И этому факту палеонтологи и генетики обнаруживают все новые подтверждения. Используя ископаемые останки и генетическое датирование, ученые выдвинули совершенно разные кандидатуры на роль первого в мире животного. Сегодня на Земле обитают животные всех форм и размеров: от почти микроскопических существ, таких как тихоходки, до 80-футовых (25-метровых) синих китов. Эти организмы возникли и развивались на протяжении миллионов лет эволюции. Но какое животное было первым на планете?
Ответ на этот вопрос активно обсуждается учеными. Десятки различных исследований, в которых рассматривалось все, от эволюции хромосом с течением времени до древних окаменелостей, свели все к двум кандидатам: губкам и гребневикам.
Современный гребневик. Вопреки своему названию, эти организмы не являются медузами, исследования показывают, что они могут быть первыми существовавшими животными. Reinhard Dirscherl
Некоторые из лучших сведений о ранних животных получены из ископаемых, датируемых кембрийским периодом, который начался около 541 миллиона лет назад. В это время на Земле произошел всплеск новых видов во время кембрийского взрыва: всего за 10 миллионов лет внезапно появились сотни тысяч видов животных. Почти каждый тип плана тела животных, который существует сегодня, эволюционировал во время кембрийского взрыва, включая ранних членистоногих, моллюсков и даже хордовых, которые позже дали начало позвоночным. Прекрасно сохранившиеся образцы из горной породы, известной как сланец Берджесс в Британской Колумбии, дают нам окно в то, как выглядели эти ранние животные.
Но все эти виды не появились просто так, из ниоткуда. В 1950-х годах ранее обнаруженные окаменелости были идентифицированы как останки животных из эдиакарского периода, который длился примерно с 635 миллионов лет назад до начала кембрия 541 миллион лет назад.
Ископаемое трилобита из сланцев Берджесс в Британской Колумбии, Канада. Трилобиты были одними из многих животных, которые эволюционировали во время кембрийского взрыва. Crux Explorer
В отличие от твердых экзоскелетов, обнаруженных во многих кембрийских окаменелостях, животные, жившие в эдиакарский период, были в основном мягкотелыми, каплевидными животными, такими как книдарии — группа, в которую входят такие животные, как медузы и актинии, черви и, возможно, губки. Мягкие ткани чрезвычайно трудно сохранить, поскольку они разрушаются легче, чем кости или экзоскелеты. Это означает, что ископаемые останки эдиакарских животных не только скудны, но и гораздо сложнее поддаются анализу. Возможно, самым известным из них является червеобразное животное под названием Dickinsonia, которое выглядит как большая обеденная тарелка с ребристыми сегментами, исходящими из ее центра.
До этого все становится неясным. «За пределами эдиакарского периода никто на самом деле не ищет», — сказала Элизабет Тернер, палеобиолог из Университета Лаврентия в Онтарио, в интервью Live Science. Часть проблемы, как она объяснила, заключается в том, что ученые на самом деле не знают, что искать. «Мы приматы; мы распознаем образы», — сказала она. Она считает, что самые ранние окаменелости животных, вероятно, имели мало или вообще не имели узнаваемого образа.
Отпечатки, оставленные дикинсонией эдиакарского периода. Alizada Studios
Тернер представила то, что она предлагает как древнейшее известное животное — ископаемый образец того, что, по ее словам, является губкой возрастом 890 миллионов лет — в статье 2021 года в журнале Nature. Однако не все согласны с ее гипотезой.
Все упомянутые до сих пор доказательства о ранних животных получены из ископаемых, найденных в породах, которые можно датировать радиометрически с использованием их изотопов, которые деградируют с постоянной скоростью с течением времени. Но недавно новый метод, использующий модель, называемую молекулярными часами, приобрел известность. Основываясь на предположении, что гены мутируют с постоянной скоростью с течением времени, ученые могут анализировать геномы современных животных и прослеживать их до того момента, когда они впервые появились. Исследование 2023 года с использованием хромосомных данных современных гребневиков — также известных как гребневики — утверждает, что они были первыми известными животными, появившимися около 600–700 миллионов лет назад.
Фотография крупным планом структуры предполагаемой окаменелости губки, о которой Элизабет Тернер сообщила в своем исследовании в журнале Nature. Элизабет Тернер, Университет Лаврентия
Однако Ник Баттерфилд, палеогеобиолог из Кембриджского университета, сомневается в обеих теориях. Если бы 890 миллионов лет назад существовали животные, сказал он, мы бы увидели следы биоминерализации, при которой молекулы из органического вещества животных могут вызывать кристаллизацию окружающих минералов. Но самая ранняя известная биоминерализация датируется всего лишь 750 миллионами лет назад.
С другой стороны, Баттерфилд не уверен, дает ли исследование гребневиков конкретное доказательство того, что гребневики были самыми ранними животными. «Молекулярные часы не предоставляют данные; они предоставляют гипотезы», — сказал он. За эти годы исследования с использованием разных генов дали противоречивые результаты, поддерживающие либо гребневиков, либо губок. Поэтому Баттерфилд не решается отдать корону гребневикам, основываясь только на самом последнем исследовании.
Даже если предки гребневиков были первыми животными, Баттерфилд сомневается, что они выглядели так, как сейчас. Современные гребневики имеют сложные структуры, такие как мышечная и нервная системы, которых нет у более простых животных, таких как губки.
Сланцы Берджесс возрастом 500 миллионов лет являются средой обитания недавно идентифицированного вида. Гигантское двустворчатое членистоногое Balhuticaris voltae — отдаленно похожее на современных ракообразных — имеет уникальную внешнюю оболочку, или панцирь, который нависает над его передней частью, как висячие уши бассет-хаунда.
Животные из сланцев Берджесс занимают огромное место в общественном воображении, чему способствовала книга культового писателя-ученого Стивена Джея Гулда «Удивительная жизнь» 1989 года. Сланцы Берджесс — это огромное месторождение окаменелостей, которое датируется более чем 500 миллионами лет до кембрийского периода. Тогда огромное количество животных попало в нечто вроде оползня и сохранилось почти полностью. Это означает, что даже их мягкие ткани, обычно теряемые в процессе разложения, когда организмы подвергаются воздействию погоды, остались нетронутыми.
Кембрийский период, который относится к сланцам Берджесс, завершается Кембрийским взрывом непосредственно перед этим — непостижимо большим расцветом различных видов по всей планете — и массовыми вымираниями, которые последовали с интервалами после этого, включая то, которое позорно убило динозавров. Между этими массовыми вымираниями почти все виды на Земле были уничтожены в разные моменты, что затормозило нашу эволюцию до сегодняшнего дня.
Сланец Берджесс — это особый взгляд на почти неузнаваемое время флоры и фауны, с целыми семействами животных, которые на самом деле не могут быть связаны ни с чем, что существует сегодня. Новые виды постоянно изучаются и таксономизируются, и на сегодняшний день открыто более 200 видов. Рецензируемая статья, описывающая новейший вид, Balhuticaris voltae, опубликована в журнале Cell.
Balhuticaris огромен, объясняют авторы. «Этот вид имеет чрезвычайно удлиненное и многосегментное тело, несущее около 110 пар гомономных двуветвистых конечностей, самое большое количество среди кембрийских членистоногих, и при длине 245 мм он представляет собой одного из крупнейших известных кембрийских членистоногих».
Большинство известных нам двустворчатых членистоногих обычно меньше 10 сантиметров. Размер является важным экологическим фактором, связанным с тем, что и как ест животное. Гигантизм Balhuticaris говорит нам о том, что двустворчатые членистоногие исследовали различные экологические позиции, и может быть интересно понять, как взаимодействовали добыча и хищник в то время.
