Впервые изучены фосфатные микросферы из нижнеоксфордских чёрных сланцев
9 ноября 2026 г.
Исследователи изучили 46 шариков-микросфер из чёрных сланцев подзоны Ilovaiskii Московской и Костромской областей. Результаты опубликованы в журнале Facies.
Чёрные сланцы в основании верхнего оксфорда, приуроченные к аммонитовой подзоне Amoeboceras ilovaiskii, давно привлекают внимание палеонтологов очень хорошей сохранностью содержащихся в них окаменелостей. Там сохраняются не только раковины моллюсков или кости и зубы позвоночных, но и мягкие ткани животных, замещённые фосфатными минералами. Так, из окрестностей города Макарьева на реке Унже в Костромской области известны многочисленные находки ископаемых головоногих моллюсков – колеоидей и небольших рыб, аналогичные, хотя и значительно более редкие находки рыб известны из тех же слоев и на территории Московской области (в целом нижнеоксфордские черные сланцы распространены на площади более 300000 кв. км).
Интересна и содержащаяся в черных сланцах микрофауна. Это многочисленные раковинки бентосных и планктонных (Globuligerina) фораминифер, фрагменты небольших панцирей иглокожих, отолиты рыб и статолиты колеоидей. Однако среди этих микроскопических объектов, хорошо известных палеонтологам, встречаются крошечные фосфатные шарики, которые до недавнего времени ни разу не оказывались в фокусе палеонтологических исследований. Эти шарики светло-коричневого цвета имеют диаметр 0,23–0,30 мм, они почти идеально сферические, с гладкой и блестящей внешней поверхностью. Лишь у немногих экземпляров видны небольшие вмятины, напоминающие пластическую деформацию мягкого, эластичного материала. Некоторые микросферы имеют небольшие поры на поверхности.
Выяснить природу этих микросфер решили палеонтологи О. Винн из Университета Тарту (Эстония) и А. А. Мироненко из Геологического института РАН (Москва). С помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) было установлено, что микросферы состоят из карбонат-замещённого фторапатита (франколита). Снимки, сделанные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), показали, что шарики имеют тонкую (около 3 мкм) фосфатную внешнюю корку, в которой кристаллы франколита растут внутрь – к центру сферы. Это означает, что минерализация шла не путём аккреции (наращивания снаружи), а изнутри некой наружной поверхности. Такой поверхностью могла быть только гладкая внутренняя стенка органической оболочки, которая сама не сохранилась.
Внутри шариков были обнаружены многочисленные бактериеподобные структуры (1,3 × 2,5 мкм) и более крупные фосфатные агрегаты, по форме отдаленно напоминающие ягоды малины. Скорее всего, это остатки отдельных бактерий и бактериальных колоний, участвовавших в замещении исходной органики фосфатом кальция. В целом прекрасная сохранность мягких тканей ископаемых животных в черных сланцах нижнего оксфорда связана с бактериальной фосфатизацией на ранних стадиях диагенеза, происходившей в приповерхностных слоях осадка в условиях дефицита кислорода. Таким же был и механизм фосфатного замещения микросфер. Чем же были эти микросферы до фосфатизации?
Здесь авторы не смогли прийти к единому решению. Очень сходные форма и размеры микросфер, а также следы эластичной деформации на их поверхности говорят о том, что изначально это были какие-то органические сферы с оболочкой, достаточно прочной для того, чтобы какое-то время сопротивляться разложению, но при этом слегка эластичной. Под это определение может подходить икра или яйцевые капсулы самых разных живых организмов, однако у икринок рыб или двустворчатых моллюсков оболочка не столь прочная, а яйцевые капсулы гастропод обычно крупнее и отличаются по форме. Наиболее вероятным вариантом выглядят покоящиеся цисты мелких ракообразных, аналогичные цистам современных жаброногих рачков Artemia: гладкие, эластичные, способные к слабой деформации, с толстой защитной оболочкой. Размер цист современных артемий идеально совпадает с размерами юрских микросфер. Правда, из юрских отложений находки Artemia не известны, но аналогичный механизм защиты яиц мог конвергентно возникнуть и у других ракообразных.
Ещё одна версия, рассмотренная в статье – фосфатизированные фикомы (покоящиеся стадии) зелёных водорослей Tasmanites либо акритархи рода Leiosphaeridia. Органические оболочки этих палиноморф гладкие, без орнаментации, сходных размеров и формы. Однако, по мнению А. А. Мироненко, почти идеально круглая форма абсолютного большинства микросфер свидетельствует в пользу гипотезы о цистах ракообразных, оболочка которых с большей вероятностью могла сохранять свою форму в процессе фоссилизации, чем оболочка палиноморф.
Автор: А. А. Мироненко.
Источник: ГИН РАН.
Метки: ГИН РАН, палеонтология