Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
1981), их можно считать широко распространенным потенциальным источником магнетита в осадках.
Магнетит, подобно бактериям, также встречается в самых различных обстановках осадконакопления. Он известен как основной носитель остаточной намагниченности в современных озерных осадках Шотландии (Thompson, Morton, 1979), Северной Ирландии (Thompson et al., 1979), Англии (MacKereth, 1971; Thompson, 1973) и Финляндии (Stober, Thompson, 1979), а также был обнаружен в осадках Атлантического, Тихого, Индийского океанов (Lovlie et al., 1971) и Черного моря (Сгеег, 1974).
Многими исследованиями установлено, какими путями может попадать в осадок неорганический магнетит: 1) в результате эрозии местных материнских пород и почвы (Thompson, Morton, 1979), 2) в составе космических сферул или частиц промышленного происхождения (Oldfield et al., 1977; Doyle et al., 1976) и 3) в результате аутигенного осаждения из раствора (MacKereth, 1971). В то же время возможные
1 Anne Demitrack, Department of Geology, Stanford University, Stanford, California 94305
органические источники магнетита плохо изучены. И хотя Ловенстам еще в 1962 г. впервые описал биогенный магнетит в зубцах хитона, до тех пор пока не был обнаружен такой его продуцент, как бактерии, считалось, что вклад биогенного магнетита в остаточную намагниченность осадков не может быть значительным.
Ранее опубликованные данные, пересмотренные в свете представлений о возможном бактериальном источнике магнетита, позволяют высказать предположение о значительном вкладе биогенного магнетита в намагниченность некоторых осадков. Так, например, отмечено (MacKereth, 1971) наличие корреляции между повышенной интенсивностью остаточной намагниченности и повышенной концентрацией органического вещества в кернах из озера Уиндермир в Великобритании. Предполагается, что эпизоды повышенной бактериальной активности могли привести к увеличению количества аутигенного магнетита, осажденного из раствора. Другими словами, существование этой связи может указывать на присутствие в воде магнитных бактерий в период ее цветения, что, естественно, должно было найти отражение в увеличении количества биогенного магнетита. Стобер и Томпсон (Stober, Thompson, 1979) отмечали, что в осадках финского озера наблюдалась большая концентрация магнетита, чем в породах области-источника сноса. Кроме того, по сравнению с другими магнитными фазами магнетит характеризовался более высокой концентрацией. Авторы интерпретировали это как результат предпочтительного осаждения магнетита в процессе переноса вследствие его высокой плотности. С другой стороны, такая концентрация может отражать наличие дополнительного источника магнитности-магнетита биогенного происхождения. Киршвинк (Kirschvink, 1982) пересмотрел опубликованные данные по кернам миоценовых морских глин западной части острова Крит. Анализ этих данных позволил установить наличие корреляции между интервалами инверсий и уменьшением количества магнитного материала. Сами авторы не могли объяснить отмеченную корреляцию, а Киршвинк предположил, что она отражает снижение вклада бактериального магнетита вследствие уменьшения интенсивности геомагнитного поля во время инверсии. Чтобы не потерять способность ориентироваться в слабом магнитном поле, бактерии вынуждены были образовывать больше магнитосом, что в конце концов становилось невыгодным для организма. Следовательно, такого рода естественный отбор должен был привести к уменьшению количества магнитного материала в осадке.
Нами было проведено изучение остаточной намагниченности осадков прибрежного марша Ил-Марш в окрестностях Вудс-Хола, шт. Массачусетс, с точки зрения ее возможной биогенной природы. Болото Ил-Марш представляет собой одну из первых обстановок, где Блейкмор (личное сообщение) обнаружил магнитных бактерий. Предполагается, что в данных условиях тонкозернистый магнетит не окисляется, поэтому Ил-Марш оказался подходящим объектом для изучения остаточной намагниченности бактериального происхождения.
2. Бактериальный магнетит
Магниточувствительные бактерии впервые были описаны Блейкмором (Blakemore, 1975), который наблюдал их миграцию к северу в поле зрения микроскопа. Эти организмы приобрели специфическую способность к передвижению во внешнем геомагнитном поле с помощью цепочки электроноплотных магнитных частиц, так называемых магни-тосом, которые содержатся в цитоплазме (Frankel et al., 1979; Balkwill et al., 1980). Первоначально полагали, что бактерии используют маг-нитотаксис для поиска менее окисленной среды, но обнаружение их на экваторе означало, что они используют эту способность для более эффективного и направленного передвижения (Frankel et al., 1981).
Toy и Мёнх (Towe, Moench, 1981) установили, что все наблюдаемые ими частицы бактериального магнетита являлись однодоменными и характеризовались размером порядка 0,1 мкм. В случае попадания их в осадок они должны были бы придать ему детритовую остаточную намагниченность, стабильную в течение геологического времени. Наблюдения Киршвинка (Kirschvink, 1982) показали, что ориентация в магнитном поле организмов, содержащих суперпарамагнитные или многодоменные гранулы, была бы невозможна, и если бактерии в самом деле для ориентировки используют магнитосомы, то последние в результате естественного отбора должны были приобрести однодоменный размер. Вопрос заключается в том, содержатся ли эти бактерии в осадках и сохраняются ли в процессе литификации.
