Главная Новости Эдиакарские организмы: биологи выдвинули новую теорию кембрийского взрыва

Эдиакарские организмы: чем вызван скачок в эволюции животных?

Где-то 540 миллионов лет назад земная фауна пережила бурный всплеск эволюции, в результате которого появились основные группы животных. В том числе и те,что живут сегодня, включая позвоночных и первых хищников, пишет Альтернативная наука.

Кембрийский взрыв и новые контрасты в разнообразии животных

Этот период известен как Кембрийский взрыв. Судя по окаменелостям, животный мир того времени был сравнительно немногочисленным и внешне сильно отличался от того, который появился позже.

На протяжении десятилетий палеонтологи искали способ объяснить столь разительный контраст в разнообразии фауны "до и после".

Одна из ведущих теорий гласит, что экологическая катастрофа уничтожила большую часть живых организмов, тем самым создав условия для Кембрийского взрыва. Однако новый анализ показывает, что более ранние животные уже сформировали сложные экосистемы. Кембрий лишь подтвердил "квантовый скачок" в эволюции.

Исследователи изучили данные из ископаемых пластов по всему миру и определили, что разнообразие животных могло снизиться в период позднего эдиакарана, примерно от 572 до 541 миллиона лет назад.

Поскольку эдиакарские обитатели стали более сложно организованными, некоторые виды не смогли угнаться за своими соседями, - такой вывод делает журнал PLoS Biology.

"Очень хорошо видно, что «эдиакаранцы» были предшественниками кембрия, - говорит Эмили Митчелл, палеонтолог из Кембриджского университета и соавтор исследования. - Это было очень похоже на начало кембрийского взрыва".

Рассвет эдиакарских организмов

В течение примерно 3 миллиардов лет одноклеточные организмы доминировали в морях Земли. Первые животные появились в позднем эдиакаре, некоторые из них обитали на большой глубине и напоминали растения с перьевидными структурами. Другие виды имели сегментированные дисковидные тела.

"Одна из действительно уникальных особенностей самых древних эдиакарских организмов заключается в том, что они обладали странным фрактальным ветвлением... Изучать эдиакарские организмы очень сложно, потому что строение их тела не похоже ни на что живое и находится в ископаемом состоянии", - поясняет Митчелл.

Дружный мир эдиакарского периода. Что предшествовало кембрийскому взрыву?

К счастью для палеонтологов, многие эдиакарские сообщества сохранились в пепле и обломках вулканических извержений, оползней и других земных катастроф.

"Практически как Помпеи: все существовали счастливо, а потом вдруг произошло массовое захоронение", - рассказывает Митчелл.

"У нас есть удивительные снимки эдиакарской жизни".

Более того, большинство эдиакарских останков нетронуты, - в то время еще не было падальщиков, которые раскапывают тела умерших животных. Эдиакарские животные питались, отфильтровывая остатки разлагающейся органики и планктона из воды.

Понять эти организмы - значит выяснить происхождение сложной жизни на Земле и вероятность ее существования в других местах Вселенной, - уверен Саймон Дарроч, геобиолог из Университета Вандербильта, не принимавший участия в исследовании.

"Нам действительно необходимо выяснить, что это за организмы, как они формировались и взаимодействовали в сообществах, а затем что произошло на границе между эдиакаром и кембрием. Это важнейший промежуток в истории Земли".

 Как жили и взаимодействовали друг с другом

В попытке исследовать, как эти животные жили и взаимодействовали друг с другом, Митчелл и ее коллеги изучили записи 86 эдиакарских ископаемых пластов. В них были представлены 124 вида со всего мира, включая Charnia и Dickinsonia.

Авторы исследования также изучили ранее опубликованные данные об экологических условиях анализируемого периода, полученные из окружающих пород.

Ученые оценили, как часто различные виды появлялись рядом друг с другом и при каких условиях.

Как выяснилось, отдельные виды практически не взаимодействовали друг с другом и жили в различных природных нишах.

Но ситуация изменилась при анализе более поздних окаменелостей. «Вдруг» появилась тенденция группироваться в одних и тех же местах, тогда как «старшие» жили всегда порознь.

Charnia

Также выяснилось, что сообщества эдиакарских организмов значительно различались в зависимости от глубины или географического региона, где они обитали.

"Это говорит о том, что определенные виды приспосабливаются друг к другу и к окружающей среде", - Митчелл.

Однако увеличение специализации с течением времени противоположна ожиданиям времени после катаклизма.

Когда происходит извержение вулкана или на Землю обрушивается астероид, - как в случае с динозаврами, - выжившие, как правило, прибавляют в своей силе, они становятся более универсальными, способными переносить широкий спектр неустойчивых условий. Чего не заметили Митчелл и ее коллеги.

Dickinsonia

"Мы видим увеличение экологической сложности, - говорит она. - Даже если у нас уменьшилось общее количество видов, это происходило потому, что они специализировались, находили свои особые ниши, а не потому, что их уничтожало что-то внешнее".

По словам Митчелл, для определения факторов, детерминирующих эти закономерности, потребуется более детальный анализ.

Два вида могли занимать одну и ту же территорию, потому что у них были схожие потребности в питании. Или они могли извлекать пользу из присутствия друг друга, подобно современным растениям и опылителям.

Другая пара видов не могла сосуществовать, потому что они подходят для разных мест обитания, или потому что одно животное конкуририровало с другим, если жили на одной территории.

 

На данном этапе, говорит Дарроч, еще недостаточно доказательств, чтобы исключить катастрофическое вымирание в конце эдиакарского периода. Однако, добавляет он, новая работа указывает на то, что эдиакарские экосистемы были "несомненно, гораздо более динамичными", чем это принято считать.

Исследователи установили, что многие инновации животных, такие как твердые экзоскелеты и хищное поведение, возникли на последней стадии эдиакарана.

По словам Дарроча, "интуитивно понятно", что эти организмы начали осваивать более специализированные роли и искать различные места обитания.

"Чем больше вы изучаете эдиакарский период, тем больше убеждаетесь, что это постепенное крещендо", - говорит он.

Появление современных групп животных происходило постепенно, и "окончательно сошло с ума" в начале кембрийского периода.

"Но корни взрыва, - добавляет он, - уходят гораздо глубже".