Чому м’які організми майже не зберігаються
Істоти без твердих панцирів або кісток, такі як медузи, майже ніколи не виживають у палеонтологічних літописах. Збереження стає ще складнішим у пісковику, породі, що складається з грубих зерен, які легко пропускають воду та зазвичай формуються в турбулентному середовищі, сформованому хвилями та штормами. Ці умови зазвичай знищують делікатні біологічні останки задовго до того, як вони можуть скам’яніти.
Загадка едіакарського періоду
Однак приблизно 570 мільйонів років тому, протягом розділу історії Землі, відомого як едіакарський період, сталося щось надзвичайне. М’якотілі організми, що жили на морському дні, були поховані під піском і збережені з надзвичайною точністю, залишивши після себе детальні скам’янілості, які перевершують очікування.
Глобальна таємниця едіакарської біоти
Сьогодні скам’янілості цих організмів, які разом називають едіакарською біотою, були виявлені на місцях по всьому світу. Їх незвичайна збереженість викликала жвавий інтерес у вчених, які хочуть зрозуміти, як такі тендітні форми життя були так чітко зафіксовані в пісковику. Розв’язання цієї головоломки може допомогти прояснити важливий відсутній розділ в історії великого, видимого життя на Землі.
Незвичайні форми життя давнього океану
«Едіакарська біота виглядає абсолютно дивно. Деякі з них мають трирадіальну симетрію, деякі мають спіральні рукави, деякі мають фрактальне візерунок», — каже доктор Лідія Тархан, палеонтолог Єльського університету. «Коли вперше дивишся на них, дуже важко зрозуміти, де їх розмістити на дереві життя».
Едіакарська біота і Кембрійський вибух
Ці організми жили лише за десятки мільйонів років до Кембрійського вибуху, ключового періоду, який розпочався близько 540 мільйонів років тому та ознаменував швидке зростання складного та різноманітного тваринного світу. Довгий час вважалося, що ця подія являє собою раптовий біологічний прорив. Однак дослідники все частіше розглядають це як кульмінацію набагато тривалішого накопичення.
Тархан описує цей процес як «довгий запобіжник», де едіакарська біота представляє важливу ранню фазу поступового розширення розміру, складності та екологічних ролей серед тварин.
Нові дослідження процесу скам’яніння
Розуміння того, як ці організми збереглися, є важливим для інтерпретації їхнього місця в еволюції та для вивчення того, як виникло раннє складне життя. Нещодавнє дослідження, проведене Тархан та її колегами, опубліковане минулого місяця в журналі Geology під назвою «Автигенні глини сформували виняткове скам’яніння в стилі едіакар», пропонує нове розуміння цього процесу.
«Якщо ми хочемо зрозуміти походження складного життя на Землі, едіакарська біота дійсно займає критичну точку на цій траєкторії», — каже Тархан. «Неймовірно важливо, не лише для едіакарської біоти, але й для всіх винятково збережених скам’янілостей, щоб ми спробували з’ясувати, які механізми стоять за цим винятковим скам’янінням, щоб ми могли краще оцінити, якою мірою ці скам’янілості забезпечують точне відображення життя на стародавньому морському дні».
Аналіз ізотопів літію у скам’янілостях
Щоб дослідити, що відбувалося під час поховання та скам’яніння, команда Тархана використала інноваційний хімічний підхід. Вони проаналізували ізотопи літію в скам’янілостях едіакарських решток, зібраних на Ньюфаундленді та північному заході Канади, вивчаючи зразки, що збереглися як у піщаних, так і в мулистих відкладеннях.
Ці ізотопи допомогли визначити, чи відігравали глинисті мінерали певну роль у скам’янінні, і чи походять ці глини з суші, відомі як уламкові глини, чи утворилися безпосередньо в межах морського дна, відомі як аутигенні глини.
Як глини зберегли м’які тканини
Результати показали, що частинки уламкової глини вже були присутні в осаді, який покривав організми. Ці частинки потім утворювали поверхні, де нові глини могли утворюватися безпосередньо в межах морського дна. Підживлювані морською водою, багатою на кремнезем та залізо, а також незвичайною хімією едіакарських океанів, ці автигенні глини росли навколо похованих організмів.
Фактично, глини діяли як природний цемент, зв’язуючи піщинки разом та зберігаючи детальні контури та відбитки м’яких тканин у пісковику.
Чому ці копалини змогли вижити
Це відкриття ставить під сумнів давню ідею про те, що едіакарська біота збереглася, тому що їхні тіла були надзвичайно міцними або хімічно стійкими. Натомість, їхнє виживання в палеонтологічних літописах, здається, залежить від умов навколишнього середовища, а не від біологічної довговічності.
За словами Тархан та її колег, саме хімія давньої морської води та осадових порід зробила можливим це виняткове збереження.
Значення відкриття для історії життя
Тархан планує застосувати той самий метод ізотопів літію до скам’янілостей з інших регіонів та періодів часу, щоб побачити, чи подібні процеси діяли в інших місцях. Навіть зараз результати дають чіткіше уявлення про Землю у вирішальний момент еволюції тваринного світу.
«Важко переоцінити, наскільки драматичною є зміна від малих та мікробних форм життя, які домінували в більшій частині докембрію, до значного зростання розмірів та складності», що спостерігається в Едіакарській біоті та Кембрійському вибуху, каже Тархан. «Чітніше розуміння процесів, відповідальних за скам’яніння в цей інтервал, дозволить нам більш надійно оцінити давні гіпотези щодо рушійних сил не лише появи Едіакарської біоти, але й її подальшого зникнення наприкінці Едіакарського періоду».
Джерело: ScienceDaily
