Палеонтологи из Университета Бристоля установили, что кишечные бактерии помогли ископаемым членистоногим превратиться в хорошо сохранившиеся окаменелости. По мнению ученых, симбионты играют решающую роль в процессе фоссилизации внутренних мягких тканей ископаемых животных, поскольку противостоят экзогенным микроорганизмам. Результаты работы опубликованы в .
Объектом исследования стали жаброногие рачки . Эти планктонные ракообразные почти совершенно прозрачны, что дает возможность напрямую наблюдать за изменениями их внутренних органов после смерти.
Биологи обнаружили, что после гибели организма, населяющие кишечник бактерии начинают бурно размножаться и в течение двух часов полностью заполняют пищевой тракт рачка. Биомасса микробов и продукты их жизнедеятельности разрывают его, после чего бактерии распространяются по всем остальным органам и тканям. В ряде случаев, если условия внешней среды этому способствуют, микробы образуют биопленку – протяженную по поверхности внутренних органов рачка колонию микроорганизмов. В биопленке клетки бактерий соединены друг с другом с помощью матрикса – специализированных белков, которые микроорганизмы выделяют во внешнюю среду.
Биопленка как бы «покрывает гипсом» внутренние органы членистоногих и сохраняется продолжительное время — даже после того, как сами они полностью разложатся. Ученые полагают, что именно эта бактериальная структура, повторяющая анатомию внутреннего строения рачков, и стала основой хорошо сохранившихся древних окаменелостей, на которых можно различить следы строения их органов и мягких тканей.
Кишечные бактерии вступают в противостояние с экзогенными, внешними организмами за погибшее животное. В определенных условиях микробы извне успевают разрушить мягкие ткани вне кишечника до того как популяция бактерий внутри него разрастется и выйдет наружу. Однако в условиях повышенной солености и низкого кислорода, например, в осадочных породах на дне соленых морей и озер, активность внешних микроорганизмов не столь интенсивна и эндогенные бактерии успевают создать с помощью биопленки каркас внутренних органов членистоногих.
Таким образом, бактерии, одновременно, можно рассматривать и главных врагов палеонтологов, которые беспощадно разрушают останки организмов, и как союзников, которые сохраняют их внутреннее строение. Результаты исследования хорошо согласуются с тем, что наиболее детально сохранившиеся организмы обычно имеют размер не более 2 миллиметров. Если животное не превышает этот размер, то эндогенные бактерии успевают сохранить его очертания в биопленке до того, как под воздействием внешних факторов он разложится и потеряет форму. Наконец, работа объясняет и то, почему находят так мало окаменелостей кораллов или медуз – необходимая для образования консервирующей биопленки масса кишечных бактерий есть только у животных, обладающих полноценным пищевым трактом.