Неожиданные находки ископаемых отодвигают назад эволюцию сложных животных

Фото из открытых источников

Огромная и прекрасно сохранившаяся коллекция ископаемых, обнаруженная в Китае, ставит под сомнение идею о том, что сложная жизнь процветала во время стремительного эволюционного взрыва, известного как кембрийский период. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science.

Считается, что именно в это время, примерно от 541 до 513 миллионов лет назад, впервые появились большинство современных групп животных, а также множество причудливых эволюционных экспериментов, которые впоследствии вымерли.

В предшествующий период, известный как эдиакарский, считалось, что жизнь была гораздо менее сложной. Но это противоречит новым находкам ископаемых в провинции Юньнань, известным как биота Цзянчуань, которые включают более 700 ископаемых, датируемых периодом от 554 до 537 миллионов лет назад.

«Открытие показывает, что сообщества животных кембрийского типа не появились внезапно, а уже к концу эдиакарского периода имели четкие основы и переходные формы», — говорит Гаоронг Ли из Юньнаньского университета в Куньмине, Китай, возглавлявший группу исследователей, сделавших это открытие.

Росс Андерсон из Оксфордского университета, еще один член команды, говорит, что удивительная сложность ископаемых породила вопросы о том, был ли кембрийский взрыв скорее постепенным процессом.

Вместо этого исследователи обнаружили целый ряд существ, известных как билатеральные животные — животные с двусторонней симметрией, — которых ранее было найдено лишь несколько примеров из эдиакарского периода. Среди них два новых вида дейтеростомов — крупной группы, включающей позвоночных, — что указывает на то, что эта группа уже была разнообразна в эдиакарский период.

Некоторые из ископаемых были идентифицированы как кембрийские руниды, группа с закрученными телами и нитевидными щупальцами, существование которых до кембрия было неизвестно. Также были найдены окаменелости, похожие на кембрийский организм Margaretia, напоминающие трубку с отверстиями в стенках, «что в целом создает впечатление животного, живущего внутри вентиляционной трубы», — говорит Ли.

Он отмечает, что наиболее распространенная окаменелость, найденная командой, — это животное, которое одним концом прикреплялось к морскому дну, а другим имело трубчатый отросток, который мог вытягиваться наружу, напоминая команде песчаного червя из научно-фантастического сериала «Дюна».

«Это говорит о животном, которое жило, прикрепившись ко дну моря, и вытягивало эту структуру для питания», — говорит Ли. «Другая форма — это червь колбасообразной формы с коротким, толстым, изогнутым телом, что явно указывает на способность к передвижению».

Эти животные одновременно странные и удивительно знакомые, говорит он, и могут представлять собой «эволюционные эксперименты» из фазы, когда жизнь исследовала различные планы строения тела и экологические адаптации.

«Они уже обладают ключевыми чертами, характерными для современных животных, такими как рот, кишечник и хоботок или глотка, но способ соединения этих структур отличается от такового у большинства современных животных», — говорит Ли. «Другими словами, хотя их общий внешний вид необычен, они всё же обладают основными структурными элементами, характерными для современных животных».

Джо Мойсюк из Музея Манитобы в Виннипеге, Канада, говорит, что внезапное появление большинства современных типов строения тела животных в палеонтологической летописи раннего кембрия на протяжении веков является «постоянной загадкой» для палеонтологов.

«Есть веские основания полагать, что их предковые формы должны были быть обнаружены в предшествующий период, эдиакарский, и признаки этих предков накапливались в течение последних нескольких десятилетий», — говорит Мойсюк. «Сохранность образцов несколько грубая, поэтому нам не хватает некоторых мелких деталей, но среди них есть несколько форм, явно напоминающих животных».

Хотя эти окаменелости предполагают, что определенные группы животных существовали до кембрийского периода, они не опровергают идею кембрийского взрыва, говорит он.

«Скорее, они дают нам более точные временные рамки для вероятного начала этой эволюционной радиации, при этом расхождение в планах строения тела животных, вероятно, произошло всего за 30 миллионов лет, охватывая границу эдиакарского и кембрийского периодов», - пояснил он. 

Хань Цзэн из Китайской академии наук, который не принимал участия в исследовании, считает, что открытие сложных окаменелостей животных в отложениях старше кембрия станет «значительным прорывом в палеонтологии».

«За последние несколько десятилетий в Южном Китае были обнаружены разнообразные углеродистые окаменелости из позднедокембрийских сланцев аналогичного возраста», — говорит Цзэн. «Хотя большинство ископаемых останков были идентифицированы как водоросли или цианобактерии, некоторые остаются неясными, и их возможное родство с животными остается под вопросом. Будущие исследования будут иметь решающее значение для выяснения биологического родства этих ископаемых. Если подтвердится, что это животные, эти ископаемые могут изменить наше понимание ранней эволюции животных».