В палеонтологическом местонахождении, обнаруженном в юго-западной китайской провинции Юньнань, найдено более 700 ископаемых образцов, которые заставляют переосмыслить начальные главы истории сложной животной жизни на Земле.
Исследование, проведенное учеными из Музея естественной истории Оксфордского университета и Университета Юньнань и опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что многие ключевые группы животных существовали еще до начала кембрийского периода, отодвигая, по меньшей мере, на четыре миллиона лет момент великой диверсификации, известной как кембрийский взрыв.
До сих пор считалось, что одно из самых значительных событий в геологической истории — стремительное увеличение сложности и разнообразия организмов от более простых форм жизни — произошло в начале кембрийского периода, приблизительно 535 миллионов лет назад.
Новое исследование сдвигает эту хронологию назад, к концу эдиакарского периода, помещая появление этих сложных животных в временной интервал от 554 до 539 миллионов лет назад.
Гаоронг Ли, ведущий автор исследования, который на момент проведения исследования работал в Юньнаньском университете, а сейчас трудится в Оксфордском университетском музее естественной истории, объяснил, что это открытие заполняет важный пробел в изучении самых ранних этапов диверсификации животных.
По словам Ли, впервые было доказано, что многие сложные животные, которые обычно встречались только в кембрийском периоде, уже присутствовали в эдиакарском периоде, а это значит, что они эволюционировали гораздо раньше, чем указывали предыдущие ископаемые свидетельства.
На этом участке, получившем название «Биота Цзянчуань», обнаружено разнообразное сообщество эдиакарских организмов, включающее как новые, ранее не описанные формы животных, так и группы, известные еще с кембрийского периода.
Международная группа исследователей, в частности, идентифицировала окаменелости, которые считаются древнейшими известными родственниками дейтеростомов — большой группы, которая сегодня включает в себя позвоночных, таких как человек и рыба. Эти новые окаменелости впервые относят дейтеростомов к эдиакарскому периоду.
Среди найденных образцов были предки современных морских звезд и их ближайшие родственники — желудевые черви, группа, известная как Ambulacraria . Эти окаменелости имеют U-образное тело и прикреплялись ко дну моря с помощью стебелька, а на голове у них была пара щупалец, которые они использовали для захвата пищи.
Фрэнки Данн, соавтор исследования и научный сотрудник Музея естественной истории Оксфордского университета, отметил, что присутствие этих амбулакрарианцев в эдиакарском периоде особенно интересно, добавив, что они уже обнаружили окаменелости, являющиеся дальними родственниками морских звезд и морских огурцов, и что они продолжают поиски новых.
Данн также подчеркнул, что обнаружение окаменелостей амбулакрарий в биоте Цзянчуань неизбежно подразумевает, что хордовые — животные с позвоночным столбом — также должны были существовать в то же время.
Среди ископаемых останков были и другие группы предковых животных, в том числе червеобразные двусторонне-симметричные животные, некоторые из которых демонстрировали сложные приспособления к питанию, а также редкие экземпляры, интерпретируемые как примитивные гребневики, обычно известные как гребневики.
Многие экземпляры демонстрировали необычные сочетания анатомических особенностей, таких как щупальца, стебельки, прикрепительные диски и структуры для питания, способные к инверсии, которые не встречаются ни у одного известного вида эдиакарского или кембрийского периода. Сама доктор Данн отметила, в качестве иллюстрации, что один из экземпляров очень напоминает песчаного червя из романа «Дюна».
Люк Парри с кафедры наук о Земле Оксфордского университета и соавтор работы назвал это открытие чрезвычайно захватывающим, поскольку оно раскрывает переходное сообщество: странный мир эдиакарского периода сменяется кембрийским, последующим периодом, в котором животных гораздо легче классифицировать по группам, существующим сегодня. Парри добавил, что, когда они впервые увидели образцы, стало ясно, что это нечто совершенно уникальное и неожиданное.
Эти новые открытия помогают разрешить давнюю проблему в эволюционной биологии. Хотя молекулярные исследования и следы ископаемых предполагали, что линии животных диверсифицировались гораздо раньше кембрийского взрыва, ископаемые остатки многих из этих сложных групп животных до сих пор отсутствовали в эдиакарском периоде. Биота Цзянчуань предоставляет именно эти недостающие доказательства.
В отличие от большинства эдиакарских местонахождений, где организмы сохраняются в основном в виде отпечатков на поверхностях песчаника, окаменелости из Цзянчуаня сохранились в виде углеродистых пленок, что более характерно для известных кембрийских местонахождений, таких как Берджесс-Шейл в Канаде.
Исключительная сохранность позволяет обнаружить анатомические детали, такие как структуры питания, пищеварительные тракты и органы передвижения. Росс Андерсон из Музея естественной истории Оксфордского университета и соавтор исследования отметил, что полученные результаты позволяют предположить, что кажущееся отсутствие этих групп сложных животных на других эдиакарских стоянках может отражать различия в сохранности, а не истинное биологическое отсутствие. Андерсон объяснил, что углеродистые отпечатки, подобные тем, что были обнаружены в Цзянчуане, редко встречаются в породах этого возраста, что делает возможным, что подобные сообщества просто не сохранились в других местах.
Новые окаменелости были обнаружены исследовательской группой из Юньнаньского университета под руководством профессора Пейюнь Цун и Фань Вэя, которые почти десять лет занимались поиском разнообразных окаменелостей животных эдиакарского периода. Было известно, что в горных породах восточной Юньнани уже встречаются окаменелости, но до сих пор обнаруживались только остатки водорослей, а не животных. Фань Вэй заявил, что после многолетних полевых работ они наконец нашли несколько участков с подходящими условиями, где окаменелости животных сохранились наряду с обильным количеством водорослей.
Профессор Фэн Тан из Китайской академии геологических наук в Пекине, чья предыдущая работа на этом участке вдохновила команду на десятилетние полевые исследования, заявил, что новые окаменелости предоставляют наиболее убедительные доказательства присутствия разнообразных двусторонне-симметричных животных в конце эдиакарского периода — доказательства, которые исследователи искали десятилетиями.
