Доброго времени суток дорогие подписчики, читатели и гости моего канала. Многих будоражит все-таки вопрос, кем были вендобионты. Научный мир долгое время делился на несколько спорящих фракций. От тихих споров в лаборатории по препарированию, до громких дебатов на научных палеонтологических советах. Одни причисляли эдиакарцев к крупным колониям бактерий, другие к грибам, третьи к растениям, четвертые к высшим животным (билатералиям), пятые к наземным лишайникам, а были и те, кто выделял вендобионтов в отдельное царство, давно вымершее и не давшее "потомства" среди современных, но не относящееся ни к одному из перечисленных. Некоторые вообще, раздуваясь от важности, с высоты своего роста, говорили о "причудах геологии и не более". Все споры решила одна "лепешка" эдиакария. И мощный подраздел в палеонтологии - микропалеонтология.
Дикинсония и ее родня (так называемые проартикуляты) — одни из самых странных и загадочных представителей эдиакарской биоты, населявшей моря 571–541 млн лет назад, незадолго до кембрийского взрыва. Проартикуляты так сильно отличаются от всех современных организмов, что определить их место в системе живой природы долго не удавалось. Палеонтологи из России, Австралии и Германии внесли ясность в этот запутанный вопрос, изучив «молекулярные ископаемые» — остатки эукариотических мембранных стеролов, сохранившиеся в отпечатках дикинсоний из местонахождения Лямца (Онежский берег Белого моря). Полученные результаты позволяют уверенно отнести дикинсонию (а значит, и ее родню — других проартикулят) к царству животных. Открытие показало, что расцвет эдиакарской биоты действительно был прелюдией к бурной диверсификации животных в начале кембрия, а не «черновым экспериментом природы» по созданию каких-то альтернативных форм макроскопической жизни, как предполагали некоторые специалисты.
Изучение «молекулярных ископаемых» - остатков органических молекул, некогда входивших в состав живых организмов, - относительно новый и весьма многообещающий метод палеонтологических исследований. Он может оказаться особенно полезным для выяснения природы ископаемых существ, настолько непохожих на современные организмы, что традиционными методами определить их место в системе живой природы не удается.
Эдиакарская биота почти целиком состоит как раз из таких загадочных существ. Как их только не интерпретировали: и как настоящих двусторонне-симметричных животных, и как колонии бактерий, и как гигантских протистов, и даже как наземные лишайники.
На сегодняшний день более или менее ясно, что эдиакарская биота неоднородна и включает представителей разных групп морских (все-таки не наземных!) организмов. Из них к царству животных до сих пор уверенно относили только кимбереллу (с ней, как и сдругими организмами вы еще не знакомы, но это скоро изменится) и с чуть меньшей уверенностью — еще несколько форм (Cloudinidae, Namapoikia, Namacalathus).
Большинство других представителей эдиакарской биоты по-прежнему остаются в категории «проблематиков», то есть ископаемых организмов неясной систематической принадлежности. Это справедливо и для проартикулят (Proarticulata) — крайне своеобразной группы эдиакарских организмов. Изначально их интерпретировали как билатерий, но потом выяснилось, что по целому ряду признаков проартикуляты резко отличаются от всех известных двусторонне-симметричных животных. В частности, у них не удалось обнаружить ни рта, ни кишечника. Проартикуляты оставляли на бактериально-водорослевых матах, покрывавших морское дно, очень странные следы передвижения — цепочки одинаковых, по-разному ориентированных отпечатков всего своего тела. Возможно, они переплывали с места на место при помощи ресничного эпителия, но не похоже, что у них были мышцы. Своеобразная «симметрия скользящего отражения», характерная для проартикулят (она хорошо видна у вендии) и не встречается у животных. Не очевидно даже, были ли у проартикулят морфологически различимые брюшная и спинная стороны тела. Учитывая эти факты, наиболее правдоподобной выглядела трактовка проартикулят как неких очень примитивных, «базальных» животных, однако и другие версии нельзя было полностью исключить.
Поскольку эдиакарские организмы нередко сохраняются в виде органических пленок, логично попробовать применить к ним методы «молекулярной палеонтологии». Именно это и сделала группа палеонтологов из России, Австралии и Германии. В начале 2018 года эта группа сообщила о первом крупном успехе в деле молекулярной идентификации загадочных эдиакарских ископаемых. Исследователям удалось показать, что круглые отпечатки, известные под названием Beltanelliformis, представляют собой колонии цианобактерий. И никакого отношения к животным не имеют.
Новая статья, опубликованная 21 сентября в журнале Science, сообщает о еще более выдающемся достижении. Авторы изучили состав органических пленок в отпечатках двух представителей проартикулят — дикинсонии и андивы. Материал был собран в России на побережье Белого моря (местонахождения Лямца и Зимние Горы). При помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрии анализировался состав насыщенных стеранов и моноароматических стероидов — веществ, в которые превращаются эукариотические стеролы (компоненты клеточных мембран эукариот) в процессе фоссилизации (окаменевания, если можно так выразиться). Группы эукариот различаются по соотношению стеролов с углеродными «скелетами», состоящими из 27, 28 или 29 атомов углерода (их называют, соответственно, холестероидами, эргостероидами и стигмастероидами). Например, отличительной особенностью животных является абсолютное преобладание 27-углеродных соединений известных нам более как холестероиды (все помним тот злосчастный холестерин, из-за которого бывает инфаркт?), у зеленых водорослей больше всего 29-углеродных соединений, называемые стигмастероиды, а у многих грибов преобладают 28-углеродные эргостероиды. Углерод тут играет очень важную роль. Его комбинация указывает на некую маркировку, которая дает ответ на вопрос "Кто есть кто?".
Наиболее четкие результаты дал анализ крупных дикинсоний из Лямцы, сохранившихся в виде органических пленок толщиной до 3 мкм. Изученные экземпляры андивы с Зимних Гор оказались более тонкими и менее информативными, но в общих чертах результаты по андиве и дикинсонии получились похожие. И надо сказать, что в последстви на них исследования не остановились. Вероятно 60-70% от общего количества найденных фоссилий эдиакарского периода принадлежат к царству животных. Но все-же есть сложности.
При жизни проартикуляты лежали на поверхности бактериально-водорослевой пленки, покрывавшей морское дно. Поэтому не вся органика в отпечатке дикинсонии происходит от самой дикинсонии: частично она представляет собой остатки этой пленки. В состав пленки, помимо прокариот, входили зеленые водоросли со своим характерным набором стеролов. Поэтому, чтобы понять, какие стеролы были у дикинсонии, нужно вычесть из результатов анализа «фоновый» водорослевый сигнал.
Оказалось, что в породе, прилегающей к отпечаткам дикинсоний, среди моноароматических стероидов преобладают 29-углеродные стигмастероиды (их доля составляет от 71,3 до 76,0%), на втором месте 28-углеродные эргостероиды (13,4–16,8%), на третьем — 27-углеродные холестероиды (10,6–11,9%). Примерно такое же соотношение молекул с 29, 28 и 27 атомами углерода обнаружилось и среди насыщенных стеранов. Это характерная молекулярная «подпись» зеленых водорослей, которые, по-видимому, представляли собой доминирующую группу эукариот на дне эдиакарского моря.
Совсем другая картина наблюдается в крупных отпечатках дикинсонии: здесь резко преобладают характерные для животных 27-углеродные холестероиды (93%), а эргостероидов и стигмастероидов относительно немного (1,8 и 5,2%). Выяснилось также, что чем мельче дикинсония, тем ниже в ней доля холестероидов (то есть «животного» компонента) и выше доля стигмастероидов (водорослевого компонента). Это логично, потому что дикинсонии разного размера, толстые и тонкие, при жизни лежали на водорослевой пленке одной и той же толщины. Соответственно, в ископаемом отпечатке мелкой дикинсонии должна быть повышена доля водорослевой примеси по сравнению с отпечатком крупной дикинсонии. Именно это и показал проведенный анализ.
По соотношению стереоизомеров стеранов (5α и 5β) можно понять, в каких условиях шло разложение органики — кислородных или бескислородных. Судя по этому показателю, в ходе формирования изученных отпечатков дикинсонии 27-углеродные стеролы находились в бескислородных условиях, что характерно для разлагающихся останков животных. Напротив, 28 и 29-углеродные стеролы, скорее всего, разлагались в присутствии кислорода. Этот результат еще раз подтверждает, что 27-углеродные стеролы дикинсонии — ее собственные, а 28 и 29-углеродные представляют собой водорослевую примесь.
На основе полученных данных авторы рассчитали, что при жизни у дикинсонии доля 27-углеродных стеролов составляла не менее 99,7%, а возможно, и все 100%.
Из этого можно сделать вполне определенные выводы о таксономическом положении дикинсонии (а заодно и других проартикулят).
Они точно не были лишайниками: у лишайников всегда преобладают 28-углеродные эргостероиды, которых дикинсония при жизни почти или вовсе не производила. Они также не могли быть гигантскими протистами: все изученные протисты, достигающие сколько-нибудь крупных размеров, производят смесь 27, 28 и 29-углеродных стероидов, а многие из них синтезируют вдобавок 30-углеродные, которые в отпечатках дикинсоний отсутствуют.
Характерной особенностью животных является присутствие только 27-углеродных стеролов у подавляющего большинства видов. У протистов, являющихся ближайшими родственниками животных, а именно у хоанофлагеллят и Filasterea, доля 27-углеродных стеролов варьирует от 84 до 100%. Но сближать их с проартикулятами нет оснований, потому что эти протисты всегда имеют микроскопические размеры.
Таким образом, полученные данные убедительно свидетельствуют в пользу отнесения проартикулят к животному царству. Самые древние экземпляры дикинсоний имеют возраст 558 млн лет, что делает их, по мнению авторов, самыми древними «подтвержденными макроскопическими животными» (confirmed macroscopic animals). Древнейшие кимбереллы чуть моложе (555 млн лет).
Поскольку ни рта, ни кишечника, ни мускулатуры у проартикулят так и не удалось обнаружить, они, скорее всего, представляют собой одну из базальных ветвей животного царства наряду с трихоплаксом (пластинчатые) и губками.
Да, в прошлой статье, на примере цианора, я показывал внутреннее строение этого проартикулята. Но поймите, что говорить о пищеварительной системе пока рано. Нам не известно, что именно представляли из себя эти каналы. Возможно речь тут идет даже не о пищеварительной системе, а возможно даже о о какихто каналах, которые могли играть роль, например, регулятора баласта. Заполнились камеры водой - упал на дно, заполнил воздухом - поплыл.
Если понравилась статья, ставьте лайк. Подписывайтесь на канал и жмите на колокольчик, что бы всегда быть в курсе новых публикаций. Оставляйте комментарии, кто и что думает. Всегда с вами автор канала "Страницы Земли"!