Мы переплетены с Землёй
Меня давно увлекают взаимосвязи между геологией и биологией. С детства я любила кристаллы, окаменелости и кости, и понимание того, как формируется Земля и как формируемся мы, как живые существа, — невероятно захватывающе.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos
Эти отношения действительно взаимны. Как объясняет Роберт М. Хейзен, Земля повлияла не только на эволюцию биологической жизни — жизнь, в свою очередь, повлияла на геологический облик самой Земли:
«...большинство из тысяч минералов Земли обязаны своим существованием развитию жизни на планете. Если вы считаете, что весь неживой мир — это сцена, на которой разыгрывается эволюционная драма жизни, подумайте ещё раз. Актёры перестроили свой театр по ходу пьесы». [1]
Именно поэтому я люблю геобиологию. Я чувствую глубокую укоренённость в этой планете, когда узнаю о том, как Земля создала нас, и как тела, в свою очередь, участвуют в земных процессах.
Эволюция костей
Кости — особенно яркое напоминание о нашей геобиологической взаимосвязи. Однако они появились далеко не сразу.
Около 1,5 миллиарда лет назад Земля переживала бурные движения тектонических плит. Это привело к выбросу в океаны большого количества минералов, включая карбонат кальция — ключевой компонент для формирования скелетных структур.
С помощью специфических генов, обеспечивающих выделение минералов, древние морские организмы начали использовать карбонат кальция и другие минералы для создания экзоскелетов — шипов и раковин. Изначально это был способ защититься от «нарастания» минералов, вызванного повышенным их содержанием в морской воде. Но вместе с внешней защитой пришла и возможность большего роста. Как объясняют Дарья Обрадович Вагнер и Пер Аспенберг:
«Появление минерализованных частей тела многими учёными считается одним из факторов, значительно ускоривших эволюцию животных». [2]
Однако прошло ещё очень много времени, прежде чем минералы стали откладываться внутри тела. И это было бы невозможно без минерала под названием апатит.
Апатит — это группа фосфатных минералов, играющих решающую роль в истории наших костей. Геологические формы апатита широко распространены в магматических, метаморфических и осадочных породах, а также в метеоритах и даже на Луне. Биологический апатит, в свою очередь, — один из основных компонентов скелетных структур, таких как кости и зубы.
В течение миллионов лет эволюции апатит стал частью наших скелетов — самой опоры нашей жизни — благодаря процессу, называемому биоминерализацией: это когда органические тела создают минералы.
Если бы не апатит, позвоночные (животные с внутренним скелетом) вообще не смогли бы эволюционировать. Всё потому, что без апатита кальций в наших костях был бы слишком мягким, чтобы выдерживать кислую среду тела при физической нагрузке, и со временем растворялся бы. [3]
Сохранение окаменелостей
Апатит также играет важнейшую роль в сохранении костей и зубов после смерти.
Так же, как зарождение жизни происходит из взаимодействия биологических и геологических процессов, процесс окаменения требует усилий с обеих сторон. Именно их взаимодействие превращает некогда живую кость в перекристаллизованную форму — окаменелость. [4]
Пока микроорганизмы разрушают органические компоненты костей, геологические процессы либо преобразуют их в осадочные породы, либо уплотняют до более твёрдого состояния.
Когда зубы и кости погребены в земле, фтор из окружающей почвы и осадков может включаться в исходную структуру апатита. [5] Со временем это создаёт фторапатит — форму апатита с преобладанием фтора, которая более устойчива и менее подвержена растворению. Не все кости и зубы проходят через этот процесс; на самом деле, большая часть костей никогда не становится окаменелостями. Однако те, что всё же окаменевают, могут сохраняться миллионы лет.
Как бы ни была увлекательна эта тема (по крайней мере, для меня!), доступной информации о роли апатита в образовании окаменелостей, к сожалению, немного. Как отмечают Аннализа Ферретти и соавторы:
«Несмотря на выдающийся биологический успех [апатита], кристаллография биоапатита и её возможные изменения […] в течение геологического времени […] остаются малоизученными». [6]
Но, возможно, именно эта загадочность только усиливает очарование…
Меня поражает сам факт, что мы ходим с древними минералами внутри себя — и что однажды наши кости вновь станут частью геологических форм после нашей смерти.
Это красиво, трогательно и напоминает, насколько мы действительно переплетены с Землёй.
В завершение: я упоминаю апатит в своём стихотворении «Алтарь того ночного места»:
раковина закручивает себя в спираль,
внутри звучит симфония!
Такая телесная оркестровка. Трель сухожилия,
долгий, бархатный ритм артерии. Слушай, как цокает
апатит — в костях, в Земле, на Луне…