Константин Башилов,
ученик 7 класса ГБОУ СОШ № 225 Адмиралтейского района г. Санкт-Петербурга, победитель X конкурса «Богатство недр моей страны»
Руководитель проекта: Хайтов Вадим Михайлович, кандидат биологических наук, заведующий Лабораторией экологии морского бентоса (гидробиологии) СанктПетербургского городского Дворца творчества юных.
Роющие ил организмы существовали в различное время жизни нашей планеты и представляли собой важную часть биоценоза. Появившись в нижнем кембрии, они существуют по нынешний день [1].
Илороющие организмы имеют важное значение для стратиграфии. Ил и сами организмы формировали отложения и литолого-фациальный профиль. По сформированным осадочным породам можно отследить периоды осадконакопления и перерывы в осадках, связанные с трансгрессией и регрессией моря, периоды массовых вымираний, изменение других условий существования.
В данной работе рассматриваются ихнофоссилии и сами илороющие организмы из нижнекембрийской фауны сиверской свиты из пос. Войскорово и пос. Никольское Тосненского района Ленинградской области (ЛО) и из ордовикской фауны, собранной автором на протяженности Балтийско-Ладожского глинта из пос. Вильповицы, пос. Путилово, г. Волхова Ленинградской области. Сравниваются ихнофоссилии геологических обнажений ордовикских и кембрийских отложений. Содержатся фотографии, полученные при увеличении с помощью микроскопа, и описание найденных образцов. Производится сравнение с остатками жизнедеятельности ныне живущих организмов из семейства Arenicolidae.
Для работы были предложены две гипотезы. Первая – сами замещающие породы нижнего кембрия, глины и алевролиты, не способствуют сохранению ихнофоссилий роющих ил организмов. Тогда как известняковые отложения ордовика, наоборот, сохраняют различные варианты фоссилий. Вторая гипотеза – малочисленность и небольшое разнообразие найденных образцов в нижнекембрийских отложениях обусловлена собственно их низкой численностью. Возможны оба варианта.
Задачи, которые необходимо было решить для проверки гипотез:
• ознакомиться с описанием животного мира кембрийского и ордовикского периодов;
• рассмотреть литературу по геологическому строению Ленинградской области;
• осуществить выезды на обнажения ордовикских и кембрийских отложений в приглинтовой полосе Ленинградской области;
• собрать образцы нижнекембрийской и ордовикской фауны;
• описать и отснять образцы, произвести сравнение с образцами палеонтолого-стратиграфического музея СПбГУ;
• произвести сравнение с современными илороющими организмами.
Геологическое строение Ленинградской области
![Рис. 1. Местоположение г. Санкт-Петербурга в кембрийский и ордовикский период [5]](/images/2022/392022/Nauka_s_det_licom/Bashilov/1.jpg)
Рис. 1. Местоположение г. Санкт-Петербурга в кембрийский и ордовикский период [5]
На рис. 1 можно видеть, где располагалась территория Ленинградской области в кембрийский и ордовикский периоды. Мелкое теплое море вблизи континента положительно влияло на развитие фауны и давало возможность накапливать осадочный материал.
Современная территория Ленинградской области находится в зоне контакта двух крупных структур Восточно-Европейской платформы – Балтийского кристаллического щита и Балтийской моноклизы, входящей в состав осадочного чехла Русской плиты.
Рис. 2. Геологическая структура Ленинградской области (hge.spbu.ru)
На Балтийском щите выходят на поверхность разнообразные магматические и метаморфические горные породы, образующие кристаллический фундамент платформы [13]. На геологической карте Ленинградской области (рис. 2) можно увидеть осадочный чехол, сложенный малоизмененными породами венда (розовый, красный), раннего палеозоя (синий, зеленый) и девона (желтый, коричневый). Эти отложения формировались в течение многих миллионов лет в обширных мелководных эпиконтинентальных морях, покрывавших значительные области Восточно-Европейской платформы. Развитие упомянутых морей началось около 600 млн лет назад, во второй половине вендского периода. Морские трансгрессии неоднократно сменялись регрессиями, в ходе которых рассматриваемая территория на большее или меньшее время превращалась в сушу. Свой нынешний вид территория области приобрела только 11,5-10 тысяч лет назад, после отступления материковых льдов Великого четвертичного оледенения.
Описание местонахождения пос. Войскорово
Поселок Войскорово находится на юго-востоке Ленинградской области в Тосненском районе. В соответствии с геологической картой Ленинградской области (рис. 2) можно определить, что отложения относятся к нижнему отделу кембрийской системы.
Рис. 3. Река Ижора и место обнажения кембрийских глин. Фото автора
Район поиска представлен берегом реки Ижора, которая обнажает кембрийские глины и алевролиты (рис. 3).
Рис. 4. Собранные образцы из пос. Войскорово. Фото автора
На рис. 4 представлены найденные автором образцы.
Рассмотрим образец 1.2 (рис. 5). Он представляет собой плитку длиной около 9 см, содержащую следы ползания Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка). Длина следов – примерно 6 см. Помимо них, в плитке содержатся следы Beltanelliformes (округлые скопления). В 2018 году палеонтологи из России и Австралии установили природу загадочных эдиакарских ископаемых Beltanelliformis, которых ранее относили к книдариям, губкам, водорослям, грибам, колониальным бактериям и даже небиологическим объектам. Оказалось, что в тонких органических пленках, покрывающих окаменелости, сохранились «молекулярные ископаемые» (биомаркеры), указывающие на цианобактериальную природу Beltanelliformis. Шарообразные колонии Beltanelliformis обитали на мелководье и были покрыты плотной оболочкой, возможно, защищавшей от эпизодического высыхания. По соседству с Beltanelliformis встречаются органические пленки с контрастно отличающимся набором биомаркеров. Скорее всего, это остатки эукариотических зеленых водорослей [9].
![Рис. 5. Образец 1.2. Ходы червей и Beltanelliformis [9]. Фото автора](/images/2022/392022/Nauka_s_det_licom/Bashilov/5.jpg)
Рис. 5. Образец 1.2. Ходы червей и Beltanelliformis [9]. Фото автора
Большинство образцов представляют собой плитки глины и алевролитов с одиночными ходами илороющих организмов различного размера. Размеры ходов указаны в таблице 1.
Таблица 1. Таблица размеров ихнофоссилий, найденных в пос. Войскорово
В представленных образцах ихнофоссилий достаточно мало развилок. В основном это прямые одиночные ходы. Ширина ходов не зависит от длины. Точную длину хода установить сложно в связи с тем, что образцы неполные, представляют собой кусок породы (ход продолжается в другом обломке). Данные находки относятся к типу Domichnia (следы обитания), но, возможно, и к Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка). В некоторых случаях тип четко угадывается, как с образцом 1.2. По найденным образцам можно сказать, что это было редкозаселенное сообщество, т. к. в основном ходы одиночные. Некоторые из образцов (образец 1.2) не являются ходами, а относятся к типу Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка).
Описание местонахождения пос. Никольское
Поселок Никольское находится на юго-востоке Ленинградской области в Тосненском районе. В соответствии с геологической картой Ленинградской области (рис. 2) можно определить, что отложения относятся к нижнему отделу кембрийской системы.
Общие фотографии найденных образцов 2.1, 2.2 и 2.3. представлены на рисунках 6 и 7.
Рис. 6. Образцы 2.3, 2.2, 2.1. Фото автора
Рис. 7. Образцы из Никольского. Фото автора
При первом рассмотрении образцы (ихнофоcсилии или сами организмы) отличаются от найденных в пос. Войскорово. Основные отличия в размере ихнофоссилий (они меньше) и количестве ихнофоссилий и фоссилий на одну и ту же площадь породы (оно больше).
В каждом образце множество небольших илороющих организмов. Их сохранность лучше, наблюдается замещение минералами. Далее рассмотрим некоторые образцы в отдельности.
Образец 2.1 (рис. 8) представлен одной плиткой длиной 14, 5 см с двумя большими остатками (отпечатками 2.1.1 и 2.1.2) и более 10 мелкими. Отпечаток 2.1.1 (или сама фоссилия): длина 17 мм, ширина 2 мм. Отпечаток 2.1.2 (или сама фоссилия): длина 23 мм, ширина 1-1,5 мм. Замещение коричневым минералом (возможно, пирит или оксиды железа).
Рис. 8. Образец 2.1 с остатками организмов 2.1.1 и 2.1.2. Фото автора
Образец 2.4 (рис. 9, 10) содержит отпечаток 2.4.1.2, возможно, Tommotia.
Рис. 9. Образец 2.4, три плитки. Фото автора
Рис. 10. Образец 2.4.1, возможно Tommotia. Фото автора
Этот отпечаток, длиной 5 мм и максимальной шириной порядка 5 мм (рис. 10), имеет форму воронки (рис. 11). Томмотия (Tommotia) – небольшое раковинное ископаемое из раннего кембрия. Первоначально была обнаружена только конусообразная раковина, и считалось, что она могла принадлежать раннему головоногому с щупальцами, подобными таковым у кальмара, и ногой как у улитки. Более поздние исследования показали, что конус не окаменелость целого животного, но раковина большого мягкотелого животного, которое внешне напоминало моллюска хитона или морскую мышь. Окаменелые раковины, отнесённые к роду Каманелла, могли являться всего лишь другим типом раковины одного и того же животного [Кембрий – начало. Мелкораковинная фауна (nestego.ru)].
Общая характеристика образцов, найденных в пос. Никольское
В целом, основная масса находок в пос. Никольское – это одиночные отпечатки самих организмов или очень маленьких ходов тип Domichnia. Их длина не превышает 2 см, чаще 0,5 мм. Размеры представлены в таблице 2. Многие ходы замещены различными минералами, возможно, такими как пирит или оксиды железа. Некоторые организмы замещены минералом с синим оттенком.
Таблица 2. Таблица размеров образцов ихнофосилий и/или фоссилий, найденных в пос. Никольское
Описание образцов ордовикского периода
Отложения ордовикского периода в Ленинградской области представлены известняками (рис. 12) и прослеживаются по всей протяженности Балтийско-Ладожского глинта. В них также есть следы илороющих организмов, представленные далее. Условно эти образования можно разделить на следующие типы.
Рис. 12. Известняковая стена в каньоне реки Лава, ЛО. Фото автора
Первый тип представлен крупными замещенными ходами в ширину 2-3 и более см. По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Domichnia (следы обитания). Количество ходов малочисленно, единично. Ходы объемные по внешней границе хода – так получается, если залить гипсом форму и расколоть. Ходы не переплетены между собой, но четко различимы и представляют некую «этажность» (расположение одного хода над другим). Они не имеют четкого начала или окончания, плита образца обломана (рис. 13, 14).
Рис. 13. Образец 3.1, ходы илороющих организмов. Фото автора
Рис. 14. Образец 3.2, ходы илороющих организмов. Фото автора
Второй тип представлен ходами 0,7-1,5 см в ширину, объемными, как и в первом типе. Ходы не переплетены между собой, не всегда четко различимы, также представляют некую «этажность». Иногда обрываются (начало хода, конец). По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Domichnia (следы обитания) и/или Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка). Рис. 15, 16.
Рис. 15. Образец 3.3, ходы илороющих организмов. Фото автора
Рис. 16. Образец 3.4, ходы илороющих организмов. Фото автора
Третий тип представлен ходами 0,5-0,7 см в ширину. Необъемные ходы, как бы разрезаны вдоль. Ходы переплетены между собой и хорошо различимы, без этажности (не проходят друг над другом). Иногда обрываются (начало хода, конец). По А. Зейлахеру это тип Domichnia (следы обитания) и/или Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка). Рис 17, 18.
Рис. 17. Образец 3.5, ходы илороющих организмов. Фото автора
Рис. 18. Образец 3.6, ходы илороющих организмов. Фото автора
Четвертый тип представлен ходами 0,2-0,7 см в ширину. Объемные. Ходы переплетены между собой, не всегда хорошо различимы, представляют густую сеть сплетений. Многоэтажность конструкции (ходы расположены друг над другом). По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Domichnia (следы обитания) и/или Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка). Не всегда четко различимы начало и конец (рис 19).
Рис. 19. Образец 3.7, ходы илороющих организмов. Фото автора
Пятый тип представлен объемными ходами длиной 1-2 см. Ходы переплетены между собой, всегда хорошо различимы, представляют густую сеть сплетений (образцы 3.8.1 и 3.8.3, рис. 20, 21, 23). Наблюдается многоэтажность конструкции (ходы расположены друг над другом). Не всегда четко различимы начало и конец. По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Тип Domichnia (следы обитания).
Рис. 20. Образец 3.8, ходы илороющих организмов. Фото автора
Шестой тип (образец 3.8.2, рис. 20, 22, 23) представлен в этой же плите ходами 12-13 см в длину, шириной 0,5 см. Ходы, или скорее следы ползания, необъемные, без «этажности», с развилками, хорошо различимы. Имеют окончание и начало (возможно, уходят в глубь породы). По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка).
Рис. 21. Образец 3.8.1, ходы илороющих организмов. Фото автора
Рис. 22. Образец 3.8.2, ходы илороющих организмов. Фото автора
Рис. 23. Образец 3.8.2 и 3.8.3, ходы илороющих организмов. Фото автора
Общие характеристики ихнофоссилий, представленных следами роющих ил организмов из ордовика, найденных в пос. Путилово
Конструкции, построенные роющими ил организмами в ордовике, отличаются от кембрийских большим разнообразием, как по длине ходов и многоэтажности, так и по размеру. Общие характеристики представлены в таблице 3.
Таблица 3 Характеристики образцов ихнофоссилий, найденных в пос. Путилово
На рис. 24 представлен образец 3.9 из пос. Войбаколо, в котором сохранился ход роющего ил организма, замещенный кальцитом или, возможно, сам организм. Размер около 10 см. Диаметр хода порядка 1 см. По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Domichnia (следы обитания).
Рис. 24. Образец – замещенный кальцитом ход илороющего организма. Фото автора
Образец из Волхова (рис. 25) классифицирован как третий тип из Путилово. Представлен ходами 0,5-0,7 см в ширину. Ходы необъемные, как бы разрезаны вдоль, переплетены между собой и хорошо различимы, без этажности (не проходят один на другом). Иногда обрываются (начало хода, конец). По А. Зейлахеру (Seilacher, 1964) это тип Domichnia (следы обитания) и/или Pascichnia (следы пастьбы на поверхности осадка).
Рис. 25. Образец с реки Волхов – след илороющего организма. Фото автора
В ордовикской фауне я встретил большое разнообразие ходов роющих ил организмов и следы ползания по поверхности и поедания (пастьбы). Разнообразие как по количеству (по несколько десятков в одном образце), так и по размерам (от 0,2 см до 3 см в ширину). Также в отложениях ордовикского периода представлен весь биоценоз (трилобиты, мшанки, граптолиты, иглокожие, головоногие, брюхоногие, плеченогие и другие животные).
Сравнение с современными организмами.
Сравним найденные ихнофоссилии со следами жизнедеятельности современного организма – морского пескожила из семейства Arenicolidae. Это крупные многощетинковые черви длиной до 20 см, обитающие в U-образных норках, которые роют в илисто-песчаном грунте. Питаются, пропуская через кишечник донный осадок. Пескожилы населяют приливно-отливную зону и верхнюю сублитораль морей Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана, где образуют плотные поселения на обширных территориях – «пескожильные пляжи» [2] (рис. 26) и оставляют специфические ходы в иле (рис. 27).
Рис. 26. Многощетинковый червь семейства Arenicolidae (pourlascience.fr)
Рис. 27. Следы многощетинкового червя семейства Arenicolidae (givotniymir.ru)
Оставленные следы очень похожи на образцы пятого типа 3.8.2 и 3.8.1 (рис. 20-23).
Выводы. В целом, данные местонахождения уже многократно изучены, найденные образцы соответствуют описаниям и выходам пород. Но именно роющим ил организмам уделяется мало внимания. Обнажения в пос. Войскорово и пос. Никольское содержат образцы нижнекембрийской фауны, представленные малочисленными ходами и организмами в Войскорово и большей их численностью в Никольском. Сами представители небольшие (не превышают 4-6 мм в ширину). Отпечатков других представителей фауны нами не обнаружено. Биотурбация низкая, что соответствует нижнекембрийскому периоду. У представителей ордовикской фауны, собранных в основном в пос. Путилово, имеется богатое разнообразие как следов роющих ил организмов, так и самих животных (трилобитов, мшанок, иглокожих, брахиопод, гастропод и других животных).
Таким образом, можно подтвердить обе гипотезы, выдвинутые в начале.
Сравнение с современным организмом, морским пескожилом из семейства Arenicolidae, говорит о том, что, скорее всего, образ жизни некоторых древних морских илороющих организмов совпадал с образом жизни современных. Они так же просеивали через себя песок и ил, оставляя похожие следы своей жизнедеятельности.
Список литературы
1. Диссертация на соискание ученой степени «Морфология и биология планктонной полихеты Pelagobia cf. longicirrata Greeff, 1879 (Annelida, Lopadorrhynchidae), Исайчев А.Н. , Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова , Москва, 2014.
2. Палеоихнология – введение в изучение ископаемых следов жизнедеятельности, Р Микулаш, А. Дронов, Геологический институт Академии наук Чешской Республики, Прага, 2006.
3. Популярная палеогеография, Н.А. Ясаманов, Москва, «Недра», 1985, с сильными сокращениями Paleontologylib.ru, Untitled Document (amgpgu.ru).
4. Статья «Все тайны кембрийского взрыва», А. Журавлев, https://paleonews. live/exclousive/1395-cambrian-explosion-zhuravliov.
5. Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения: 20.06.2021).
6. Интернет ресурс https://dinosaurpictures.org/ancient-earth#750 [Электронный ресурс]. URL: https://dinosaurpictures.org/ancient-earth#750/ (дата обращения: 15.09.2021).
7. Интернет ресурс [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Палеозой (дата обращения: 10.09.2021).
8. Палеонтологический портал ammonit.ru [Электронный ресурс]. URL: https:// ammonit.ru / (дата обращения: 20.10.2021).
9. Интернет ресурс URL: https://studopedia.su/15_177301_siluriyskie-popitkivihodana-sushu-rasteniy-i-zhivotnih.html (дата обращения: 10.09.2020).
10. Статья «Загадочные эдиакарские организмы Beltanelliformis оказались колониями цианобактерий», Александр Марков, Новости науки на «Элементах», Микробиология, Наука в России, Эволюция, Систематика (elementy.ru) (дата обращения: 10.11.2021).
11. Палеонтологический портал fossiilid.info [Электронный ресурс]. URL: https://fossiilid.info/ (дата обращения: 20.03.2021).
12. Палеонтологический портал https://paleobiodb.org/navigator/ [Электронный ресурс]. URL: https://paleobiodb.org/navigator/ (дата обращения: 24.06.2021).
13. «Что произошло 600 млн лет назад», Розанов А.Ю., стр. 11, https://vse-knigi. org/bookread-261519/page-11 (дата обращения: 14.02.2021).
14. «Геология окрестностей Санкт-Петербурга», Палеонтолого-стратиграфический музей, кафедры динамической и исторической геологии. Санкт-Петербургского государственного университета. [Электронный ресурс]. URL http://paleostratmuseum.ru/stud_coll_balt_geol_edu_1.html (дата обращения: 07.02.2021).
15. Ихнофоссилии: окаменевшие следы, К. Власов, [Электронный ресурс]. URL https://elementy.rukartinka_dnya/1221/Ikhnofossilii_okamenevshie_sledy (дата обращения: 15.02.2021).
