В окаменелости старше динозавров обнаружены хорошо сохранившиеся мягкие ткани

Фото из открытых источников

Задолго до того, как первые динозавры ступили на Землю, и даже до того, как животные или растения колонизировали сушу, дальние родственники морских звезд, известные как криноиды, которые напоминают морские цветы, прикрепленные стеблем, были одними из первых существ, процветавших в древнейших коралловых рифах планеты более 450 миллионов лет назад.

Изучение ископаемых останков этих организмов позволило ученым понять их эволюцию и открыло исключительную возможность заглянуть в происхождение сложной жизни. Однако обычный процесс окаменения сохраняет только самые твердые части животного, такие как раковины или скелетные пластины, оставляя мягкие ткани и большую часть их биологии загадкой.

Теперь же чрезвычайно редкое открытие палеонтологов из Университета Оклахомы дает практически беспрецедентную возможность заглянуть в прошлое и увидеть некоторых из первых животных, заселивших океаны.

Сохранение мягких тканей в палеонтологической летописи — явление крайне редкое. После смерти животного первыми разлагаются такие структуры, как кожа, глаза или внутренние органы, оставляя после себя лишь минерализованные компоненты, которые, если повезет, сохранятся с течением времени.

Большинство ископаемых состоят исключительно из твердых частей, таких как кости, зубы или раковины, объяснила Лена Коул, палеонтолог из Университета Оклахомы и Музея естественной истории Сэма Нобла. Мягкие ткани сохраняются только тогда, когда окружающая среда действует почти как естественный холодильник или вакуумный упаковщик, — условия, которые встречаются крайне редко.

Этот исключительный процесс, требующий быстрого захоронения и очень специфических геохимических условий, подавляющих активность бактерий, позволил амбулакральным ножкам экземпляра Dendrocrinus simcoensis достичь современного состояния.

Находка, описанная Коул и ее коллегами в исследовании, позволяет отнести этот образец к числу двух известных случаев сохранения мягких тканей в окаменелых криноидах. Более того, это самый древний из обнаруженных на сегодняшний день примеров. «Такое сохранение встречается буквально раз в миллион», — сказала Коул.

Число ископаемых останков криноидов исчисляется миллионами, и это лишь второй случай обнаружения мягких тканей. Эта статистика подчеркивает случайный характер открытия, поскольку условия, необходимые для остановки процесса разложения на сотни миллионов лет, настолько исключительны, что требуют почти чудесного совпадения факторов окружающей среды.

Возраст сохранившегося материала — еще один аспект, придающий исследованию огромное значение. «Невероятно, что эти мягкие ткани сохранились более 450 миллионов лет», — сказал Дэвид Райт, также палеонтолог из Университета Оклахомы и помощник куратора палеонтологии беспозвоночных в том же музее, соавтор исследования вместе с Коул.

Чтобы представить эту цифру в перспективе, Райт добавил: «Для сравнения, эти мягкие ткани старше самого древнего динозавра более чем на 200 миллионов лет. Такая геологическая долговечность делает этот образец капсулой времени, предоставляющей прямую информацию о функциональной анатомии организмов, процветавших в палеозойских морях задолго до появления наземных позвоночных».

Трубчатые ножки — структуры, сохранившиеся в этом ископаемом, — являются важнейшими элементами жизни криноидов. Эти небольшие отростки, расположенные вдоль щупалец животного, отвечают за питание, взаимодействие с океанскими течениями и занятие определенных экологических ниш.

Различия в их размере, расположении и структуре не случайны, а являются результатом адаптации каждого вида к среде обитания и стратегии питания. Поскольку амбулакральные ножки криноидов используются для питания, их можно понимать аналогично тому, как мы представляем себе зубы млекопитающих, объяснил Райт. Различия в их структуре говорят нам о том, в какой среде обитал вид и как он питался. Эта функциональная аналогия позволяет палеонтологам делать выводы об экологических аспектах вымерших видов, не имеющих прямого современного аналога.

Детальный анализ этих структур у Dendrocrinus simcoensis выявил анатомические особенности, которые значительно отличаются от тех, что наблюдаются у современных криноидов. Сравнение с ныне живущими криноидами показывает, что анатомия этого древнего вида была очень разной, добавила Коул.

Это открытие открывает новый взгляд на эволюцию этой группы и на то, как менялись их стратегии питания на протяжении сотен миллионов лет, адаптируясь к преобразованиям в морских экосистемах и массовым вымираниям, которые сопровождали историю жизни на Земле.

Помимо собственной ценности образца, это открытие предоставляет важные сведения об экологии океанов раннего палеозоя, периода, когда криноиды были важнейшими компонентами рифов. «Окаменелые останки давно вымерших видов могут демонстрировать признаки, которые выходят далеко за рамки диапазона изменчивости, наблюдаемого у ныне живущих видов», — сказал Райт.

Это морфологическое различие подчеркивает важность ископаемых для понимания всей эволюционной истории, а не только ее заключительного этапа, представленного современной фауной. Сравнивая экологический образ жизни вымерших и современных видов, мы можем понять, как менялись модели адаптивной эволюции с течением времени и какие факторы сформировали современную биосферу, заключил исследователь.

Поскольку сохранность мягких тканей у ранних иглокожих крайне невелика, каждое новое открытие значительно расширяет знания об экосистемах предков, эволюционных путях и трофических связях.

Примечательно, что это открытие было сделано не во время полевых раскопок, а внутри музея. Вопреки романтическому образу палеонтолога, работающего под солнцем, многие из наиболее значительных открытий происходят в хранилищах, где уже собранные коллекции ожидают переоценки с использованием новых методов и вопросов.

«Новые находки ископаемых в конечном итоге происходят благодаря полевым исследованиям, но музейные коллекции играют важную роль в такого рода комплексных исследованиях», — сказал Райт. — «Мы не всегда знаем всю значимость собранных нами образцов. Новые технологии, идеи или экспертные знания часто позволяют найти неожиданные способы использования существующих образцов для совершения новых открытий».

Окаменелость Dendrocrinus simcoensis с мягкими тканями годами хранилась в Музее палеонтологии и эволюции в Монреале, небольшом учреждении, полностью существующем за счет пожертвований местного населения. Однако, когда специалисты по криноидам Коул и Райт внимательно изучили ее во время исследовательского визита, истинная научная значимость образца была выявлена.

«Это открытие подчеркивает важность музейных коллекций и поддержки со стороны местного сообщества, которая помогает им сохраняться», — сказала Коул. «Без самоотверженной работы многих людей, которые заботятся об этих коллекциях, это исследование никогда не было бы возможно. Этот случай демонстрирует, насколько важны сотрудничество между учреждениями и долгосрочное сохранение материалов для научного прогресса».

В коллекциях палеонтологии беспозвоночных, которыми руководят доктора Коул и Райт в Музее естественной истории Оклахомы, хранится более миллиона экземпляров, и каждый год добавляются новые ископаемые. Учитывая такой объем материала, неудивительно, что новые виды и открытия до сих пор ждут своего открытия в музейных ящиках и витринах.

«Именно поэтому мы работаем над тем, чтобы сделать наши коллекции доступными для исследователей по всему миру», — заключил Райт. «Слишком много ископаемых, чтобы изучить их за карьеру одного человека. Предстоит сделать больше открытий, чем можно охватить за всю жизнь».