Вместо кембрийского взрыва был обычный салют

Вы помните тот громкий хлопок около 541 млн лет назад, на границе протерозоя и фанерозоя. Казалось бы, ничего не предвещало: вместо понятных животных по дну морей ползало не пойми что, а то и вовсе не ползало, а тупо лежало, сопело, фильтровало. Как вдруг вся эта живность резко начала эволюционировать: появились разномастные хищники и жертвы, у многих открылись глаза, раскрылись челюсти, отросли лапки, наросла ракушка. От внезапного изобилия новшеств у вас закружилась голова и вы потеряли сознание. Когда же очнулись – вокруг вас сновали понятные животные. Не похожие на сегодняшних, но все же более-менее понятные. Относящиеся к существующим поныне типам. Докембрийские фиговинки исчезли. Занималась кембрийская заря.

Опабиния поймала пикайю. Кембрийский период. Иллюстрация: Юрий Приймак.

Та революция животного царства, продолжавшаяся примерно два десятка миллионов лет (а это довольно быстро по геологическим меркам), сегодня известна как кембрийский взрыв. «Наверно, самое важное биологическое событие после возникновения жизни», «самая значимая геобиологическая революция за последний миллиард лет», «эволюционный Большой взрыв» – ученые не скупятся на восторги и умиления. Но возможно, на самом деле все было не столь однозначно. И не столь одномоментно.

Вместо классического взрыва жизнь на планете испытала череду равнозначных эксплозий, полагают британские специалисты во главе с геологом Рейчел Вуд из Эдинбургского университета. При этом всякий раз фауна менялась постепенно, а не замещала резко предыдущую. «Очень сложно выделить отдельный кембрийский взрыв, – говорит Вуд. – Более плодотворно размышлять о нем как об очень длительном сюжете, где изменения начались задолго до начала кембрия и продолжались долго после». Иными словами, взрыв биоразнообразия в самом начале кембрийского периода – всего лишь один из залпов продолжительного салюта в честь нового эона – фанерозоя.

Эдиакарская биота. Иллюстрация: Franz Anthony.

Сложноустроенные организмы существовали и до кембрия, в эдиакарии – так называемая эдиакарская (вендская) биота. Судя по окаменелостям, это были рифленые диски, перьевидные пластинки, дольчатые мешочки и другие необычные формы – хотя это лишь интерпретации отпечатков, сохранившихся фрагментов, и мы можем никогда не узнать, как истинные эдиакарцы выглядели на самом деле. Некоторые из них, например Dickinsonia, точно были животными, другие же могли быть колониями бактерий или чем-нибудь еще. Впрочем, молекулярные данные подсказывают, что животный мир существовал и начинал диверсифицироваться еще в предыдущем периоде – криогении, около 800 млн лет назад, так что эдиакарская биота с большой долей вероятности и в значительной мере являлась фауной. Ну, кем бы ни были те существа, кембрийский взрыв, кажется, всех их уничтожил.

Всех, да не всех. К примеру, новые находки кембрийского животного Stromatoveris из Китая возрастом 518 млн лет позволили определить их в группу Petalonamae, представители которой жили в эдиакарии и относятся палеонтологами к эдиакарской биоте. Согласно выводам ученых, петалонамы определенно являлись животными и некоторые из них смогли пережить границу эонов и еще два десятка миллионов лет просуществовать в кембрии! И таких пережиточных групп, по мнению Вуд, могло быть множество.

В то же время некоторые характерные кембрийские новшества в действительности появились еще в эдиакарском периоде. Следы ползания и рытья – признак активной подвижности – встречаются в ископаемой летописи за 25 млн лет до начала кембрия. Твердые раковины и другие формы скелета также появились до «взрыва», а иногда на них можно разглядеть дырки, как будто животинок убили какие-то сверлящие хищники. Подвижность, скелет, хищничество – все это было частью «крещендо, которое началось в эдиакарии», как выражается Вуд. Преемственность эдиакарской и кембрийской биот становится все более очевидной, и чем больше мы смотрим на кембрийский взрыв, тем менее взрывным он выглядит.

Эдиакарская биота с указанием действующих лиц. Иллюстрация: Franz Anthony.

Опять же, говоря об эдиакарской биоте, специалисты понимают, что она не была однородной на протяжении десятков миллионов лет. В ней выделяются три фаунистических комплекса, которые волнами сменяли друг друга. Авалонская фауна (571–555 млн лет назад), чье появление объясняют так называемым авалонским взрывом, включала в себя статичных, прикрепленных к субстрату существ, таких как перьевидная петалонамка Charnia и мышечная вазочка Haootia, вероятное животное из типа стрекающих. Беломорская фауна (560–551 млн лет назад) была уже подвижной, к ней относятся упомянутая выше Dickinsonia и раковинная тварюшка Kimberella, возможный моллюск. Фауна Нама (555–541 млн лет назад) была представлена, например, сидячими трубковидными червякоидами Corumbella и Cloudina – последняя, к слову, уже обладала минерализованным скелетом, и это ее периодически дырявили насмерть таинственные эдиакарские хищники.

Кембрийская биота тоже формировалась не единым накатом, а как минимум в две фазы: 545–513 млн лет назад и 537–505 млн лет назад. Так, моллюски принялись активно эволюционировать в начале кембрия, однако спустя тридцать миллионов лет этот запал их эволюции сошел на нет и большинство из тех ранних групп вымерло. Знакомые нам группы моллюсков – двустворчатые, брюхоногие и головоногие – это результат более поздней радиации. Другие животные из ветви Lophotrochozoa (помимо моллюсков к ним относятся брахиоподы, форониды, кольчатые черви, а также ряд родственных раннекембрийских типов) «взрывались» по тому же сценарию: сначала одни группы, затем другие, а первые вымирали в связи со снижением концентрации кислорода в океане.

Итого мы имеем пять «взрывных волн», три из которых прокатились по планете в эдиакарском периоде и еще две – в кембрийском, причем начало первой фазы так называемого кембрийского взрыва приходится опять-таки на поздний эдиакарий. Сама концепция «кембрийского взрыва» теряет смысл: скорее имела место эдиакарско-кембрийская серия взрывов. Или салют, если вам угодно. Процесс переформатирования животной жизни, растянувшийся на добрых 66 млн лет – ровно столько же, на минуточку, длится весь кайнозой!

Аномалокарис поймал опабинию. Кембрий. Иллюстрация: De Agostini.

Что же могло стать причиной такого эволюционного салюта? Общеизвестно, что в течение всего эдиакария концентрация кислорода в океане росла. Со временем это привело к ускорению обмена веществ у животных, возникновению подвижности, активной травоядности и хищничества, скелетной и субстратной революции, появлению множества новых экологических ниш, а следом и взрывному росту биоразнообразия. Именно так наука обычно объясняет кембрийский взрыв. Для объяснения эдиакарско-кембрийского салюта данный каскад событий тоже годится – с некоторыми уточнениями.

Кислород не накапливается в океане стабильно или равномерно. На протяжении эдиакария его уровень менялся в разные временные промежутки и в разных слоях и областях океанской толщи. Возможно, такие флуктуации и служили движущей силой эволюции для жителей океана, полагают Рейчел Вуд и коллеги. Время от времени возникали своеобразные кислородные оазисы, где эволюция новых видов в условиях изоляции шла бурными темпами, как на островах. Серийные динамические и глобальные изменения в уровне кислорода и поступлении питательных веществ вкупе с реакцией биоты на такие изменения могли приводить к многократным относительно резким сменам экосистем с последующими радиациями, отмечают авторы.


Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Nature Ecology & Evolution (Wood et al., 2019)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Панспермум: кембрийский взрыв из космоса и инопланетные яйца октопусов
Суша – остров инноваций
Кембрийские присоски липли попками к червям


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение