Сегодня тот факт, что животные нуждаются в кислороде, чтобы жить, кажется очевидной истиной. Но относительный дефицит кислорода в древних океанах Земли помог развитию ранних морских существ, утверждает новое исследование.

«Кембрийский взрыв» — эволюционный скачок, произошедший около 540 миллионов лет назад и включающий в себя рождение большинства основных групп животных, известных сегодня, сопровождался значительным снижением уровня кислорода, — говорят результаты исследования. Они дают нам более полное представление о том, как именно в глубоком прошлом колебался уровень кислорода в океанах и атмосфере, и как он изменился так, чтобы эволюция не просто продолжалась, а еще и такими быстрыми (по геологическим меркам) темпами.

Тимоти Лионс, биогеохимик из Калифорнийского университета, Риверсайд, комментируя результаты исследования (в самом исследовании он не участвовал), сказал, что данная работа показывает, что времена с низким уровнем кислорода, можно сказать, «зарядили насос» для эволюции животных.

Сегодня, в зависимости от района, типичные поверхностные океанские воды состоят из 5,4-8 миллилитров растворенного кислорода на каждый литр морской воды. Но воды с низким уровнем (или почти отсутствующем) кислорода существуют — это так называемые «зоны минимального кислорода» (ЗМК). Таковыми являются некоторые места в восточной части Тихого океана. Там обитают мелкие животные, такие как нематоды и некоторые адаптировавшиеся к подобным условиям рыбы. Концентрации кислорода в этих районах могут составлять лишь около 1% от уровня поверхностных вод.

Лионс поясняет, что в некоторые древние эпохи, согласно другим недавним работам по океанической химии, морские животные жили в мирах с очень низким содержанием кислорода, и большая часть океана в эти периоды времени, вероятно, была как в современных ЗМК.

Палеонтологи Рейчел Вуд из Эдинбургского университета и Дуглас Эрвин из Смитсоновского института Национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, решили изучить, как животное царство реагирует на эти низкие уровни кислорода. Они рассмотрели, как, исходя из летописи окаменелостей и из генетических данных, колебания концентрации кислорода коррелируют с появлением новых животных. Исходя из этого, они отметили три этапа, в которых кислород сначала опускался до критически низкой отметки, а затем снова поднимался, что приводило к увеличению животного разнообразия.

В древнейшей эволюционной истории животных, в период между 635 и 540 миллионами лет назад, в океане был повсеместно низкий уровень кислорода. В последующий, кембрийский период, начавшийся около 540 миллионов лет назад, появилось больше насыщенных кислородом вод. В это же время у животных появляются такие ключевые черты как сердце, центральная нервная система, пищеварительная система, а также скелет и конечности. По мере того, как уровни кислорода становились более высокими, группы с этими чертами размножались активнее, заполняя летопись окаменелостей тем, что теперь именуется «кембрийским взрывом». Но еще до самого взрыва, во время аноксических фаз, возникало много морфологической новизны, — объясняет Эрвин. Вероятно, это были маленькие и мягкотелые животные, которые существовали на обочине древних экосистем и которые практически не оставили никаких следов окаменелостей.

То же самое произошло в двух других, более поздних периодах. В конце кембрия океаны лишились кислорода на период от 3 миллионов до 4 миллионов лет. После такой «кислородной диеты», животная жизнь снова начала процветать, уже в так называемой ордовикской радиации. В течение этого периода произошло разрастание основных групп животных. Вуд замечает, что в этот период происходит увеличение разнообразия кораллов и губок.

Затем, около 252 миллионов лет назад, еще одно аноксическое событие привело к пермь триасовому вымиранию, самому большому массовому вымиранию в истории. Однако, по его окончанию, летопись окаменелостей снова показывает нам новые коралловые и губчатые виды, и животных — ихтиозавров, вымерших дельфиноподобных морских рептилий. Эти новые формы, вероятно, появлялись во времена с низким содержанием кислорода. Восстановление же уровня кислорода позволило им крайне быстро и успешно расплодиться, сообщают исследователи в «Биологических обзорах».

Ученые говорят, что результаты исследования не делают аноксию благоприятной для современных экосистем. Но в очень долгих временных масштабах это может привести к эволюции. «Раньше мы думали, что для того, чтобы дать эволюции совершить скачок, нужен пороговый уровень кислорода», — говорит Карл Симпсон, палеобиолог из Университета Колорадо в Боулдере, который не принимал участия в работе. «Но новое исследование говорит о том, что животный мир может диверсифицироваться и при крайне низком содержании кислорода».

Пока остается неизвестным, как именно времена с низким содержанием кислорода приводили к эволюции животных. Возможно, аноксия просто убивала более крупных и доминирующих животных, оставляя место для более мелких, давая последним захватить власть. Ответ непонятен, но, как объясняет Вуд, изучение того, как животные развиваются в современных ЗМК, может пролить некоторый свет.

Источник: PaleoNews.ru

Экзотические "черви-пенисы", населявшие океаны Земли во времена "кембрийского взрыва", скорее всего, были предками насекомых и других членистоногих беспозвоночных, на что указывают сходства в структуре их челюстей, говорится в статье, опубликованной в журнале Palaeontology.

"Похоже, что во времена Кембрия на Земле не было ни одного безопасного уголка. Где бы вы не жили в толще вод океана, в любой точке вас поджидали гигантские, страшные монстры, готовые вас сожрать. Один из этих монстров, Pambdelurion, был одновременно похож и на червей-пенисов, и на примитивных членистоногих, и мы считаем его последним общим предком и тех и других", — заявил Флетчер Янг (Fletcher Young) из Бристольского университета (Великобритания).

Приапулиды, или черви-пенисы — причудливые по форме и манере жизни животные, сохранившиеся лишь в самых экстремальных уголках океанов Земли сегодня. Они привлекают внимание палеонтологов по той причине, что эти черви являются одними из первых представителей многоклеточных животных, появившихся в ходе так называемого "кембрийского взрыва" – эпохи взрывообразного расширения видового разнообразия в первичном океане планеты.

Челюсти древнего червя, найденного в ГренландииВ отличие от своих современных потомков, древние черви-пенисы, как сегодня считают палеонтологи, были настоящими хищниками – они прятались в своих норках и захватывали жертву при помощи ряда отростков у рта, которые были покрыты мелкими зубами и крючками. Судя по всему, приапулиды процветали в Кембрии – сегодня палеонтологи насчитывают около 15 или 17 видов этих червей, однако их классификация затруднена из-за их мягкотелости.

Янг и его коллеги изучали одну из самых спорных окаменелостей времен конца Кембрия – структуре Omnidens, найденной в провинции Чэнцзян в Китае. Она, как считают некоторые палеонтологи, является отпечатком челюстей червя-пениса, а другие ученые полагают, что эти челюсти принадлежали не приапулидам, а аномалокарису – "королю Кембрия", крупнейшему хищнику своего времени, одному из близких родичей предков членистоногих.

К сожалению, никаких других отпечатков ее владельца не сохранилось, что не давало ученым шанса понять, кому она принадлежала, и вызывало бесконечные споры. Бристольские палеонтологи нашли ответ на эту загадку, изучив другую интересную кембрийскую окаменелость – останки бархатного червя Pambdelurion whittingtoni, недавно найденные в Гренландии.

Современные бархатные черви и их ближайшие родичи тихоходки, самые живучие существа на Земле, не обладают челюстями и зубами, однако когда Янг и его коллеги изучили останки Pambdelurion whittingtoni при помощи электронного микроскопа, они обнаружили, что у их предков был очень сложный и "зубастый" рот.

Он, по словам ученых, похож на то, как устроен ротовой аппарат и челюсти у червя с планеты Татуин в одном из эпизодов "Звездных войн", а также фактически неотличим от структуры рта Omnidens, более крупного существа длиной в два метра. Это, по словам авторов статьи, позволяет говорить о наличии прямой связи между предками насекомых и других членистоногих с одной строны, и червей-пенисов – с другой.

Pambdelurion whittingtoni, Omnidens и их родичи, как считают Янг и его коллеги, принадлежали ни к числу приапулид, ни к числу ранних членистоногих, а были их общим предком, от которого они унаследовали похожий челюстной аппарат. Открытие этого факта, по мнению ученых, поможет нам понять, как и почему возникли членистоногие, самый успешный и многочисленный тип животных на сегодняшний день.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи изучили брюшную нервную цепочку древней «креветки», жившей во время кембрийского взрыва. Оказалось, что нервная система была устроена у нее даже сложнее, чем у современных раков и насекомых.

ChengjiangocarisОб этом говорится в статье китайских ученых из Юньнаньского университета, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Провести исследование позволил материал уникальной сохранности, собранный в раннекембрийских сланцах Чэнцзян в Китае. Возраст находок составляет около 520 миллионов лет. Примерно в это время на Земле внезапно появились все основные типы многоклеточных животных. Такой всплеск разнообразия получил название «кембрийского взрыва».

Ранее ученые смогли разобраться со строением головного мозга примитивного членистоногого Fuxianhuia, относящегося к биоте Чэнцзян, но о строении нервной системы, иннервирующей остальное тело, было ничего неизвестно. Авторы статьи смогли исправить этот пробел, изучая «рачка» Chengjiangocaris, близкого родственника Fuxianhuia.

Обычно у ископаемых организмов сохраняются только скелет и жесткие покровы, но у Chengjiangocaris уцелела также брюшная нервная цепочка. Ученые выяснили, что она состоит из серии ганглиев, по одному на сегмент тела. К заднему концу тела ганглии уменьшаются, а от перемычек, соединяющих ганглии между собой, отходят в разные стороны многочисленные периферические нервы.

Открытие доказывает, что брюшная нервная цепочка Chengjiangocaris комбинировала в себе признаки как тихоходок и Euarthropoda (к ним относятся насекомые, паукообразные, ракообразные и некоторые вымершие членистоногие), так и бархатных червей. У Euarthropoda и тихоходок она также состоит из ганглиев, но не несет периферических нервов. У бархатных червей же, наоборот, есть периферические нервы, но отдельные ганглии не выражены.

Ученые считают, что Euarthropoda и тихоходки независимо друг от друга утратили периферические нервы, которые были у их предков. Следовательно, постепенное упрощение строения сыграло важную роль в эволюции нервной системы.

Источник: infox.ru

Настоящий заповедник уникальных кембрийских организмов существовал на территории современного Марокко через много миллионов лет после окончания кембрийского периода. Местонахождение Фезоата хранит в себе сотни остатков этих долгожителей.

 Типичная окаменелось из Фезоаты – членистоногое из группы Marrellomorpha c сохранившимися отпечатками мягких тканей.Обширные каменистые пустыни Марокко некогда были покрыты океаном. В начале ордовикского периода, 485-444 млн лет назад, здесь кипела жизнь. Остатки причудливых созданий, населявших эти места, к нашему времени превратились в минерализованные пятна фиолетового, желтого и оранжевого цветов, по которым теперь палеонтологи восстанавливают события далекого прошлого.

К настоящему времени в Фезоате (Fezouata) найдено порядка 160 родов ископаемых животных, в том числе такие нетипичные для ордовикского периода формы, как бронированные червеподобные Plumulites bengtsoni с мощными шипами на спине и короткими сильными ногами, и напоминающие двухметровую креветку плавающие фильтраторы Aegirocassis benmoulae. Ближайшие их аналоги хорошо известны из кембрийского периода – это лобоподы и аномалокарисы. Вот только жили они по меньшей мере на 20 млн лет раньше своих ордовикских аналогов. Это примерно так же невероятно, как встретить в современном лесу представителей миоценовой фауны – халикотериев, саблезубых тигров или гигантских ленивцев. До сенсационной находки и лобопод, и аномалокаридид считали полностью исчезнувшими еще в кембрийское время.

"Фезоата чрезвычайно важна для науки, – говорит профессор Дерек Бриггс из Йельского университета. – Животные, типичные для кембрия, по-прежнему присутствуют в породах, которые намного моложе. Это означает, что между ними были какие-то переходные формы, но они, к сожалению, до нас не дошли".

По последним данным, Фезоата оказалась не только заповедником-рефугиумом для древних форм жизни, но и лабораторией по созданию перспективных моделей. Здесь, например, были найдены первые в истории мечехвосты, которые на 25 млн лет старше других представителей этой группы. При этом их строение уже настолько сложно, что они явно являются потомками каких-то более примитивных мечехвостов, еще неизвестных науке.

"Формация Lower Fezouata показывает, насколько важны исключительно хорошо сохранившиеся окаменелости для нашего понимания основных эволюционных событий далекого прошлого", – подчеркнул палеонтолог Йельского университета Питер ван Рой, который первым оценил научное значение местной фауны. По его мнению, строение мягкотелых животных оказалось запечатлено благодаря очень тонкозернистому илистому осадку, бережно сохранившему все черты строения древних существ.

"Это очень необычные породы, – соглашается профессор Бриггс. – Некоторые из организмов в них огромны, по несколько метров длиной. Благодаря такой исключительной сохранности мы можем достаточно полно представить себе  картину морской жизни ордовика".

"Ископаемые намекают нам, что два известных событий – кембрийский взрыв и "великое ордовикское событие биоразнообразия", в ходе которого количество родов морской фауны увеличилось в четыре раза, могут оказаться одним и тем же событием, точнее – двумя импульсами в едином масштабном процессе роста биоразнообразия", – сказал ван Рой.

Сокровищница в пустыне

История этого удивительного местонахождения довольно коротка. Хотя о том, что здесь водятся ископаемые животные, было известно еще в середине прошлого века, тащиться в пустыню ради их изучения никому не хотелось. Поэтому титул настоящего открывателя Фезоаты по праву принадлежит Мохаммеду бен Муле, местному охотнику за окаменелостями, в 2000 году первым нашедшему здесь остатки мягких тканей древних животных.

В 2002 году бен Мула пригласил докторанта Йельского университета Питера ван Роя совместно изучать ордовикскую фауну нового местонахождения. Питер, на тот момент бедный молодой ученый, не мог позволить себе даже аренду автомобиля, поэтому в первую вылазку в Фезоату он отправился на такси. Как удалось уговорить водителя на это путешествие – четыре часа по шоссе и потом еще столько же по пыльной грунтовке – история умалчивает.

Но так или иначе, экспедиция себя оправдала, ван Рой нашел несколько ископаемых, сохранивших строение мягких тканей древних животных. Это была сенсация, подобная открытию сланцев Берджесс, ведь мягкие тела ордовикских существ почти не сохранились больше нигде в мире.

Когда на следующий год палеонтолог вернулся в Марокко, его поджидал страшный удар. Оказывается, другие охотники за ископаемыми пронюхали про уникальное местонахождение и уже вовсю торговали этими окаменелостями. Цена на особо редкие образцы достигала 2200 долларов, причем продавцы отказывались верить, что ван Рой – настоящий ученый, и принимали его за пронырливого американского конкурента. В отчаянии ему пришлось набрать денег в долг и скупить все, на что их хватило.

В 2006 году ван Рой защитил свою докторскую диссертацию и подарил бен Муле автореферат. Только после этого "черные палеонтологи" марокканского розлива поверили, что он и в самом деле был исследователем, а не спекулянтом. "Внезапно все полностью изменилось, – вспоминает ученый. – Я даже начал получать образцы бесплатно".

К этому времени ван Рой выяснил, что в Фезоате имеется два основных слоя, содержащих окаменелости. После этого сборы пошли быстрее. Потом случай помог ему еще раз. Бен Мула собирался продать крупную партию из 100 хорошо сохранившихся трилобитов, и ван Рой узнал об этом. Необходимой суммы у него, как обычно, не было. "Я чувствовал себя совершенно подавленным, – рассказывает палеонтолог. – Я мог бы купить некоторых из них, но мне были нужны они все. Мне казалось, что нет никакого способа, который бы позволил мне сделать это приобретение". Видя состояние партнера, марокканец предложил ему выкупить всю партию за 2000 евро, хотя намеревался получить такую сумму с каждого экземпляра.

С тех пор бен Мула все свои новые сборы приносит ван Рою, и предлагает ему первому выбрать необходимые для исследований образцы. "Мохамед Бен Мула абсолютно уникальный человек, действительно понимающий окаменелости. Он никогда не учился даже в начальной школе, но легко может определять различных ископаемых членистоногих и части их тел – подвиг, на который не отваживаются даже дипломированные палеобиологи", – говорит Ван Рой.

Истчоник: PaleoNews

Палеонтолог нашел в Канаде великолепно сохранившийся отпечаток "мозга" древнего членистоногого существа, который помог ему понять, когда предки насекомых, пауков и ракообразных обзавелись обособленной головой, защищенной броней из хитина, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Отпечаток тела и мозга Odaraia alata"Со временем, структура головы еще более усложнилась, и эта окаменелость дала нам первый ответ на вопрос, как членистоногие перешли от жизни в мягком теле к обитанию в прочном панцире. Это открытие дает нам возможность лучше понять то, как возникла и формировалась группа животных, претендующая на звание самой процветающей категории живых существ сегодня", — заявил Хавьер Ортега-Эрнандес (Javier Ortega-Hernandez) из Кембриджского университета (Великобритания).

Ортега-Эрнандес изучал окаменелости первых членистоногих существ Земли, населявших ее океаны во времена "кембрийского взрыва, найденные в знаменитых сланцах Берджесс в провинции Альберта на западе Канады. Благодаря уникальным условиям захоронения, здесь часто находят не только отпечатки панцирей беспозвоночных, но и их глаз и прочих мягких частей тела.

Отпечаток тела и мозга Helmetia expansaКак объясняет ученый, сегодня палеонтологи считают, что первые членистоногие животные были мало в чем похожи на всем знакомым сегодня тараканов, пауков, раков или мух. Они не обладали прочным внешним скелетом и по своему облику были больше похожи на червей, чем на современных насекомых, пауко- и ракообразных.

Останки этих существ практически не сохранились, из-за чего ученые активно спорят о том, как они превратились в "бронированных" членистоногих более позднего периода, таких как трилобитов или "королей кембрия", двухметровых хищных креветок аномалокарисов.

Изучая коллекции из запасников музея Торонто, собранные в сланцах Берджесс, Ортега-Эрнандес натолкнулся на удивительные отпечатки двух необычных членистоногих — Helmetia expansa и Odaraia alata, в которых сохранились следы мозга этих обитателей древних морей. Первое существо можно назвать мягкотелым аналогом трилобитов, а второе было похоже по своей форме на мини-подводную лодку.

Мозг и глаза этих необычных существ были защищены, как показывают отпечатки, небольшой, но достаточно толстой пластиной из хитина, которая похожа по своей форме на переднюю часть головного сегмента у современных и вымерших членистоногих. О существовании этой пластины ученые знали достаточно давно, но у них не было никаких свидетельств того, какую роль она могла играть.

Теперь, как считает Ортега-Эрнандес, мы можем с уверенностью говорить о том, что она была прообразом и своеобразной "заготовкой" будущей головы членистоногих, покрытой хитиновой броней. Кроме того, это открытие позволяет прочертить линию между примитивными членистоногими и аномалокарисами, чьи головы были защищены похожими пластинами.

Источник: РИА Новости

Американские ученые опровергли сложившееся мнение о взаимосвязи морфологического разнообразия и экологической диверсификации живых существ. По новым данным исследователей Стэнфордского университета, не существует линейной зависимости между количеством жизненных форм и ассортиментом доступных для существования их обладателей экологических ниш.

Обитатели кембрия Как известно, все разнообразие современных морских животных сводится к девяти первоначальным планам строения тела, впервые появившимся еще во времена кембрийского взрыва, около 550 млн лет назад. Подобно тому, как гениальных художник творит множество шедевров, используя довольно ограниченный арсенал изобразительных средств, так и природа заполнила самые разные экологические ниши лишь малым числом жизненных форм. Правда, на это ей потребовалось много миллионов лет.

 Согласно распространенному сегодня в науке подходу, практически мгновенное по геологическим меркам появление в кембрийском периоде всех современных планов строения тела животных сопровождалось столь же стремительной экспансией жизни в самые разные экологические ниши. Поспорить с этой позицией решила группа ученых под руководством Джонатата Пэйна, палеобиолога Стэнфордского университета. Недавно он вместе с коллегами эмпирически подтвердил закон Копа (Cope's rule), остававшийся сомнительным на протяжении сотни лет, и вот теперь готов бросить вызов более молодому корифею – Стивену Гулду (Stephen J. Gould) и его концепции кембрийского взрыва.

 "Окаменелости обеспечивают нам четкое доказательство того, что основные планы строения тела, имеющиеся у морских животных сегодня, сложились примерно 542 млн лет назад, и почти все последующие новые виды являются просто вариациями на эти темы, – заявил Пэйн. – Однако обусловленные этими планами строения экологические способности драматически менялись, и животным потребовалось гораздо больше времени, чтобы достичь современного экологического разнообразия".

 Изучив более 18 000 родов, команда исследователей пришла к выводу, что функциональное разнообразие морских животных развивалось на протяжении очень долгого времени. Прежде исследований на аналогичную тематику не производилось.

 "Наши результаты очень ясно показывают, что в отличие от основных планов тела, экологические функции животных не появляются в начале кембрийского взрыва вообще. Скорее, наоборот, – пояснил ведущий автор исследования, сотрудник лаборатории Пэйна Мэтью Кноп. – Мы показываем, что все 542 млн лет морские животные следовали "модели позднего заполнения", чтобы прийти к нынешнему экологическому разнообразию. Мир, который мы видим сегодня, действительно создавался эволюцией на протяжении очень долгого времени".

 Еще одним важным выводом исследования стало понимание, что вскоре после двух крупнейших массовых вымираний – в конце пермского и в конце мелового периодов – экологическое разнообразие животных не только очень быстро восстанавливалось до прежнего уровня, но и выходило далеко за его пределы. "Похоже, после этих вымираний оказывались потеряны ранее доминирующие группы, что открывало самые широкие экологические перспективы для тех, кто выжил", – отметил Пэйн.

Источник: PaleoNews

Миллионы лет назад на Земле внезапно возникло множество новых видов живых существ, от членистоногих до иглокожих. Этот феномен назвали кембрийским взрывом, и учёные до сих пор пытаются найти ему объяснение. Одним из важных факторов кембрийского взрыва считают увеличение кислорода в атмосфере, что подтверждается и геологическими данными. Правда, не совсем понятно, почему уровень кислорода повысился именно в это время. 

Древние цианобактерии, возможно, помогли появиться на Земле новым формам жизни. (Фото Dr. Ron Dengler.)Исследователи из Бристольского университета (Великобритания) полагают, что дело тут было не столько в кислороде, сколько в азоте. Используя генетические данные, они попытались восстановить взаимоотношения между сине-зелёными водорослями, кои, благодаря своему фотосинтезу, могли вызвать в атмосфере значительные перемены и повлиять тем самым на пути эволюции. 

В журнале Current Biology исследователи сообщают, что среди тогдашних цианобактерий были такие, которые могли превращать атмосферный азот в биодоступную форму, и в таком биодоступном виде он вполне мог входить в морскую экосистему. Геномный анализ показал, что такие виды сине-зелёных водорослей могли появиться около 800 млн лет назад. 

Тут надо вспомнить знаменитую кислородную катастрофу, которая случилась около 2,3 млрд лет назад. Тогда в атмосфере благодаря тем же цианобактериям впервые появился кислород, и Земля перестала быть прежней: анаэробные организмы, которые её населяли, вынуждены были если и не исчезнуть, то сильно потесниться. Однако, по мнению Патрисии Санчес-Баракальдо (Patricia Sanchez-Baracaldo) и её коллег, эти «кислородные» цианобактерии долгое время не могли активно заселять древний океан — попросту из-за нехватки питательных веществ с биодоступным азотом. 

Этот азот им как раз предоставили другие цианобактерии, появившиеся, как уже сказано, около 800 млн лет назад. «Кислородные» цианобактерии после этого наконец-то смогли войти в полную силу: они стали активно колонизировать океан и наполнять его кислородом. А это, в свой черёд, дало толчок к развитию новых форм жизни. 

Так что кислород, с одной стороны, действительно мог спровоцировать кембрийский взрыв, но — благодаря вовремя подоспевшему биодоступному азоту.

Авторы работы утверждают, что в пользу такой последовательности событий говорят и некоторые климатические события, происходившие в то время на Земле, однако не будем забывать, что все теории, касающиеся древнейшего прошлого планеты, являются лишь более или менее вероятными. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Геолог Грант Янг (Grant Young) из Университета Западного Онтарио (Канада) представил необычную концепцию, которая, по его мнению, объясняет и некоторые загадки докембрийской геологии Земли, и скачок в развитии живой природы, произошедший в кембрийский период. 

Падение крупного небесного тела в океан, увы, не отставляет видимых ударных кратеров. Так как же найти виновника кембрийского взрыва? (Иллюстрация Alamy.) Примерно 570 млн лет назад на планете здорово изменился климат и засбоил углеродный цикл. Резко увеличилось и разнообразие видов живых существ: случился так называемый кембрийский взрыв. С давних пор учёные подозревают, что эти события так или иначе связаны, но вот об их первопричине единого мнения нет. С точки зрения г-на Янга, все эти коллизии могут быть привязаны к некоему катастрофическому столкновению нашей планеты с неким небесным телом, упавшим в покрытую водой часть Земли примерно 570 млн лет назад.

Как считает исследователь, столкновение было настолько мощным, что смогло скорректировать угол наклона земной оси, и это радикально изменило климат. Ну а поднятое в атмосферу огромное количество воды обеспечило загадочное окисление углерода в океанах, наблюдаемое в осадочных породах того времени. Последующая реорганизация климата стала, как ему кажется, краеугольным камнем последующего всплеска биоразнообразия. «Я не говорю, что теория столкновения на сто процентов верна, — осторожен в суждениях учёный. — Но всё это множество необычных перемен имело место практически одновременно, и самое убедительное из них — смена распределения ледяных массивов от тропиков до полюсов».

Речь идёт об известной гипотезе «Земля-снежок», согласно которой геологов не обманывают их глаза, ибо они действительно наблюдают ледниковые отложения в экваториальных и тропических зонах 600–700-миллионолетней давности. Грант Янг обращает внимание, что для этого периода (полного оледенения планеты) трудно найти непротиворечивое объяснение, совместимое с кажущимся отсутствием всепланетных оледенений во всей остальной истории Земли. Более того, уверяет геолог, убедительных свидетельств наличия в это же время следов ледников в полярных регионах нет.

Земля в эпоху тропических оледенений в представлении художника (иллюстрация MIT). Суть идеи, казалось бы, не нова: в 1975 году Джордж Уильямс (George Williams) из Аделаидского университета (Австралия) предположил, что в докембрийские времена планета имела угол наклона оси, значительно превышающий нынешний (23,5°), а именно около 54°. По его мысли, такой наклон мог быть создан титаническим столкновением двух планет, Земли и Тейи, которое произошло более четырёх миллиардов лет назад. Автор нынешней гипотезы полагает, что в этом пазле не хватало лишь завершающего элемента — другого мощного столкновения, случившегося 570 млн лет тому назад. До него из-за нелепого наклона земной оси экваториальные и тропические области часто освещались хуже полярных и тех же высоких широт. В итоге там образовывались «полярные» шапки... То есть, напротив, тропические ледяные шапки, как бы странно это ни звучало. Такой же наклон оси на полюсах других планет Солнечной системы не приводит к разнице температур в силу высокой плотности атмосферы. Но для Земли того времени, когда плотность атмосферы, судя по всему, была близка к нынешней, столь внушительный наклон не мог закончиться без серьёзных климатических последствий.

В 1990-х геологи нашли забавную аномалию в изотопном составе углерода в породах, впервые обнаруженных поблизости от Шурама в Омане. В тех скалах отношение углерода-13 к углероду-12 было самым низким изо всех когда-либо обнаруженных на планете. Позже этот резкий сбой в соотношениях так называемого органического и обычного углерода был выявлен в отложениях той поры по всему свету. Единственный логичный вывод изо всего этого напрашивается сам собой: что-то произошло с Мировым океаном. Сходные, хотя и более слабые спады в соотношениях изотопов уже случались, но все они ассоциировались с оледенением. Шурамская аномалия с оледенением напрямую не увязывалась. Следовательно, за окисление океанского углерода отвечало что-то другое, хотя попытки найти это «что-то» пока не привели к успеху. Согласно теории г-на Янга, окисление случилось само собой, когда огромные количества воды оказались в атмосфере, в контакте с кислородом.

Это событие, считает исследователь, должно было вызвать временное затопление обширных областей и образование русел огромных, хотя и короткоживущих, рек. Именно такими руслами он считает близкие по моменту формирования каньоны в Уругвае, Южной Австралии и Калифорнии — эдакие «шпигаты» для стока огромного количества воды, выпавшей в виде осадков в глубине континентов и «стремившейся» вернуться обратно в море.

Исходя из этого, дальнейший бум в развитии жизни был ожидаем. Потоки воды с континентов обогатили море огромным количеством самых разных минералов, а резко стабилизировавшийся климат вызвал к жизни тёплые водоемы по всей Земле, что подтолкнуло развитие всего живого. «Важные биологические инновации этого периода, обычно относимые к теории "Земли-снежка", могут быть связаны с большими переменами в окружающей среде, которые сопровождали предполагаемый сценарий столкновения с падением крупного небесного тела в океан, — пишет Грант Янг. — Если ударная природа аномалии Шурама верна, её всесторонние эффекты и "мгновенная" природа должны обеспечить один из самых полезных и точных маркеров в геологической летописи».

Легко догадаться, что большинство сторонников теории «Земли-снежка» в её нынешнем виде не будут в восторге от гипотезы г-на Янга. Что не менее важно, она не так проста в подтверждении, поскольку даже крупный удар, пришедшийся в воду, очень сложно отследить в силу понятных проблем с обнаружением ударного кратера.

Есть и другие «но». Удар такой силы (скорректировавший земную ось!), к тому же пришедшийся на тонкую океаническую кору, должен был пробить её. Следовательно, магма попала бы в атмосферу. И всё это хоть в какой-то степени должно было повлиять на геологию эпохи. Следы такого рода лишь предстоит обнаружить...

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Geological Society of America Today (доступен полный текст).

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследователи из Аделаиды попробовали оценить темпы эволюции во времена “кембрийского взрыва”, во времена которого между 540 – 520 миллионов лет назад появилось большинство современных групп животных.

На рисунке показан кусок дна кембрийского периода. Гигантский Anomalocaris исследует трилобитов, справа выглядывает Opabinia, а "ходячий кактус" Diania ползет снизу. Все эти существа, связанные с членистоногими (существа с экзоскелетами и сочлененными придатками, такие как насекомые, паукообразные и ракообразные).  Свои выводы они опубликовали в эту пятницу в журнале Current Biology как “Решение проблемы Дарвина” которое до их исследования не могло объяснить внезапное появление современных групп животных в палеонтологической летописи начала кембрийского  периода.

"Резкое появление десятков групп животных в течение этого времени, возможно является самым важным эволюционным событием после возникновения жизни", говорит ведущий автор доцент Майкл Ли из Университета Школы Аделаиды Земли и Экологических Наук Музея Южной Австралии.

Современный представитель членистоногих (многоножка Cormocephalus) ползет над её 515 миллионов-летним родственником, жившем во времена Кембрийского взрыва (trilobite Estaingia).“Эти, казалось бы невероятно быстрые темпы эволюции произошедшие во времена кембрийского взрыва” давно используют противники современной теории эволюции. Даже сам Дарвин считал, что это шло вразрез с нормальным эволюционным процессом.

"Однако из-за плохого состояния древних окаменелостей, никто не был в состоянии точно измерить темпы эволюции в этот критический интервал, часто называемым Большим взрывом.

“В этом исследовании мы показали, что скорость морфологической и генетической эволюции во времена кембрийского взрыва была в пять раз быстрее, чем сегодня, что довольно быстро, но вполне согласуемо с теорией эволюции Дарвина."

Выбрав для изучения различных представителей членистоногих животных (насекомых, ракообразных, паукообразных и их родственников), изучив их анатомические и генетические различия между современными членистоногими и их предками, исследователи смогли составить математическую модель скорости их эволюции. Моделирование показало, что умеренно ускоренной эволюции было достаточно, чтобы объяснить, казалось бы, неожиданное появление многих групп развитых животных в палеонтологической летописи, во время кембрийского взрыва.

 “В этот период кембрия появились большинство из современных признаков, связанных с этой группой животных – жесткий панцирь, членистые ноги и фасеточные глаза, являющиеся общими признаками всех членистоногих. Мы даже находим среди окаменелостей первое проявление усов, которые сейчас можем наблюдать у современных представителей насекомых, многоножек и омаров, а так же самые ранние кусающие челюсти” рассказывает соавтор исследования д-р Грег Эджкум музея Естественной Истории.

Исирчник: Phys.org

Причины, по которым кембрийский период истории Земли сопровождался небывалым ростом разнообразия животных, наконец названы. По мнению американских ученых, «кембрийский взрыв» состоялся благодаря сочетанию двух ведущих факторов – появлению хищников и увеличению содержания кислорода в атмосфере.

Животный мир кембрийского периода До последнего времени у палеонтологов было две независимых гипотезы о том, что же являлось движущей силой кембрийского видообразования. По одной из них, повышение уровня кислорода в воде дало животным энергетическую возможность развивать все более сложные планы строения. По другой – движущей силой роста разнообразия стала конкуренция между живыми существами, вызвавшая к жизни в том числе и монстров Берджесской фауны.

 "Между сторонниками этих двух гипотез всегда существовало некоторое напряжение, – рассказывает ведущий автор нового исследования Эрик Сперлинг, постдок Гарвардского университета. – Каждая сторона видела только свои собственные данные, что довольно распространено в науке".

 Новая статья Сперлинга объединяет обе существующие гипотезы. По мнению ученого, два вышеупомянутых фактора работали в кембрийском периоде одновременно, и синтез их влияния как раз и стал причиной взрывного роста разнообразия живых существ.

 "В кембрии существовали практически все важнейшие планы строения – от членистоногих до моллюсков и хордовых, к которым, кстати, принадлежит и человек, - сообщил Сперлинг. – "Кембрийский взрыв" стал самым значительным событием во всей эволюционной истории животных".

 Чтобы внести ясность в происходившее на нашей планете 540 млн лет назад, гарвардский ученый с группой соавторов занялся изучением современных областей моря, содержание кислорода в которых соответствует докембрийским показателям, составляя от 2% до 10% обычного уровня нашего времени. Хотя такие места довольно редки, они существуют и доступны для наблюдений.

 Как показала работа Сперлинга и его команды, в бескислородных зонах практически отсутствуют хищники, и их численность хорошо согласуется с содержанием кислорода в воде. "Это говорит о том, что в докембрийском океане с его малым количеством кислорода хищники встречались крайне редко", – уверен исследователь.

 Жизненные формы бескислородных зон, как правило, представляют собой микробов или очень мелких животных, дополняет его рассказ биологический океанограф Института океанографии Скриппса, профессор Лайза Левин. "Животные, которые там живут, питаются обломочным материалом, падающим сверху, или местными бактериями. Биологическое разнообразие в этих местах очень низкое", – отметила она.

 Однако по мере перемещения в области с более высоким содержанием кислорода начинает встречаться все больше разных хищников. Аналогично рост кислорода в кембрийском периоде подпитывал метаболические расходы на преследование добычи, пишут исследователи в своей статье. Напомним, что несомненные следы существования животных примерно на 200 млн лет старше кембрийского периода, но никаких молекулярных свидетельств хищничества не встречается вплоть до самого кембрия.

 Появившись на свет, хищники не ограничились одним лишь переходом на питание другими животными, например, планктоном. Они начали развивать челюсти для захвата и пережевывания добычи. Так была запущена "гонка вооружений" отношений хищник-жертва, ставшая движущей силой возникновения современного разнообразия живых существ. Защищая свои жизни, потенциальные жертвы изобрели раковины, а после оснастили их острыми шипами и длинными выростами.

 Настоящее помогает нам понять прошлое, открывая новые способы познания причин и деталей "кембрийского взрыва", пишет Live Science. А изучение роли кислорода в далеком прошлом дает также и возможность управлять изменениями океанской фауны в будущем.

 Статья "Oxygen, ecology, and the Cambrian radiation of animals" доступна на сайте PNAS.ORG

Истчонки: PaleoNews

В Марокко обнаружено сигарообразное существо, жившее около 520 млн лет назад. 

Вымерший вид Helicocystis moroccoensis обладает «характеристиками, которые делают его наиболее примитивным иглокожим с пятикратной симметрией», отмечает соавтор исследования Эндрю Смит из Музея естественной истории в Лондоне (Великобритания). Пятилучевая симметрия — обычное дело среди современных иглокожих: вспомним «пятиугольность» морских звёзд или пять «лепестков» плоского щитообразного ежа. 

Первобытное создание обладало способностью менять форму тела, превращаясь из тонкого и длинного в короткое и толстое. Исследователи полагают, что перед ними переходное животное, которое помогает понять, каким образом ранние иглокожие приобрели свою уникальную форму тела.

В 2012 году г-н Смит и его коллеги занимались раскопками осадочных отложений в горах Антиатлас. Найденные ими экземпляры жили у берегов древнего суперконтинента Гондвана в эпоху кембрийского взрыва — период, когда все создания, населявшие моря, то есть вся жизнь на планете, активно диверсифицировались. 

Одно из наиболее древних иглокожих, известных науке, — Helicoplacus, впервые обнаруженное в Белых горах Калифорнии, обладало спиральным, но асимметричным телом. А все современные иглокожие начинают развитие с личинок, у которых двусторонняя симметрия, что поднимает вопрос о том, как и когда возникла характерная пятилучевая симметрия. 

Helicocystis moroccoensis, названный в честь страны, где он был найден, отличался цилиндрическим телом длиной 4 см. Ротовое отверстие располагалось в верхней части чашечки из шероховатых пластин, которая заканчивалась небольшим стебельком. Существо обладало также решётчатым скелетом из кальцита. 

Свою форму это существо меняло благодаря спиральному расположению пяти амбулакров (канальцев), выходивших из ротового отверстия, открывавшегося и закрывавшегося для улавливания всего питательного, что плавало в воде. 

Helicocystis moroccoensis обнаружен в отложениях, содержащих несколько других странных иглокожих, форма тела которых варьируется от совершенно асимметричной до двусторонне симметричной. По-видимому, в период кембрийского взрыва иглокожие могли похвастаться огромным разнообразием — эволюция искала наиболее эффективные решения. И это всего лишь через 10 или 15 млн лет после «изобретения» кальцитового скелета! 

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв

Кембрийский период начался примерно 570 млн лет назад, возможно, несколько ранее, и продолжался 70 млн лет. Начало этому периоду положил поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке (рис. 2.2.1). Этот период стал временем расцвета эволюционных чудаков. Например, в морях обитали беспозвоночные с бронированными телами, сложными глазами и множеством ног, расположенными самым удивительным образом. 

Граница между докембрием и кембрием проходит по горным породам, в которых внезапно обнаруживается удивительное разнообразие окаменелостей животных с минеральными скелетами - результат "кембрийского взрыва" жизненных форм.

Рис. 2.2.1. Животные кембрийского периодаЖивотные, пока у них не сформировались твердые скелеты, очень редко сохранялись в виде окамснелостей. Соответственно и сведений о них дошло до нас крайне мало.

Но почему же у такого количества животных скелеты развились именно теперь, а не прежде, в докембрии? Создается впечатление, что для того, чтобы в организме животного откладывались минералы, необходимые для формирования скелета, требуется определенное количество кислорода. Возможно, концентрация кислорода в атмосфере стала достаточной для этого только в раннем кембрии.

Первые скелеты состояли в основном из карбоната кальция. Новые хищники поедали древние строматолитовые рифы, и те, разрушаясь, выбрасывали в воду океанов все больше и больше кальция, пригодного для формирования скелетов и раковин. Раковины и панцири не только служили надежной опорой организму животных, но и защищали их от появившихся вокруг в изобилии хищников.

Более жесткие скелеты позволяли животным перейти к новому образу жизни: они смогли приподниматься над донным илом, а стало быть, и быстрее передвигаться по морскому дну. Как только у животных развились членистые конечности, им стали доступны самые разнообразные способы передвижения, в том числе ходьба и плавание. Щетинистые конечности годились также для фильтрования пищи из морской воды, а членистые ротовые органы открывали новые возможности для захватывания добычи.

Кембрийский эволюционный взрыв - одна из величайших загадок в истории развития жизни на Земле. Понадобилось 2,5 млрд лет, чтобы простейшие клетки развились в более сложные эукариотные клетки, и еще 700 млн лет для возникновения первых многоклеточных организмов. А затем, всего за какие-то 100 млн лет, мир оказался заселен невероятным разноооразием многоклеточных животных. С тех пор за более чем 500 млн лет на Земле не появилось ни одного нового типа (принципиально иного строения тела) животных.

В кембрийский период на Земле существовали громадные области, занятые континентальным шельфом, или материковыми отмелями. Здесь создались идеальные условия для жизни: дно, покрытое слоем мягкого ила, и теплая вода. К этому времени в атмосфере образовалось много кислорода, хотя его и боыло меньше, чем сегодня. Развитие твердых покровов привело к появлению новых жизненных форм, таких, как членистоногие, артроподы. Животным понадобились новые способы защиты от новых высокоорганизованных хищников. Улучшились средства их защиты - и уже хищникам пришлось вырабатывать новые методы охоты, чтобы преодолеть сопротивление жертвы.[1]

Рис. 2.2.2. Реконструкция морского дна на мелководье позднего кембрия.На протяжении кембрийского периода уровень моря неоднократно повышался и понижался. При этом некоторые популяции вымирали, а места их обитания занимали другие животные, которым, в свою очередь, приходилось приспосабливаться к новым условиям жизни. Со временем животные кембрия (рис. 2.2.2) осваивали все новые, более и более специализированные способы питания. Животный мир становился разнообразнее, и все больше видов животных могло существовать бок о бок, не претендуя на пищевые ресурсы соседей. Никогда больше на нашей планете не будет такого количества незанятых экологических ниш и столь слабой конкуренции между видами - иными словами, столь неограниченных возможностей для экспериментирования со стороны природы.

Создается такое впечатление, что в ходе "эволюционного взрыва" кембрийского периода природа чуть ли не намеренно экспериментировала с огромным количеством самых разных жизненных форм. Правда, в итоге лишь очень немногие из них дожили до наших дней. В течение кембрия возникло множество странных типов и "проектов" строения животных, которые давно исчезли с лица нашей планеты. Были в то время и многие хорошо знакомые нам группы животных. В сущности, к концу кембрийского периода появились практически все нынешние типы твердотелых животных. Некоторые животные жившие в это время уже обладали довольно сложным мозгом, сравнимым с мозгом современных насекомых и некоторых ракообразных.

Так почему же с тех пор эволюция не породила новые типы животных? Может, в их генетической структуре произошли какие-то изменения и они утратили способность к столь быстрой трансформации? Или же великое разнообразие видов создало сильнейшую межвидовую конкуренцию, оставляющую слишком мало возможностей для экспериментаторства? Несомненно одно: в наши дни любую освободившуюся экологическую нишу моментально заполняют уже существующие животные, отлично приспособленные к данной среде обитания.

 Рис. 2.2.3. Трилобиты.Эволюционный взрыв раннего кембрия произвел на свет множество разнообразных существ. Важнейшие из них - трилобиты (рис. 2.2.3), членистоногие животные, во многом похожие на современных мечехвостов. Их тела были покрыты щитообразными панцирями. Большинство ранних трилобитов обитало на морском дне, однако некоторые плавали в воде над поверхностью дна и, вполне возможно, охотились на своих сородичей, живших в иле. Трилобиты были также первыми из известных нам животных с высокоразвитым зрением. Подобно глазам современных насекомых и ракообразных, глаза трилобитов были сложными и состояли из скоплений крохотных линз. Линзы эти оказались достаточно прочными, чтобы сохраниться в ископаемом виде.

Вместе с трилобитами в кембрийском периоде, лопастеногие - предки членистоногих к которым относятся современные насекомые, ракообразные и паукообразные обзаводятся твердым скелетом. Процесс появления экзоскелета насекомых начался с конечностей проживавших тогда их предков, таких, как "ходящий кактус" (Diania cactiformis) [2], а для добычи пищи многие из них использовали особые ножки.

 Рис. 2.2.4 Морская фауна кембрийского периода.В морской воде обитало и множество других организмов (рис. 2.2.4). Они образовывали пищевую цепь (последовательность живых существ, служащих пищей друг другу), в основе которой находились миллионы плавающих водорослей и микроскопических животных. Некоторые из них, например фораминиферы и примитивные креветки, появившиеся еще в докембрии, постепенно выработали твердые покровы. Морские волны переносили с места на место медуз и родственных им животных, а к концу кембрийского периода в морях появились и весьма высокоорганизованные хищники - такие, как головоногие моллюски являвшиеся предками современных осьминогов и кальмаров или примитивные панцирные рыбы. Предки современных осьминогов были небольшого размера -2-5 см как например нектокарис (Nectocaris pteryx) [3].

В донном иле копошились многочисленные черви, питавшиеся падалью, примитивные моллюски, похожие на современных блюдечек и морских улиток, а также брахиоподы - животные с двустворчатыми раковинами, что-то вроде двустворчатых моллюсков на стебельке, которые извлекают пищу из окружающей их воды. Над морским дном колыхались целые леса морских перьев, тщательно фильтрующих воду, тюльпанообразных Cotyledion tylodes и Siphusauctum gregarium, различные виды перистожаберных, а в тихих водах обитали хрупкие стекловидные губки. К концу периода появилось множество различных иглокожих, в том числе морские звезды и морские ежи. С этого же периода известны и первые норы прорытые животными и использовавшиеся для кладки икы [4].

Ближе к концу кембрийского периода появляются первые ядовитые животные - конодонты (conodonts) у которых имелись ядовитые зубы с продольными канавками [5].

Рис. 2.2.5. Кембрийский период. Архиоциаты, Микродиктион и Томмотия.Хищники усердно разрушали древние докембрийские строматолитные рифы, однако за работу уже взялись новые неутомимые производители известняка. Это были археоциаты (рис. 2.2.5), примитивные губкообразные организмы, которые, однако, быстро распространились по всему миру и эволюционировали во множество различных видов. Археоциаты, в свою очередь, внезапно пришли в упадок и полностью вымерли в середине кембрия, но к тому времени в морях появились первые кораллы - правда, они еще не начали строить рифы.

Рис. 2.2.6. Реконструкция кембрийского хищника Peytoia (Laggania)Самыми крупным хищником обитавшем в морях кембрийского периода являлись аномалокариды. Размеры некоторых из них, как например Peytoia в конце кембрия достигали одного метра (рис. 2.2.6) [6], а размеры похожего на гусеницу с 33 ногами и имевшего мягкую раковину на спине Tegopelte gigas - 30 см.[7]

Конец кембрия ознаменовался новой ледниковой эпохой. Уровень моря резко понизился. Это привело к уничтожению многих природных зон и, соответственно, вымиранию многих видов животных.

Первое хордовое животное рыба была с хвостовым плавником, V-образными группами мышц и некой структурой, напоминающающую ротовую часть бесчелюстной рыбы, с зубами из дентина и эмали, как у позвоночных. К концу периода возникли и первые позвоночные, так называемые птераспидные рыбы.

Помимо всего прочего, в кембрии появились первые хордовые животные, представители той самой группы, эволюция которой в конечном итоге привела к возникновению на Земле человека. Все хордовые на каком-то этапе своего развития имеют жаберные щели и четко выделенную нервную трубку, идущую вдоль спины, по обе стороны которой располагаются парные группы мышц. В дальнейшем вокруг нервной трубки образуется костный позвоночник или хребет, отчего высшие хордовые получили название позвоночных животных. Часть такого хребта, тянущаяся за анальным отверстием животного, называется хвостом. Хордовые также имеют жесткую хрящевую струну (хорду), проходящую вдоль спины животного на определенном этапе его жизненного цикла. Хорда и по сей день присутствует у зародышей позвоночных, включая человека.

Рис. 2.2.7. Первое хордовое животное - Пикайю.В кембрии предположительно существовали три группы ранних хордовых. У всех них была рыбообразная форма, а спинная нервная трубка переходила в длинный хвост, приводимый в движение V-образными группами мышц. Прямо за головой располагались жаберные щели. Похожие животные обитают на Земле и в наши дни - это напоминающие головастиков личинки асцидий и взрослые ланцетники.

Первым кандидатом в предки всех хордовых можно считать маленькое рыбообразное животное пикайю из бургесских глинистых сланцев (рис. 2.2.7). Внешне оно походило на ланцетника, с длинной твердой полосой вдоль всего тела и отдельными сегментами, похожими на группы мышц. [8]

Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв

<< Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария)  <<

 |>> Животный мир ордовика >>

 А.С.Антоненко

Примерно 542 млн лет назад в геологической летописи появляется огромное количество животных с панцирем и скелетом. Они настолько разнообразны, что в специализированной литературе даже возникло такое понятие, как кембрийский взрыв.

Панцирь меллопегмы — моллюска, жившего в раннем кембрии (здесь и ниже фото авторов работы) Американские геологи предложили новый взгляд на временную шкалу этого феномена.

Ещё Чарльз Дарвин в книге «О происхождении видов» выражал обеспокоенность тем, что столь внезапное возникновение новых форм жизни не согласовывается с его теорией эволюции, и предполагал, что данные геологической летописи просто неполны. «Новая попытка датировки и установления взаимосвязей между отложениями устраняет проблему короткого взрыва, — говорит соавтор исследования Сюзанна Портер из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. — Появление самых ранних животных с формирующимся скелетом оказывается растянутым более чем на 20 млн лет».

Один из защитных шипов загадочного животного из семейства Chancelloriidae. Тоже ранний кембрий «Считалось, что кембрийская диверсификация животного мира началась со взрывной фазы в начале томмотского яруса, который находится на 17 млн лет выше основы кембрия, — поясняет ведущий автор исследования Адам Малуф из Принстонского университета. — Для проверки этой идеи мы сопоставили самые ранние кембрийские данные о разнообразии изотопов углерода в Сибири, Монголии и Китае с данными пяти радиометрических эпох Марокко, перемежаемых пластами вулканического пепла». Этот временной интервал охватывает 542–520 млн лет назад.

Такой подход позволяет обойти порочный круг, связанный с использованием окаменелостей для корреляции пород и последующим применением полученной корреляции для выводов о биологической истории. 

По словам г-жи Портер, учёным удалось не только уточнить временную шкалу ранней стадии эволюции животного мира, но и получить заслуживающие большего доверия данные об уровне моря, углеродном цикле и химии окислительно-восстановительной реакции Мирового океана — всё это благодаря тем же отложениям, содержащим ранние животные окаменелости. Результаты свидетельствуют о том, что ранние скелетные животные возникли в течение продолжавшегося 20 млн лет периода повышения уровня моря и более активного процесса окисления на стыке воды и отложений на мелководье.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geological Society of America Bulletin. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА