Сокровищница окаменелостей в Китае: сложные животные появились на миллионы лет раньше, чем считалось

Где-то на юго-западе Китая, в провинции Юньнань, среди слоёв древних пород, скрывалась тайна, способная переписать историю жизни на Земле. Учёные, десятилетиями искавшие подтверждение молекулярным данным, наконец нашли то, что искали. Более семисот ископаемых останков, возраст которых оценивается от 554 до 539 миллионов лет, переворачивают представление о том, когда именно началось великое усложнение животного мира.

До кембрийского взрыва

Кембрийский взрыв — событие, которое долгое время считалось точкой отсчёта для появления сложных животных. Около 535 миллионов лет назад жизнь на планете внезапно, по геологическим меркам, обрела невиданное разнообразие форм. Но новое открытие отодвигает эту границу как минимум на четыре миллиона лет глубже — в эдиакарский период.

Ведущий автор исследования Гаоронг Ли, работавший в университете Юньнани, а ныне сотрудник Музея естественной истории Оксфордского университета, подводит итог многолетним поискам: «Наше открытие закрывает большой пробел в самых ранних фазах diversification животного мира. Впервые мы демонстрируем, что многие сложные животные, обычно встречающиеся только в кембрии, существовали уже в эдиакарии. Это означает, что они эволюционировали гораздо раньше, чем показывали предыдущие ископаемые свидетельства».

Удивительное разнообразие биоты Цзянчуань

Местонахождение, получившее название биота Цзянчуань, подарило исследователям уникальную коллекцию. Здесь обнаружены как совершенно новые, не описанные ранее формы, так и группы, которые прежде находили только в кембрийских отложениях.

Особое место среди находок занимают древнейшие известные родственники дейтеростомов — обширной группы, к которой сегодня относятся позвоночные, включая человека и рыб. Эти окаменелости впервые переносят летопись дейтеростомов в эдиакарский период.

Исследователи нашли предков современных морских звёзд и их ближайших родственников — желудёвых червей (группа Ambulacraria). Эти существа обладали U-образным телом, прикреплялись к морскому дну с помощью стебелька и имели пару щупалец на голове для захвата пищи.

Следствие, опережающее доказательства

Долгое время в эволюционной биологии существовало противоречие. Молекулярные исследования и анализ следов жизнедеятельности уверенно указывали на то, что животные линии диверсифицировались задолго до кембрийского взрыва. Но окаменелости этих групп упорно не находили в эдиакарских слоях. Теперь недостающее звено обретено.

Соавтор исследования Фрэнки Данн из Музея естественной истории Оксфордского университета подчёркивает значение находки: «Присутствие этих амбулакрарий в эдиакарии очень волнует. Мы уже нашли окаменелости, которые являются дальними родственниками морских звёзд и морских огурцов, и продолжаем поиски. Обнаружение амбулакрарий в биоте Цзянчуань также означает, что хордовые — животные с позвоночником — тоже должны были существовать в это время».

Необычные формы и знакомые образы

Среди окаменелостей обнаружены червеобразные билатерии (животные с двусторонней симметрией), обладающие сложными приспособлениями для питания. Рядом с ними — редкие окаменелости, интерпретируемые как ранние гребневики.

Многие образцы демонстрируют новые сочетания анатомических признаков, не встречающиеся ни у каких известных эдиакарских или кембрийских видов. Щупальца, стебельки, прикрепительные диски и выворачивающиеся наизнанку структуры для захвата пищи — всё это указывает на удивительный эксперимент природы с формами жизни.

Соавтор исследования Люк Пэрри из Оксфордского университета описывает момент открытия: «Когда мы впервые увидели эти образцы, стало ясно, что это нечто совершенно уникальное и неожиданное. Биота Цзянчуань показывает переходное сообщество — странный мир эдиакария, уступающий место кембрию, следующему периоду, когда животных гораздо легче отнести к группам, существующим сегодня».

Секрет сохранности

Почему же эти сложные организмы не находили раньше? Ответ, возможно, кроется в способе сохранности. Большинство эдиакарских местонахождений сохраняют организмы в виде отпечатков на песчаниковых поверхностях. Окаменелости биоты Цзянчуань сохранились в виде углеродистых плёнок — способ сохранности, более типичный для знаменитых кембрийских местонахождений, таких как сланцы Бёрджес в Канаде. Это позволяет различать анатомические детали — структуры питания, внутренности и органы передвижения.

Соавтор исследования Росс Андерсон из Оксфордского музея объясняет: «Отсутствие этих сложных животных в других эдиакарских местонахождениях может отражать различия в сохранности, а не реальное биологическое отсутствие. Углеродистые компрессии, подобные тем, что найдены в Цзянчуани, редки в породах этого возраста. Подобные сообщества могли просто не сохраниться в других местах».

Десятилетие в поисках

Обнаружение окаменелостей стало результатом почти десяти лет целенаправленных поисков. Исследовательская группа под руководством профессора Пэйюнь Цуна и доцента Фань Вэя из университета Юньнани систематически изучала породы восточной Юньнани. Породы были известны, но прежде в них находили только остатки водорослей, не животных.

Доцент Фань Вэй вспоминает: «После многих лет полевых работ мы наконец нашли несколько участков с подходящими условиями, где окаменелости животных сохранились вместе с обильными водорослями».

Профессор Фэн Тан из Китайской академии геологических наук, чьи предыдущие работы в этом районе вдохновили десятилетие полевых исследований, подводит итог: «Новые окаменелости предоставляют самые убедительные доказательства присутствия разнообразных билатерий в конце эдиакария — доказательства, которые учёные искали десятилетиями».

Время переписывать учебники

Открытие биоты Цзянчуань не просто добавляет несколько новых видов в палеонтологическую летопись. Оно меняет саму временную шкалу эволюции сложной жизни на Земле. Если предки позвоночных, иглокожих и многих других групп существовали уже 540 миллионов лет назад, то процессы, приведшие к их появлению, начались значительно раньше.

Теперь перед исследователями встают новые вопросы. Какие экологические и эволюционные факторы привели к такому раннему появлению сложных форм? Почему в других регионах мира эти свидетельства не сохранились? И какие ещё тайны скрывают породы Юньнани, ожидая своего часа?