и различного возраста, содержащих фоссилизированные бактериоподобные структуры, которые он наблюдал в тонких шлифах в проходящем свете. Но к этим работам палеонтологическое сообщество отнеслось скептически, так как господствовало мнение, что сохранение в ископаемом состоянии столь древних остатков бесскелетных организмов невозможно, а изображения, приведенные Вологдиным, были маловыразительны. Интерес к изучению древнейшей жизни возобновился в 60-е годы ХХ в. после выхода в свет статьи Е. Баргхурна и С. Тайлера (Barghoorn, Tyler, 1965), посвященной описанию окремненных микроорганизмов из той же формации Ганфлинт Канады. После этого одна за другой стали появляться работы, содержащие описание окремненных микроорганизмов из архейских и протерозойских отложений всего мира, включая территорию Советского Союза (Barghoorn, Schopf, 1965, 1966; Schopf, Barghoorn, 1967, 1969; Schopf, 1968, 1970, 1992, 1993; Cloud et al., 1969; Schopf et al., 1977; Вейс, 1984, 1988; Walsh, 1992; Сергеев, 1992; Allwood et al., 2006; Van Kranendork, 2008; и др.). Исследователи обратили внимание на то, что большая часть найденных микроорганизмов очень похожа на современных цианобактерий. Knoll и Golubic (1979) проанализировали окремненные микрофоссилии из верхнедокембриской формации Биттер-Спрингс Австралии и пришли к выводу, что они являются остатками фоссилизированного цианобактериального мата со всеми группами входящих в него микроорганизмов. Но до недавнего времени все эти знаменитые «кремнистые биоты», в том числе акритархи, изучались в шлифах и мацерациях с использованием оптического микроскопа. С начала 1990-х годов геологами и палеонтологами для исследований стал использоваться сканирующий электронный микроскоп (СЭМ). С его помощью было обнаружено, что во многих древних осадочных породах часто в массовом количестве присутствуют фоссилизированные бактериальные структуры. Это позволило поставить вопрос об огромной роли бактериальной деятельности в накоплении практически всех осадочных пород (Розанов, 2002, 2003; Rozanov, 2002). Особенно хорошо сохраняются тела фоссилизированных бактерий среди древних фосфоритов (Zhegallo et al., 2000), кремнистых пород (Barghoorn, Schopf, 1965, 1966; Сергеев, 1992; и др.), высокоуглеродистых отложений (Жмур и др., 1993, 1996; Бактериальная палеонтология, 2002). Их минерализованные остатки встречаются среди карбонатных и глинистых осадков, среди бокситов, железных и марганцеворудных пород (Герасименко и др., 1996; Наймарк и др., 2009; и др. работы). Сохранение бактерий в ископаемом состоянии связано с их очень быстрой минерализацией, которая должна была происходить до начала деградации бактериальных тел. Кроме собственно бактерий к миру микроорганизмов относятся мелкие эукариоты, также имеющие размеры от первых единиц до первых сотен микрон; это акритархи, некоторые микроскопические водоросли и грибы, ряд простейших. Их сохранение в ископаемом состоянии часто определяется теми же факторами, что и у бактерий. С малыми размерами микроорганизмов связаны особенности их морфологии, характер метаболизма, распространение в природе. Микроорганизмы объединяют представителей трех царств (доменов): архебактерии (или археи), бактерии и эукариоты. Первые два домена, архебактерии и бактерии, характеризуются прокариотным строением клетки. У них отсутствует обособленное клеточное ядро, и ядерная ДНК в виде замкнутой в кольцо молекулы локализована непосредственно в цитоплазме. В клетках эукариот имеется ядро и другие органеллы, отделенные от цитоплазмы мембранами. Эта разница в строении клетки прокариот и эукариот является одной из главнейших характеристик при описании разнообразия всего органического мира. Прокариоты, возможно, были первыми обитателями Земли и благодаря их жизнедеятельности на Земле была создана биосфера, определившая развитие всех остальных организмов. Архебактерии являются древнейшими представителями живых организмов, которые на ранних этапах развития Земли стали получать энергию за счет преобразования неорганических элементов (Воробьёва, 2007). Среди архебактерий присутствуют строгие и факультативные аэробы и анаэробы, экстремальные галофилы и экстремальные термофилы. Бактерии внешне не отличаются от архебактерий. Различия между ними заключаются в ряде физиолого-биохимических свойств клетки и клеточной стенки. В основе систематики бактерий долгое время лежали легко различимые под микроскопом формы клеток – кокки, палочки, фибриллы (табл. I–IV), окраска по Грамму, отношение к молекулярному кислороду (аэробы, анаэробы), различные способы питания и взаимоотношения с окружающей средой. Первая систематизация бактерий на основе данных характеристик была предпринята группой американских микробиологов под руководством Д.Х. Берги. В последние годы вышло второе сильно исправленное его издание в нескольких томах (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, 2004– 2009). В них все множество прокариот, включающих как археи, так и бактерии, разделено на 14 филумов, характеризующихся функционально значимыми признаками в сочетании с морфологией. Определения внутри филумов проводятся в соответствии с их фенотипическими, генотипическими и экологическими признаками В последнее десятилетие некоторые исследователи стали считать генотипические признаки основными при определении бактерий, и система современных бактерий опирается на анализ 16S рибосомальной РНК (16S pРНК). Под этот анализ подгоняются остальные характеристики бактерий, такие как строение клеточной стенки, состав мембран, размеры, общая морфология, типы питания и проч. Однако, как подчеркивают Г.А. Заварзин и Н.Н. Колотилова (2001), «филогенетическая система, основанная на одном рибосомном гене не более, чем одна из технически удобных и разработанных систем для современных бактерий». При изучении фоссилизированных бактерий из древних толщ классификация на этой основе пока не может быть использована. Изучение морфологии, физиологии, биохимии, генетики отдельных бактерий не отражает всего разнообразия метаболизма микробных сообществ, в которых они распространены. По Г.А. Заварзину, микробное сообщество – это совокупность взаимодействующих между собой функционально различных микроорганизмов, которые связаны либо конкуренцией за общие субстраты, либо кооперацией в их использовании (Заварзин, 2003). Эта область знаний названа Г.А. Заварзиным «природоведческой микробиологией». В ней, кроме функционального разнообразия микроорганизмов и аутэкологии их видов, изучается взаимодействие отдельных микроорганизмов между собой внутри микробных сообществ и деятельность самих микробных сообществ. Наиболее ярким классическим примером микробного сообщества являются цианобактериальные маты. Бактерии характеризуются удивительным многообразием и пластичностью метаболических процессов. Они различаются по способам питания и получению энергии, по месту обитания, по отношению к кислороду, к температуре, к рН среды. По способам питания бактерии делятся на автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные используют в качестве единственного источника углерода углекислый газ. Для гетеротрофных источником клеточного углерода служат органические соединения. По способам получения энергии среди бактерий выделяются фототрофные и хемотрофные организмы. Для фототрофных основным источником энергии является солнечный свет. Цианобактерии представляют собой оксигенные фототрофные бактерии, т. е. выделяют при фотосинтезе кислород. Пурпурные и зеленые бактерии, не выделяющие при фотосинтезе кислород, называются аноксигенными фототрофными бактериями. Хемотрофные бактерии используют энергию химических реакций неорганических (литотрофные) или органических веществ (органотрофные). Бактерии, способные получать энергию за счет окисления водорода, окиси углерода, серы, азота, железа, марганца называются хемолитотрофами. Многие организмы способны переходить от одного типа питания к другому. По отношению к температуре прокариоты условно делятся на мезофилов (20–40 ºС), термофилов (до 70 ºС) и психрофилов (ниже 20 ºС). Те бактерии, которые живут при температуре выше 70 ºС носят название гипертермофилов. Pyrodiction occultum растет при 105 ºС. Некоторые психрофилы могут расти при –10 ºС в микроскопических водных карманах на границе раздела между льдом и водой. По отношению к кислороду имеются облигатно аэробные бактерии, которые нуждаются для роста в молекулярном кислороде, факультативно анаэробные, предпочитающие расти в анаэробных условиях, но могут существовать и в присутствии О2 . Микроаэрофилы приспособлены к росту при низком содержании кислорода (0.1–0.55 %), а облигатные анаэробы растут при полном отсутствии кислорода. Большинство видов бактерий способно расти в широком диапазоне рН (с колебаниями до 4 ед.), но их быстрый рост наблюдается в более узком диапазоне (с колебаниями до 2 ед.). При этом значение рН цитоплазмы поддерживается на постоянном оптимальном уровне, который часто отличается от рН окружающей среды. Бактерии, для которых оптимальные значения рН близки к 7.0, составляют группу нейтрофилов. Виды, приспособленные к очень низким значениям рН, называют ацидофилами. Виды-алкалофилы растут в щелочных средах. Алкалофилы могут выживать при рН больше 10, но, как правило, оптимальный рост достигается при рН меньше 10. При определении ископаемых остатков бактерий основными критериями остаются их форма и размеры. Существует несколько распознаваемых морфологических форм клеток и их объединений: трихомы, как у цианобактерий, ветвящийся мицелий у актиномицет и нити у скользящих флексибактерий, одиночные кокки, палочки (прямые, изогнутые) и пластинки. Иногда у клеток бывают выросты, а при размножении они могут объединяться в нити или тетрады (табл. I–IV). При разделении ископаемых остатков прокариот и эвкариот одним из важных критериев является размер клеток, так как считается, что в ископаемом состоянии ядра не сохраняются. У прокариот размеры клеток колеблются от 0.5 мкм до 5 µm, хотя имеются бактерии с диаметром клеток 0.1–0.15 µm (нанобактерии), а наиболее крупные бактериальные организмы могут достигать первых сотен микрон, в отдельных случаях – нескольких миллиметров в диаметре. У эвкариот размеры клеток обычно превышают 5 µm, хотя тоже есть исключения. Среди микроорганизмов, которые относятся к эвкариотам, присутствуют микроскопические грибы, водоросли (в том числе акритархи), простейшие (табл. III, фиг. 3; табл. IV, фиг. 3, 4). Б.В. Тимофеев еще в 1982 г. описал акритархи из лопия (верхний архей, ~ 3.0 млрд. л.) Центральной Карелии и Среднего Приднепровья, отнесенные им к группе сфероморфид, т. е. к эвкариотным организмам, и нитчатые формы с диаметром до 15 µm и длиной, превышающей 80 µm (табл. V). Это, пожалуй, самые ранние находки фоссилизированных остатков эвкариот. Эвкариотные организмы были описаны М.Ю. Беловой и А.М. Ахмедовым из отложений с возрастом 2.2 млрд. л. (Белова, Ахмедов, 2006) Кольского п-ва и А.Ю. Розановым и М.М. Астафьевой (2008) из фосфоритов с возрастом 2 млрд. л. Печенги. Начиная с ганфлинтского времени раннего протерозоя (около 2 млрд. л.) имеются неоднократные упоминания о находках эвкариот (Schopf, ed., 1983; Knoll, 1994; Сергеев, 2002). Среди биоморфных структур, обнаруженных в метеоритах, были встречены формы с размером 1–2–5 µm и углеродистые образования, размеры которых доходят до 50 µm. Вполне вероятно, что последние являются остатками не прокариот, а эвкариот. Гликокаликс и биопленки. Вокруг клеток бактерий нередко в виде слизи выделяется внеклеточное полимерное вещество (EPS – extrapallial polymer substance) – гликокаликс (табл. I, фиг. 2). Выделение гликокаликса, с одной стороны, является естественным процессом жизнедеятельности бактерий, необходимым, например, для их движения. С другой стороны, слизь несет защитную функцию. Например, у цианобактерий слизь появляется вокруг клеток и нитей при подсыхании или при появлении в окружающей среде высоких концентраций каких-либо элементов. Ослизнение, наблюдающееся при разложении животных и растительных тканей, происходит благодаря развитию гетеротрофных бактерий. Возникновение биопленок (biofilms) связано с колонизацией микроорганизмами границ раздела фаз: жидкости и воздуха, жидкости и твердого тела, твердой поверхности и воздуха, двух несмешивающихся жидкостей. Биопленки являются результатом взаимодействия бактерий и продуктов их жизнедеятельности с субстратом и состоят из совокупности микробных клеток, воды и гликокаликса, который удерживает клетки вместе (табл. I, фиг. 3). Биопленки могут включать мелкие терригенные частицы и продукты эрозии субстрата. Гликокаликс в биопленках представляет собою слизистую бесструктурную массу, иногда с пространствами, заполненными водой. Нередко биопленки появляются и на временно покрываемых водой твердых субстратах, после высыхания они могут превращаться в тонкую плотную пленку. В природе биопленки распространены повсеместно. Они встречаются на дне морей, рек, озер, на суше, развиваются на поверхностях отдельных песчинок, галек, на обломках раковин, на скелетных остатках животных, обволакивают взвешенные в воде обломочные частицы. Будучи минерализованными, биопленки нередко сохраняются в ископаемом состоянии. Среди древних пород можно наблюдать и фоссилизированные участки гликокаликса.

P.S.
Рекомендую прочитать данную книгу дальше для заинтересовавшихся такой наукой как - астробиология.
(Издание размещено по ссылке указанной выше)
Ваш Валера
Валера
Статус: Бывалый
Статус: Бывалый
 
Сообщения: 469
Зарегистрирован: 10 мар 2011 16:36
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 4 раз.

Пред.

Вернуться в Разное + Беседка форумов

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1