» » Живые скалы Антарктиды

Живые скалы Антарктиды

Живые скалы Антарктиды

Эта фотография была сделана на Холмах Лассерманн в Восточной Антарктиде. Под розоватой поверхностью лейкогранита – магматической горной породы с высоким содержанием оксидов кремния и алюминия – мы видим желто-зеленый пушистый ковер, похожий на плесень с буханки старого хлеба. И правда, за яркий цвет камней на фото тоже ответственны микроорганизмы. В свободных ото льда антарктических озаисах можно встретить цианобактерии (рода Leptolyngbya и Chroococcidiopsis), микромицеты (например, дрожжеподобные грибы рода Aureobasidium, очень дальние родственники нашего сморчка из отдела аскомицеты), микроскопические зеленые водоросли, археи и даже протолишайники (симбиоз цианобактерий и грибов без выраженного слоевища).

Как живется всем этим организмам в антарктических оазисах? Сложно! Дело даже не в низкой температуре: в Антарктиде круглый год господствует антициклон, который обеспечивает ясную погоду, и летом скалы оазиса, хорошо поглощающие солнечный свет, могут прогреваться до +20–25°C (!). Они нагревают приземный слой воздуха примерно до +10°C, и днем в этих районах Антарктиды могут даже возникать кучевые облака (прямо как летом в средней полосе России).


Живые скалы Антарктиды

Кучевые облака над Антарктидой, сформировавшиеся в летний день из-за восходящих движений теплого воздуха, содержащего большое количество влаги. Это «облака хорошей погоды», дождь из них не пойдет. фото © Helen Glazer с сайта blog.helenglazer.com, Сухие долины Мак-Мердо, Антарктида, 2015 год


Оазис Холмы Лассерманн — вообще одно из самых теплых мест в Восточной Антарктиде: среднегодовая температура воздуха здесь –9,4°C. Это примерно соответствует среднегодовой температуре Икалуита — столицы самой северной канадской территории Нунавут, однако там могут расти кустарники (ива арктическая), а если постараться, то можно вырастить даже ель. Однако в оазисе Холмы Лассерманн о ели никакой речи не идет. В чем же дело?

За счет антициклонального характера погоды осадков в Антарктиде выпадает очень мало: в оазисе Холмы Лассерманн — около 250 мм в год, примерно как в Улан-Баторе, столице Монголии. А тот снег, который выпадает на нагретые скалы, быстро тает; из-за относительно высокой температуры скал и дующих с ледников со скоростью до 50 м/c сухих катабатических ветров (холодных ветров, дующих вниз по склону; от греч. ????????? ‘спуск’) влага быстро испаряется и не накапливается в оазисе. В результате воздух и почва остаются сухими. Именно недостаток влаги в сочетании с сильным ветром, а не низкие температуры, мешает многоклеточным растениям заселять эти места.

Несмотря на это приповерхностный слой скальных пород буквально кишит жизнью. Все микроорганизмы, живущие внутри таких скал, называются криптоэндолитными, то есть скрытыми внутри камня (от греч. ??????? ‘тайный, скрытый’, ????? ‘внутри’, ????? ‘камень’). Вместе с приповерхностной частью горной породы, в которой обитают организмы, они образуют эндолитную систему (см. картинку дня Микротоннели в гранате).

Как же такие организмы приспосабливаются к жизни в столь суровых условиях и почему они придают камню яркую окраску?

Почти все эндолитные организмы по способу питания относятся к автотрофам, то есть организмам, самостоятельно синтезирующим органические вещества из неорганических. Часть из них обладает способностью к фотосинтезу: это, например, цианобактерии и микроскопические зеленые водоросли, которые являются продуцентами — создают органическое вещество для других организмов внутри каменной экосистемы. Таким организмам особенно важно, чтобы горная порода, в которой они живут, была прозрачной или хотя бы полупрозрачной, то есть могла пропускать свет.

С этой задачей может справиться, например, кварц, который как раз и входит в состав лейкогранита, представленного на главном фото. Именно фотосинтезирующие организмы и «окрасили» лейкогранит в зеленый цвет. Другая часть микроорганизмов — хемотрофы — может получать необходимую для жизни энергию непосредственно из химических элементов, слагающих горную породу (водорода, серы). Можно встретить среди эндолитов и гетеротрофов, которым требуется получать готовые органические вещества из внешней среды, — это микроскопические грибы и некоторые бактерии.


Живые скалы Антарктиды

Эндолитные системы из цианобактерий в лейкограните в разном масштабе: а — 15 см, в — 10 мм (фото в профиль), д — 0,2 мм, ж — 200 мкм, и — 10 мкм. фото из статьи Н. С. Мергелов и др., 2016. Почвоподобные эндолитные и гиполитные системы: от макро- до субмикростроения, Восточная Антарктида


Воду эндолиты обычно добывают из микротрещин внутри камня, куда она попадает, стекая с тающих снежников, но могут также выделять ее из кристаллической решетки породы (например, из гипса). Так как вода и питательные вещества редки в местах обитания эндолитов, у них очень медленный обмен веществ. Некоторые исследователи полагают, что такие микроорганизмы в особо неблагоприятных условиях могут находиться в состоянии почти приостановленной жизни до ста миллиона лет, что позволяет назвать их одними из самых долгоживущих организмов на нашей планете. Конечно, такие экстремальные случаи — скорее исключение из правил, и в Антарктиде эндолиты живут гораздо меньше, но тем не менее медленный обмен веществ отлично помогает им выживать и там.

Еще одно преимущество внутрикаменного образа жизни — защита от суровой антарктической погоды и опасного ультрафиолетового излучения, которое в Антарктиде очень интенсивно за счет озоновых дыр. Эндолитам не страшны резкие перепады температур, которыми славятся антарктические оазисы, хорошо прогревающиеся днем за счет антициклонов и быстро отдающие тепло ночью, не страшны им и сильные ветра.

Эндолитные системы формируют почву прямо внутри камня. Конечно, такая почва не похожа на степной чернозем с полуметровым черным гумусовым горизонтом (см. картинку дня Его величество курский чернозем). Горизонты в эндолитной почве еле заметные, микроскопические. Тем не менее эндолитная система обладает всеми признаками почвы: есть слой горной породы, на который воздействуют внешние факторы неживой природы (материнская порода); в этом слое обитают живые организмы, образующие и разлагающие органическое вещество; под влиянием почвообразующих факторов живой и неживой природы происходит преобразование исходной породы, накапливаются и выносятся водой различные продукты этих преобразований, и получается так, что слои этой преобразованной горной породы становятся неоднородными по вертикали. Формируется почвенный микропрофиль.


Живые скалы Антарктиды

Эндолитная почва с элювиально-иллювиальной дифференциацией: есть горизонты, откуда вещество вымывается водой (по цвету они бледнее), и те, где оно накапливается (более яркие). Верхний микрогоризонт — «глазурь» (glaze) или «скальный загар» (varnish) — содержит много кремния, алюминия и железа. Ниже него расположен минеральный горизонт с легкорастворимыми солями (Вs), в котором, наряду с кремнием, много железа. Следом идет микрогоризонт, образованный микроскопическими грибами (A fungi), с очень большим содержанием углерода. Еще ниже — осветленный белый подзолистый микрогоризонт (E) — из него вымываются красящие вещества (железо и гумус), поэтому он теряет свой изначальный цвет и отбеливается. Под ним расположен красноватый иллювиально-гумусовый микрогоризонт с легкорастворимыми солями (Bhs), где откладываются вымытые из подзолистого горизонта железо и гумус. За ним — еще один органогенный микрогоризонт, образованный уже другой колонией микроорганизмов — цианобактериями (A cyano). И, наконец, начинается неизмененная скальная порода — богатый кремнием и алюминием гнейс (C rock). фото из статьи N. Mergelov et al., 2018. Alteration of rocks by endolithic organisms is one of the pathways for the beginning of soils on Earth, Холмы Тала (Thala Hills), Восточная Антарктида


Кстати, скорее всего именно эндолиты стоит благодарить за появление полноценных почв в принципе. Начиная с докембрия они готовили необходимый субстрат для выхода на сушу сосудистых растений (различных видов рода куксония) в ордовикском периоде палеозойской эры. А некоторые астробиологи полагают, что эндолитные системы есть и на Марсе. Это возможно в том случае, если там когда-либо существовала жизнь, но потом условия изменились и самые устойчивые микроорганизмы нашли убежище от марсианских бурь, морозов и губительной радиации внутри камня.

фото Андрея Долгих с сайта vk.com, Холмы Лассерманна, Восточная Антарктида.

Дарья Пискунова

21 апрель 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Многоликие подзолы

Перед вами три вроде бы совсем не похожих друг на друга...

Его величество курский чернозем

На этом почвенном разрезе вы видите курский чернозем — одну из самых плодородных почв мира. Рассказывают, что всемирно известный австрийский почвовед Вальтер Кубиена (Walter

Пигменты грибов-млечников

На фото — рыжик полукрасный (Lactarius semisanguifluus), оранжевый млечный сок которого местами позеленел...

Подзолы тайги — «соль на перце»

Перед вами подзол — песчаная почва, которую почвоведы любят называть «соль на перце» за характерные контрастные цвета: белый над бурым...
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Как работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?Самый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Насыпь в крепостьРечь и орудийная деятельность контролируются единым центром в базальных ядрахСпециализированные опылители способствуют сохранению редких растений