«Я никогда раньше не видел ничего подобного»: необычная ископаемая возрастом 550 миллионов лет решает парадокс окаменелостей

Исследование дает новое представление о ранней эволюции животных.

Исследователи под руководством Шухая Сяо из Технологического института Вирджинии обнаружили окаменелость морской губки возрастом 550 миллионов лет, что подчеркивает разрыв в 160 миллионов лет в летописи окаменелостей. Эта окаменелость, свидетельствующая о том, что ранним губкам не хватало минерального скелета, дает новое представление об эволюции одного из древнейших животных и влияет на то, как палеонтологи ищут древние губки.

На первый взгляд простая морская губка не кажется загадочным существом. Нет мозга. Нет кишки. Нет проблем с тем, что он датируется 700 миллионами лет назад. Однако убедительные окаменелости губок датируются всего лишь около 540 миллионов лет назад, оставляя пробел в 160 миллионов лет в летописи окаменелостей.

В статье, опубликованной 5 июня в журнале природаГеобиолог Технологического института Вирджинии Шухай Сяо и его коллеги сообщили о морской губке возрастом 550 миллионов лет «потерянных лет» и предположили, что даже более старые морские губки еще не развили минеральный скелет, что дает новые критерии для поиска потерянных окаменелостей.

Тайна исчезновения морских губок вращается вокруг парадокса. Оценки молекулярных часов, которые включают измерение количества генетических мутаций, которые накапливаются с течением времени, предполагают, что губки, должно быть, появились около 700 миллионов лет назад. Однако в камнях такого возраста не было обнаружено убедительных окаменелостей губок.

Эта загадка уже много лет является предметом споров среди зоологов и палеонтологов.

Это последнее открытие дополняет эволюционное генеалогическое древо одного из старейших животных, объясняя его заметное отсутствие в древних камнях и связывая все это с вопросами Дарвина о том, когда они эволюционировали.

Новаторское открытие Сяо

Сяо, недавно назначенный сотрудником Национальной академии наук, впервые увидел окаменелость пять лет назад, когда его сотрудник прислал ему фотографию экземпляра, раскопанного вдоль реки Янцзы в Китае. «Я никогда раньше не видел ничего подобного», — сказал Сяо, преподаватель Научного колледжа. «Почти сразу я понял, что это что-то новое».

Сяо и его коллеги из Кембриджского университета и Нанкинского института геологии и палеонтологии начали одну за другой исключать возможные варианты: никаких асцидий, никаких актиний и никаких кораллов. Они задавались вопросом, может ли это быть неуловимая древняя морская губка?

Шухай Сяо, геобиолог из Технологического института Вирджинии, и его коллеги сообщили об окаменелости морской губки возрастом 550 миллионов лет, заполнившей пробел в эволюционном генеалогическом древе одного из древнейших животных. Фото Спенсера Коппейджа для Технологического института Вирджинии. Фото: Спенсер Коппейдж, Технологический институт Вирджинии.

В предыдущем исследовании, опубликованном в 2019 году, Сяо и его команда предложили Ранние губки не оставили окаменелостей, потому что они не развили способность образовывать твердые игольчатые структуры, известные как спикулы, которые характеризуют сегодняшних морских губок.

Члены команды Сяо проследили эволюцию губок по летописи окаменелостей. По мере перемещения в прошлое спикулы губки стали более органичными по составу и менее минерализованными.

«Если экстраполировать, первые существа, вероятно, были существами с мягким телом, с полностью органическим скелетом и вообще без минералов», — сказал Сяо. «Если это правда, они смогут пережить окаменение только в очень особых условиях, когда быстрое окаменение превосходит разложение».

Позже в 2019 году международная исследовательская группа Сяо обнаружила окаменелость губки, сохранившуюся в таких условиях: тонкий слой морской карбонатной породы, которая, как известно, сохраняет множество мягкотелых животных, включая некоторые микроорганизмы. Самые старые подвижные животные.

«Чаще всего этот тип окаменелостей теряется в летописи окаменелостей», — сказал Сяо. «Новое открытие дает представление о ранних животных до того, как они разовьются в твердые части».

Новое открытие ископаемых и его последствия

Поверхность новой окаменелости губки усеяна сложным набором правильных коробочек, каждая из которых разделена на более мелкие одинаковые коробочки.

«Эта конкретная закономерность предполагает, что наши окаменелые морские губки наиболее тесно связаны с определенным видом. Классифицировать «Он сделан из стеклянной губки», — сказал Сяопин Ван, постдокторант из Нанкинского института геологии и палеонтологии и Кембриджского университета.

Еще одним неожиданным аспектом новой ископаемой губки является ее размер. «Когда я искал ранние окаменелости губки, я ожидал, что они будут очень маленькими», — сказал сотрудник Алекс Лю из Кембриджского университета. «Новое ископаемое имеет длину около 15 дюймов и имеет относительно сложную коническую форму тела, что бросает вызов многим нашим ожиданиям относительно появления ранних губок».

Хотя окаменелость заполняет некоторые недостающие годы, она также дает исследователям важные рекомендации о том, как искать эти окаменелости, что, как мы надеемся, в дальнейшем расширит понимание ранней эволюции животных.

«Открытие предполагает, что первые губки могли быть губчатыми, но не стекловидными», — сказал Сяо. «Теперь мы знаем, что нам необходимо расширить наш взгляд при поиске ранних губок».

Ссылка: «Губчатая фауна из позднеэдиакарской коронной группы» Сяопина Вана, Александра Дж. Лю, Чжи Чен, Чэнси Ву, Яронг Лю, Бинь Ван, Ци Пан, Цюаньмин Чжоу, Шуньлай Юань и Шухай Сяо, 5 июня 2024 г., природа.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y