Ученые совершили настоящий прорыв в палеонтологии, обнаружив следы древнейшей жизни там, где их раньше считали навсегда утраченными. Речь идет о крошечных существах, обитавших в океанах сотни миллионов лет назад. Долгое время исследователи сталкивались с серьезной проблемой: традиционные методы извлечения окаменелостей из камня попросту уничтожали самые хрупкие образцы. Однако применение современных технологий сканирования позволило заглянуть внутрь монолитной породы, не повреждая ее структуру. Этот успех открывает доступ к огромному архиву данных о том, как морские экосистемы реагировали на глобальные катастрофы прошлого, включая массовые вымирания, вызванные изменениями климата и нехваткой кислорода в воде.

 

Секреты черного сланца из бассейна Сычуань

Команда исследователей под руководством Джонатана Эйтчисона из Квинслендского университета в Австралии работала с образцами черного сланца. Этот камень был поднят в 2018 году со дна бассейна Сычуань в Китае, который в глубокой древности являлся частью океанического ложа. Возраст породы оценивается примерно в 445 миллионов лет. Главной целью ученых были радиолярии — микроскопические одноклеточные организмы, входящие в состав зоопланктона. Именно они служат для науки важнейшим индикатором состояния океанов в далеком прошлом.

Обычно для изучения таких находок палеонтологи используют кислоту, которая растворяет породу и оставляет твердые фрагменты скелетов. Но в случае с этим сланцем старый метод не работал. Кислота уничтожала деликатные остатки организмов, и ученые видели лишь пустую породу. Пришлось искать принципиально иной подход, который позволил бы увидеть невидимое.

 

Технологическое зрение против разрушительной химии

Для решения задачи палеонтологи применили микрокомпьютерную томографию на базе синхротрона. Этот мощный рентгеновский аппарат работает гораздо точнее обычного медицинского томографа. Ученые взяли крошечный образец камня, размером меньше рисового зернышка, и сделали тысячи снимков с высочайшим разрешением. На основе этих данных была построена детальная трехмерная модель содержимого внутренней части камня. Результаты оказались поразительными.

• Оригинальные скелеты радиолярий давно исчезли, растворившись за миллионы лет;
• Вместо них в породе остались полые отпечатки, сохранившие мельчайшие детали строения;
• Позже эти пустоты заполнились природным асфальтом (битумом) и минералами;
• Фактически ученые нашли природные отливки, подобные тем, что археологи делают в Помпеях.

 

Открытие неизвестного вида и новые данные о вымирании

В ходе исследования ученым удалось идентифицировать восемь различных видов радиолярий. Один из них оказался совершенно новым для науки — ранее его никогда не встречали в палеонтологической летописи. Эти существа жили в период, предшествовавший пику позднего ордовикского вымирания, одного из крупнейших в истории Земли. В то время океаны уже начали терять кислород, и изучение выживших видов помогает понять, как жизнь адаптировалась к суровым условиям.

Радиолярии могут в изобилии присутствовать в богатых органикой черных сланцах, оставаясь при этом невидимыми для традиционной микропалеонтологии.

Это наблюдение, опубликованное в журнале Royal Society Open Science, меняет правила игры. Поскольку черный сланец встречается по всему миру, это означает, что у ученых под ногами лежат целые библиотеки скрытой информации. Теперь палеонтологи могут восстановить цепочки событий, которые привели к гибели тысяч видов в прошлом.

 

Перспективы масштабных исследований океана

На текущем этапе работа велась лишь с одним небольшим фрагментом камня. Однако успех эксперимента подтвердил, что технология работает безупречно. Теперь исследователи планируют масштабировать свой метод. Они хотят сканировать целые керны — длинные цилиндрические столбики породы, извлекаемые при бурении. Это позволит увидеть динамику изменения жизни на протяжении миллионов лет в одном непрерывном разрезе.

1. Разработка протоколов для массового сканирования образцов из разных регионов мира;
2. Создание цифровых библиотек трехмерных моделей древнего планктона для обмена данными;
3. Уточнение моделей устойчивости экосистем к глобальному потеплению;
4. Поиск критических точек, после которых морская фауна начинает необратимо сокращаться.

Опыт изучения древних катастроф необходим не только ради чистого знания о прошлом. Он помогает современным биологам и климатологам прогнозировать будущее. Глядя на то, как организмы реагировали на дефицит кислорода 445 миллионов лет назад, мы можем лучше понять риски, с которыми сталкиваются современные океаны. Технологии позволяют извлекать уроки из камня, который раньше считали безмолвным. Каждая такая микроскопическая находка добавляет важный фрагмент в общую картину эволюции жизни на нашей планете.