An experiment on the revival of communities of archaea and miocene bacteria from Heraclites
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Abstract
The article presents the results of experimental work on the revitalization of prokaryotic communities from Miocene carbonate formations called heraclites. Experiments have shown that the formation of organic and carbonate substances occurs due to the processing of methane by the community of bacteria and archaea. Changes in temperature and pH during methane pumping indicate biochemical processes in solution. The formation of bacterial carbonate material occurs in the acidic medium of the solution with a pH from 5.750 to 6.674. Bacterial film protects carbonate neoplasms from dissolution. The variety of forms of bacterial carbonate, which have an external similarity with the morphology of modern carbonate structures of the seas and oceans, heraclites and Oxford methanolites, is surprising. The high growth rates of bacterial carbonate in experiments, cast doubt on the millennial age of modern carbonate structures at the bottom of the seas and oceans. The color form and zonality of the Miocene bacterial overgrowing is similar in appearance to the modern one in the Black Sea, which confirms the hypothesis of their minor evolutionary changes. It is advisable to continue at a higher analytical level experimental work on the study of microbial communities from Miocene heraclites.
Authors
References
Анисимов А.Ю., Анисимова С.А., Титоренко Т.Н. Палеонтология докембрия. Фитолиты (строматолиты и микрофитолиты). – Иркутск: Иркутский университет, 2012. – 118с.
Базаров И.П. Термодинамика. – М.: Высшая школа, 1991. – 376 с.
Вернадский В.И. Биосфера. – М.: Наука, 1967. – 376 с.
Вологдин А.Г. Геологическая деятельность микроорганизмов // Изв. АН СССР. Сер. геол. – 1947. – № 3. – С. 19–36.
Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. – М.: ГЕОС, 2001. – 500 с.
Герасименко Л.М., Гончарова И.В., Жегалло Е.А., Заварзин Г.А., Зайцева Л.В., Орлеанский В.К., Розанов А.Ю., Ушатинская Г.Т. Процесс минерализации (фосфатизации) нитчатых цианобактерий // Литология и полезн. ископаемые. – 1996. – № 2. – C. 208–214.
Геворкьян В.Х., Бураков В.И., Исагулова Ю.К. Газовыделяющие постройки на дне северо-западной части Черного моря // Докл. АН УССР. – 1991. – №4. – С. 80–85.
Жмур С.И., Горленко В.М., Герасименко Л.М. Сравнительная морфология современных и древних земных бактериальных организмов и микрофоссилий из углеродистых метеоритов // Микробиология. – 1999. – Т. 68. – № 6. – С. 838–844.
Журавлева З.А. Онколиты и катаграфии рифея и нижнего кембрия Сибири и их стратиграфическое значение. – М.: Наука, 1964. – 75 с.
Заварзин Г.А. Микробный геохимический цикл кальция // Микробиология. – 2002. – Т. 71. – № 1. – С. 5–22.
Зайцева Л.В., Орлеанский В.К., Алексеев А.О., Ушатинская Г.Т., Герасименко Л.М. Трансформация карбонатных минералов в цианобактериальном мате при лабораторном модулировании // Микробиология. – 2007. – Т.76. – № 3. – С. 390–404.
Земская Т.И., Шубенкова О.В., Максименко С.Ю. и др. Структура желеобразных матов в районе приповерхностного залегания газогидратов структуры СанктПетербург (Средний Байкал) // Геология морей и океанов: Материалы 19 Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. – 2011. – Т.2. – С. 42–43.
Иванов М.В., Поликарпов Г.Г., Лейн А.Ю. и др. Биохимия цикла углерода в районе метановых выделений Черного моря // Докл. АН СССР. – 1991. – Т. 320, №5. – С. 1235–1240.
Исаченко Б.Л. О биогенном образовании карбоната кальция // Микробиология. – 1948. – Т. 17. – С. 118–125.
Крылов А.А, Хлыстов О.М., Земская Т.И., Минами Х. и др. Формирование аутигенных карбонатов в грязевых вулканах озера Байкал // Геохимия. – 2008. – № 10. – С. 1051–1062.
Кузнецов В.Г. Литология микробиолитов // Вестник РАН. – 2015. – Т. 85. – № 12. – С. 1092–1102.
Леин А.Ю., Логвиненко Н.В. Сулержинский Л.Д. и др. Об источнике углерода и возрасте диагенетических карбонатных конкреций Калифорнийского залива // Литология и полезные ископаемые. – 1975. – №1. – С. 23–35.
Леин А.Ю. Потоки метана из холодных метановых сипов Черного и Норвежского морей: количественные оценки // Геохимия. – 2005. – №4. – С. 138–159.
Леонова Л.В., Кузьмина Л.Ю., Рябова А.С., Симакова Ю.С., Главатских С.П., Червяцова О.Я. Современные конкреции: Минералогические исследования и экспериментальный подход. Эксперименты по осаждению карбонатов с помощью бактериальных сообществ. Част 2. // Вестник Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. – 2015. – № 10 (250). – С. 45–51.
Лукин А.Е., Лысенко В.И., Лысенко Н.И., Наумко И.В. О происхождении гераклитов // Геолог Украины. – 2006. – №3. – С. 23–39.
Лысенко В.И., Шик Н.В. Современные процессы образования карбонатов, связанных с углеводородной дегазацией в бухте Ласпи (Южный берег Крыма) // Пространство и Время. – 2013. – № 2 (12). – С. 151–158.
Лысенко В.И. Перспективы поиска месторождений нефти и газа в Юго-западном Крыму по результатам изучения палеодегазации неогена и геологии региона // Пространство и Время. – 2014. – №2(16). – С. 234–243.
Лысенко В.И., Цельмович В.А. Результаты изучения минералогии материала бактериальных карбонатных палеопостроек миоцена из зон глубинной палеодегазации (Юго-западный Крым) [Электронный ресурс] // Элек-тронное научное издание Альманах Пространство и Время. – 2017. – Т. 14. – Вып. 1: Крымоведение: пространство и время Крыма. – Стационарный сетевой адрес: 22279490e-aprovr_e-ast14-1.2017.11.
Саввичев А.С., Захарова Е.Е., Веслополова Е.Ф. и др. Микробные процессы циклов углерода и серы в Карском море // Океанология. – 2011. – Т. 50. – № 6. – С. 942–957. 25. Розанов А.Ю. Ископаемые бактерии, седиментогенез и ранние стадии эволюции биосферы // Палеонтол. журн. – 2003. – № 6. – С. 41–49.
Розанов А.Ю., Заварзин Г.А. Бактериальная палеонтология // Вестн. РАН. 1997. – Т.67. – № 3. – С. 35–39.
Тимофеев Б.В. Микрофитофоссилии раннего докембрия. – Л.: Наука. 1982. – 128 с.
Хорн. Р. Морская химия (структура воды и химия гидросферы). – М.: Мир, 1972. – 400 с.
Шнюков Е. Ф., Соболевский Ю.В., Кутний В.А. Необычные карбонатные постройкивероятное следствие дегазации недр // Литология и полезные ископаемые Мирового океана. – 1995. – № 5. – С. 451–461.
Шнюков Е. Ф., Кутний В.А., Маслаков Н.А. Шнюкова Е. Е. К минералогии карбонатных образований газовых источников Черного моря // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. – 2006. – № 2. – С. 69–81.
Aharon P. Microbial processes and products fueled by Hydrocarbons at submarine seeps // Microbial sediments. Riding R.E. and Awramic S.M. (Eds). – Berlin Heidelberg: SpringerVerlag, 2000. – P. 270–281.
Allwood A.C., Walter M.R., Kamber B.S., Marshall C.P., Burch I.W. Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia // Nature. – 2006. – V. 441. – P. 714–717.
Aloisi G., Pierre C., Rouchy J.-M. et al. Methane related authigenic carbonates of eastern Mediteranian Sea mud volcanoes and their possible relation to gas hydrate destabilization // Earth and Planet. Science Letters. – 2000. – V. 184. – P. 321–328.
Brooks J.M., Kennicutt M.C., Fry R.R., McDonald T.J. Thermogenic Gas Hydrates in the golf of Mexico // Science. – 1984. – V. 225. – P. 409–411.
Burne R.V., Moore L.S. Mikrobiolites: Organosedimentary Deposits of Bentic Microbial Communities // Palaios. – 1987. – № 3. – рр. 241–254.
Fuex A.N. The use of stable carbon isotopes in hydrocarbon exploration // J. Geochim. Explor. – 1977. – V. 7. – P. 155–198.
Hathaway J.C., Degens E.I. Methane derived marine carbonate of pleistocene age // Science. – 1968. – V. 165. – P. 690–692.
Kodina L.A., Tokarev V.G., Vlasova L.N., Pribylova T.N. Carbonate minerals ikaite and glendoniteand carbonate nodules in Holocene Kara Sea sediments: geological and isotopic evidence // Rep. Pol. Mar. Res. – 2001. – V. 393. – P. 189–196.
Mazzini A., Ivanov M.R., Pamell J. et all. Methane-related authigenic carbonates from the Black Sea // Mar. Geol. – 2004. – V. 212. – P. 153-181.
Matsumoto R. Vuggy Carbonate Crust Formed by Hydrocarbon Seepage on the Continental Shelf of Baffin Island Norteast Canada // Geochem.J. – 1990. – V.24. – P. 143– 158.
Medvedev P.V., Makarikhin V.V. Early Precambrian stromatolite assembladges of the Baltic Shield // Geobiology of Stromatolites. Intern. Kalkowsky-Symposium Gottingen, October 4-11, 2008. Abstract Volume. – Gottingen: Universitatsverlag Gottingen. 2008. – P. 99–100.
Novikova S.A., Shnyukov Y.F, Sokol E.V., Kozmenko O.A., Semenova D.V., Kutny V.A. A methane-derived carbonate build-up at a cold seep on the Crimean slope, north-western Black Sea. Marine Geology. – 2015. – № 363. – pp. 160–173.
Schubert C.J., Nürnberg D., Scheele N. et al. 13C isotope depletion in ikaite crystals: evidence for methane release from the Siberian shelves? // Geo-Marine Letters. – 1997. – V. 17. – P. 169–174.
Sibuet M., Olu K. Biogeography, biodiversity and fluid dependence of deep-sea cold seep communities at active and passive margins // Deep-Sea Research. – 1998. – V. 45. – P. 517–567.
Suess E., Carson B., Ritger S.D. et al. Biological communities at vent sites along the subduction zone off Oregon // Bulletin of the biological Society of Washington. – 1985. – V. 6. – P. 475–484.
Taldenkova E., Bauch H.A., Stepanova A. et al. Postglacial to Holocene history of the Laptev Sea shelf as reflected in molluskan, ostracodal, and foraminiferal faunes // Global and Planetary Change. – 2005. – № 4. – P. 223–251.
Tianfu X., Kegi B., Hailong T., Yuging C. Laboratolry experiment and numerical simulation on authigenic mineral formation induced by seabed methane seeps // Marine and Petroleum Geol. – 2017. – Vol. 88. – P. 950-960.
Von Rad U., Rosch H., Berner H. et al. Authigenic carbonates derived from oxidizes methane vented from the Makran accretionary prism of Pakistan // Mar. Geol. – 1996. – V 136. – P. 55–77.
Wei Li, Li-Ping Liu, Peng-Peng Zhou, Long Cao, Long-Jiang Yu, and ShiYun Jiang. Calcite precipitation induced by bacteria and bacterially produced carbonic anhydrase. Research Articles Current Science. – 2011. – V. 100. – № 4. – pp. 502–508.