Тайны эдиакарской биоты: самые необычные ископаемые
Одними из самых загадочных окаменелостей ученые считают штопорообразные трубки, восьмиконечные спирали и таинственное существо, которое на данный момент считается самым древним животным на Земле, размножающимся биологическим путем. Все они также входят в группу старейших сложных организмов планеты (находки датируются начиная с 571 миллиона лет назад), которые были обнаружены на всех континентах планеты, кроме Антарктиды. Их причудливые формы порой не поддаются классификации: некоторые из них попеременно описаны как медузы или черви, морские водоросли или грибы. Однако ученых на протяжении многих лет крайне интересовала загадка так называемой «эдиакарской биоты» — фауны ископаемых организмов, населявших Землю в эдиакарском периоде (т.е. 635−542 миллиона лет назад). Главный вопрос — как могли существа, состоящие в основном из мягких тканей, так хорошо сохраниться в плотной скальной породе? Не так давно у биологов появился ответ.
Исследования, проведенные в 2016 году, показали, что в древних океанах силикаты, составляющие основу кварца, осаждались из морской воды, погребая под собой и как бы консервируя мягкие ткани перед тем, как те подвергались естественному распаду. По словам Джеймса Чиффбауэра, палеонтолога из Университета Миссури в Колумбии, этот процесс оказался куда сложнее, чем полагали ученые. Большая часть окаменелостей, найденных к настоящему времени, представляет собой неорганические компоненты: зубы, кости, панцири и тому подобные. Вполне логично, что баланс находок в этом случае смещен в сторону животных, обладающих твердыми элементами в организме, которые способны очень долгое время сопротивляться распаду. Поэтому ученые задают вопрос, а насколько точно мы можем прочесть подлинную историю эволюционного развития, если в нашем распоряжении оказываются останки далеко не всех организмов?
До появления эдиакарской биоты (она была названа в честь холмов Эдиакара в южной части Австралии, где ученые впервые обнаружили соответствующие окаменелости) вся известная жизнь в древние периоды Земли была микроскопической. По мнению палеонтолога Лидии Тархан из Йельского университета, ведущего автора исследования, ученые полагают так лишь потому, что не смогли обнаружить более древние останки. Но было ли появление биоты вызвано просто течением эволюции или массовым экологическим триггером, приведшим к появлению сложных организмов? Чтобы выяснить это, исследователи предприняли ряд экспериментов, пытаясь воссоздать древний климат и наглядно увидеть, как именно происходила консервация останков.
Тархан и ее команда знали, что животные жили на мелководье и морском дне, где во время сильного шторма песок часто попадает на живые организмы. Ведущая теория заключалась в то, что зерна песка формировали вокруг трупов защитную оболочку, которая продолжала существовать и после того, как тело распалось. Для того, чтобы это произошло, песок должен был буквально сцементироваться вокруг тела, и произойти это должно было достаточно быстро. Палеонтологи знали, что вода в древних океанах содержала много растворенного кремнезема, отчасти потому, что его природные абсорбенты (губки, например) тогда еще не были так сильно распространены. Поэтому он и был идеальным кандидатом на роль «доисторического клея».
Чтобы проверить свою гипотезу, команда взяла окаменелые находки из Австралии и сделала такие тонкие срезы, что под микроскопом стали видны зерна древних соединений. Они «плавали» в чем-то, напоминающим «море цемента», при этом гранулы довольно далеко отстояли друг от друга. На проверку «морем» оказался диоксид кремния, который не был химически идентичен кремнезему, найденному в песчинках кварца. А стало быть, у него мог быть только один источник: морская вода.
По словам Тархан, так как подобное цементирование существовало задолго до и после Эдиакарского периода, появления и исчезновения биоты не могло быть просто случайностью, оно знаменовало собой рождении и исчезновение целой эволюционной группы.