В палеонтологии редко случаются открытия, которые не просто добавляют новую деталь к уже известной картине прошлого, а вынуждают ученых буквально переписывать целую главу истории Земли. Именно к таким находкам относится новое исследование международной группы ученых, изучивших микроокаменелости возрастом около 540 миллионов лет из Бразилии.
То, что еще недавно считалось древнейшими следами крошечных животных, оказалось совсем другим. По мнению исследователей, загадочные структуры, обнаруженные в породах эдиакарского периода, скорее всего принадлежат не примитивным беспозвоночным, а колониям бактерий и водорослей.
На первый взгляд это может показаться узкоспециализированным научным спором. Но на деле выводы работы затрагивают один из ключевых вопросов эволюции: когда именно на Земле появились первые сложные животные экосистемы.
Мир до «взрыва жизни»
Эдиакарский период — это своеобразная прелюдия к знаменитому кембрийскому взрыву. Он длился примерно от 635 до 539 миллионов лет назад и завершился резким скачком биологического разнообразия, когда океаны буквально заполнились сложными многоклеточными организмами.
Именно в кембрии появились многие основные группы животных, известные сегодня. Поэтому ученые уже десятилетиями пытаются понять: что происходило непосредственно перед этим эволюционным рывком?
Одним из главных аргументов в пользу раннего появления животных были микроскопические структуры в древних породах Бразилии. Их трактовали как следы движения так называемой мейофауны — мельчайших беспозвоночных длиной менее миллиметра, напоминающих червей или других примитивных донных существ.
Если бы эта гипотеза подтвердилась, история животных на Земле оказалась бы существенно древнее, чем считается сейчас.
Однако новое исследование поставило эту версию под сомнение.
Ошибка длиной в миллионы лет
Работа была посвящена породам геологической формации Таменго в бразильском штате Мату-Гросу-ду-Сул. Ученые повторно изучили уже известные образцы из района Корумбы, а также исследовали новый материал из Бониту и региона Серра-да-Бодокена.
Главный автор исследования Бруно Беккер-Кербер и его коллеги применили методы, которых у предыдущих исследователей попросту не было. Речь идет о высокоточной микро- и нанотомографии, позволяющей буквально заглянуть внутрь окаменелости без ее разрушения.
Для этого использовалась линия MOGNO ускорительного комплекса Sirius — одного из самых современных научных объектов Бразилии.
И результаты оказались неожиданными.
Вместо следов передвижения животных ученые обнаружили клеточные структуры, перегородки в клеточных стенках и даже остатки органического вещества. Все это гораздо лучше соответствует древним бактериям и водорослям, чем следам активности многоклеточных организмов.
«Это не следы животных, прошедших по морскому дну. Мы увидели структуры, характерные для микробных организмов», —
поясняет Беккер-Кербер.
Древний океан без животных?
Если выводы исследования подтвердятся окончательно, это будет означать, что в позднем эдиакарии сложная мейофауна еще не успела широко распространиться.
А значит, океаны того времени могли оставаться слишком суровой средой для многих форм животной жизни.
Главный подозреваемый — кислород.
Сегодня считается, что рост концентрации кислорода в атмосфере и океанах стал одной из главных причин кембрийского взрыва. Более насыщенная кислородом среда позволила организмам развивать сложные ткани, активное движение и высокий уровень обмена веществ.
Но если в породах возрастом 540 миллионов лет еще доминировали бактерии и водоросли, это может означать, что кислородная революция происходила медленнее, чем предполагалось.
Иными словами, мир накануне кембрия мог оставаться преимущественно микробным.
Бактерии размером с волос
Особый интерес исследователей вызвали находки пирита — минерала железа и серы, связанного с деятельностью сероокисляющих бактерий.
Такие микроорганизмы существуют и сегодня. Некоторые их виды достигают весьма необычных размеров.
«Среди сероокисляющих бактерий встречаются настоящие гиганты. Отдельные клетки могут быть шире человеческого волоса и видимы невооруженным глазом», —
отмечает Беккер-Кербер.
Ученые не смогли точно определить виды обнаруженных организмов — слишком мало сохранилось деталей. Однако они выделили сразу три размерные группы окаменелостей.
Это позволяет предположить, что в древнем мелководном море существовали целые микробные сообщества, включавшие:
- цианобактерии;
- сероокисляющие бактерии;
- зеленые и красные водоросли.
Таким образом, экосистемы позднего эдиакария могли быть гораздо более сложными на микробном уровне, чем считалось ранее.
Осколки Гондваны
Интересно и геологическое значение находки.
Породы формации Таменго образовались в мелководных морях на окраине древнего суперконтинента Гондвана. Позже он раскололся, дав начало Южной Америке, Африке, Антарктиде, Австралии и Индии.
Фактически ученые изучают остатки мира, существовавшего еще до формирования привычных континентов.
Причем та же исследовательская группа ранее сообщала о другой сенсационной находке из Мату-Гросу-ду-Сул — возможном древнейшем лишайнике на Земле.
Почему это открытие важно
Наука о ранней жизни строится буквально по крупицам. В распоряжении исследователей — редкие отпечатки, микроскопические структуры и химические следы, возраст которых превышает полмиллиарда лет.
Поэтому каждая новая технология может кардинально изменить интерпретацию старых находок.
История с бразильскими микроокаменелостями показывает именно это. То, что десятилетиями считалось доказательством ранних животных экосистем, после более тщательного анализа оказалось свидетельством процветания микробного мира.
Для эволюционной биологии это важный сигнал: путь к появлению сложной жизни, вероятно, был не столь стремительным и прямолинейным, как казалось ранее.
Возможно, непосредственно перед кембрийским взрывом Земля все еще принадлежала бактериям.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что археологи нашли в Египте папирус с фрагментом текста