Папоротники, кочаны, подушки: как выглядели самые первые животные на Земле?

Вряд ли мы сегодня узнаем, как из древних одноклеточных организмов развивалась жизнь на нашей планете. Однако некоторые находки ученых помогают хоть немного пролить свет на нашу историю. Сейчас они заняты исследованиями самых древних в истории Земли окаменелостей первых животных.

Древнейшие находки

На скалистом острое Ньюфаундленд, в юго-восточной его части, есть экологический заповедник под названием Ошибочная точка. Свое название он получил из-за того, что раньше очень многие моряки, ошибочно принимая эти скалы за другое место, направляли свои корабли к верной гибели. Сейчас это место помогает ученым разрешить одну из самых величайших загадок Земли - как и когда появились многоклеточные организмы? Ученые, под руководством палеобиолога и Оксфорда Фрэнки Данна, исследуют найденные среди скал окаменелости.

Возраст этих окаменелостей - примерно 570 миллионов лет. Они относятся к эдиакарию, геологическому периоду, предшествовавшему кембрию. В то время в результате серии извержений вулканов морское дно было покрыто слоем пепла, что позволило сохранить отпечатки животных того времени.

Данн сравнивает это с прогулкой по Помпеям, где можно увидеть призраков обитавших там существ, погребенных под вулканическим пеплом; по его мнению, это действительно невероятный опыт.

Первые животные

Окаменелости эдиакарского периода являются свидетельством переломного момента в истории Земли: до этого на протяжении 4 миллиардов лет в океанах жили только одноклеточные организмы, но внезапно живые существа стали более сложными. И они не были похожи на современных.

Они имели самую причудливую форму. Например, некоторые, такие как рандоморф, по своему виду были похожи на гигантские листовые папоротники. Других животных можно было принять за куст или кочан капусты. Кто-то был похож на бесформенные мешочки или тонкие стеганые подушки.

По словам Саймона Дарроча, палеонтолога из Университета Вандербильта, штат Теннесси, большая часть животные этого периода мягкотелые. У них еще не было способности к формированию раковин или скелетов, она появилась только в самом конце эдиакария.

Сложности идентификации

Странные формы тел долго сбивали с толку ученых, которые изо всех сил пытались определить, к какому классу живых организмов их нужно относить. В разные моменты истории они очень сильно отличались. Например, по словам Дарроча, в какой-то момент все эти организмы были медузами. А потом трансформировались в некое потерянное царство живых организмов, которое затем полностью вымерло. В течение 20 лет исследований ученые смогли установить, что большая часть из них все же была животными.

Что произошло с первыми животными

Это самая большая тайна, связанная с "эдиакарцами". Ученые уже знают, что животные появились на Земле примерно за 40 миллионов лет до так называемого «кембрийского взрыва» (появления скелетной фауны), который произошел 541 миллион лет назад, именно к этому периоду относятся окаменелости с останками первых в истории животных с плавниками, конечностями и скелетами. Они были предками многих современных животных.

Однако ученые до сих пор не знают, что произошло с "эдиакарцами". В определенные период времени они занимали обширные территории: эти окаменелости находили в разных местах, от России до Австралии и от Намибии до Китая. Однако, просуществовав примерно 30 миллионов лет, они неожиданно исчезли.

От вида к виду

Возможно, ученые смогут понять, что же произошло на самом деле, тщательно изучив окаменелости, известные под общим названием «Nama Group» и найденные в Южной Намибии. Примерно 560 миллионов лет назад на Земле закончился ледниковый период, и эта область оказалась под ледниковой водой, образовавшей мелкое море. До сих пор на поверхности скал там можно найти отпечатки животных, живших в то время. Именно в этом месте ученые зарегистрировали переход между эдиакарием и кембрием, периодом, когда произошел "демографический" взрыв в животном мире. Подобные исследования ученые проводили также и на территории Сибири.

Теория развития

В 2013 году Дарроч обнаружил места с остатками нор, это выглядело так, как будто эти первые животные добывали пищу, перекапывая морское дно.

Как сказал Дарроч, большинство эдиакарцев были довольно простыми животными - они не передвигались или не совершали большого количества действий, и они, как правило, жили рядом со своим источником пищи - склизкими микробными матами, найденными на морском дне.

Однако в Намибии, начиная с 540 миллионов лет тому, наблюдается неуклонное увеличение интенсивности и разнообразия различных способов закапывания, что говорит о том, что животные стали более мобильными, и стали умнее в поисках пищи.

Некоторые норы в осадке также выглядели точно так же, как те, что были созданы морскими анемонами - хищными животными. Дарроч утверждает, что появление этих более современных животных могло изменить среду так, что это не устраивало эдиакарцев, например, взбалтыванием осадка и разрушением микробных ковриков, что затрудняло кормление эдиакарцев. Кроме того, эдиакарцы не могли сбежать от хищников.

Однако другие ученые скептически относятся к этой теории. Так, Рэйчел Вуд, профессор геологии в Эдинбургском университете, считает, что эти формы счастливо сосуществовали в течение миллионов лет, и есть свидетельства того, что они в любом случае жили в разных частях моря, поэтому они не обязательно взаимодействовали бы друг с другом.

Катастрофа

Согласно другой версии, причиной первого массового вымирания живых организмов на нашей планете могло стать снижение уровня кислорода в океане. Геологи смогли установить, что в течение всего эдиакария этот показатель очень сильно менялся, при этом уровень кислорода значительно повысился перед самым появлением первых животных, и понизился накануне их исчезновения.

Ученые смогли подсчитать, что содержание кислорода у океанского дна могло увеличиться до показателя 60-70 %. В современных океанах, например, этот показатель равен примерно 0,1 %.

Сяо Шухай, палеобиолог и геобиолог из Технического университета Вирджинии говорит, что у ученых есть количественные доказательства глобального распространения аноксии (отсутствие кислорода) в океане, которая с точки зрения времени тесно связана с исчезновением эдиакарских животных. По его словам, мобильные животные, такие как были в кембрийский период, имели больше шансов на выживание, перебравшись в кислородный оазис. Однако большая часть эдиакарских животных не перемещались. Поэтому при быстрых изменениях окружающей среды они не могли адаптироваться к изменениям и были обречены на вымирания.

Витки эволюции

Ученые считают, что, независимо от того, по какой причине вымерли животные эдиакарского периода, возможно, это послужило толчком для кембрийского взрыва и появления новых видов животных, которые появились после этого.

По словам Рэйчел Вуд, если посмотреть на какой-либо период геологического времени, очень часто можно увидеть подобные явления, когда за массовым и очень быстрым вымиранием живых организмов следует период очень быстрого образования новых видов. Возможно, именно так происходит развитие жизни.

Если животные и растения занимают определенную нишу, необходимо приложить много усилий, чтобы избавиться от них. Поэтому, если по какой-то причине эти формы жизни исчезли, другие формы могут эволюционировать, чтобы снова занять эти ниши.