Палеонтология

На юго-западе Китая палеонтологи откопали переходную фауну эдиакарского периода, где древние примитивные дисковидные организмы сохранились бок о бок с вторичноротыми — эволюционными родственниками современных позвоночных. Окаменелости доказывают, что сложные существа со сквозным кишечником, мышцами и ртом успешно развивались за миллионы лет до знаменитого «кембрийского взрыва». Находка стирает границу между двумя геологическими эрами, объясняя внезапное появление новых видов в палеонтологической летописи лишь изменением свойств морского дна.

Переход от эдиакария к кембрию (около 539 миллионов лет назад), называемый также кембрийским взрывом, считается главным переломом в истории жизни на Земле. До этого океан населяла эдиакарская биота — странные малоподвижные организмы, похожие на стеганые одеяла, диски или не похожие вообще ни на что. Эти существа не имеют родственников в современной многоклеточной фауне, и даже строение их тела лишено привычной симметрии. После кембрийского взрыва они вымерли, не оставив потомков.

В кембрии же появились животные со всеми современными планами строения и двусторонней симметрией (билатерии): членистоногие, хордовые и черви. Именно кембрийские формы жизни стали предками современных групп живых организмов. Ранее ученые изредка находили реликтовых эдиакарских существ в кембрийских слоях, но доказать, что сложные животные массово жили в глубоком эдиакарии, не удавалось из-за отсутствия подходящих окаменелостей.

Международная команда исследователей из Китая и Великобритании изучила биоту Цзянчуань в провинции Юньнань. Авторы исследования, опубликованного в журнале Science, собрали более 700 окаменелостей мягкотелых организмов в породах позднего эдиакария (формации Дэнъин). Уникальность локации заключается в типе сохранности. Обычно эдиакарская фауна отпечатывалась в виде грубых слепков на жестком песчаном дне, где сложные мягкотелые черви сгнивали без следа. В Цзянчуане животные попали в грязевой поток и сохранились в виде тончайших углеродистых пленок.

Ученые проанализировали образцы с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS). Это позволило картировать распределение углерода и разглядеть внутреннюю анатомию животных вплоть до строения пищеварительных трактов.

В одних и тех же слоях исследователи зафиксировали смешение двух миров. Рядом с классическими эдиакарскими формами (дисковидным Lobodiscus и полипом, родственным Haootia) ученые нашли 185 особей сложного двусторонне-симметричного червя. Животное намертво крепилось ко дну базальной присоской диаметром 15 миллиметров, а для питания выстреливало изо рта подвижный хобот-глотку. Длина этого органа достигала четырех сантиметров, что требовало развитой мышечной системы.

Ключевыми стали находки древнейших вторичноротых — суперклады, к которой относятся и позвоночные. Биологи описали останки кемброэрнид (родственников кембрийского Herpetogaster), у которых тело четко разделено на голову с щупальцами и туловище. Рядом исследователи обнаружили перфорированные трубки, принадлежавшие полухордовым червям-кишечнодышащим, и отпечаток желеобразного гребневика с сохранившимися рядами ресничек.

Результаты раскопок означают, что билатеральные животные со сложной анатомией сформировались еще в эдиакарии и успешно делили океан с древними дисковидными организмами. Авторы считают, что найти кембрийских животных в эдиакарии удалось просто из-за изменений осадконакопления: стало меньше бактериальных матов, зато стало больше глины и ила. Это означает, что отсутствие сложных животных в других эдиакарских слоях — это скорее проблема плохой сохранности, а не их физического отсутствия.