542 миллиона лет назад на Земле начался кембрийский период, или кембрий. Это первый период палеозойской эры, которая в свою очередь, является первой эрой фанерозойского эона. Слово фанерозой означает что-то вроде «видимые животные», потому что, когда были установлены и разделены геологические периоды, окаменелости были обнаружены только в слоях, соответствующих этому эону. Более древних окаменелостей просто не было.
Сегодня, конечно, дела обстоят уже не так, но даже сегодня почти все основные группы ископаемых животных появляются в летописи окаменелостей в первые двадцать миллионов лет кембрийского периода. Этот период учёные назвали «кембрийский взрыв».
Открытие кембрийского взрыва создало серьёзную проблему для теории эволюции. Ведь получалось так, что 550 миллионов лет назад на Земле внезапно, словно из ниоткуда появились животные. Словно их просто откуда-то привезли и выпустили в море.
Черви, членистоногие, моллюски, губки, иглокожие, хордовые... все они появляются в палеонтологической летописи будто внезапно, сильно отличаясь друг от друга. А это ой как плохо вписывается в модель прогрессивной эволюции и происхождение более сложных животных от более простых.
Однако летопись окаменелостей – штука сложная. И может вводить в заблуждение.
Окаменелости кембрийского взрыва
Например, сто лет назад считалось, что трилобиты были доминирующей формой жизни в кембрийский период. Но потом оказалось, что это вовсе не так: трилобиты представляли лишь очень небольшую часть всего разнообразия членистоногих того времени; просто их толстые панцири сохранились лучше, чем мягкие тела других животных.
Когда животное умирает, весьма вероятно, что его мягкие части разложатся или будут съедены другими животными. А вот твёрдые части – панцири, скелеты, зубы и т.д. с гораздо большей вероятностью станут окаменелостями. Эта особенность уже даёт нам намёк о том, кто мог жить до кембрийского взрыва. Возможно, это были животные, имеющие мягкие тела, которые не окаменели. И соответственно, не «дошли» до наших дней.
На самом деле у науки есть, конечно, окаменелости животных докембрийского периода. Но их немного, и многие из них были обнаружены или интерпретированы относительно недавно.
Это не означает, что кембрийский взрыв — выдумка, иллюзия, порождённая теми отклонениями в количестве окаменелостей, о которых мы говорили. Многие статистические исследования подтверждают реальность невиданного ускорения темпов эволюции в начале кембрия. И причины этого ускорения до сих пор являются предметом споров.
На этот счёт было высказано несколько предположений. Например, что причиной резкого ускорения эволюции является увеличение концентрации кислорода в атмосфере из-за появления первых фотосинтезирующих организмов. Ещё одна версия – образование озонового слоя. Третья – увеличение концентрации кальция в океанах из-за извержений вулканов, происходивших в то время на океанских хребтах, что упростило построение скелетов и раковин. Также рассматриваются гипотезы появления более совершенных глаз, «гонка вооружений» между хищниками и добычей, эволюция роющих животных, которая привела к исчезновению микробного мата и некоторые другие версии.
Но наверняка истина кроется в сочетании нескольких из этих причин или других, о которых еще никто даже не задумывался.
Но какие же всё-таки останки древних животных докембриймских времён есть у науки? Давайте узнаем что-нибудь об этом.
Животные докембрия
Первые докембрийские окаменелости были обнаружены в 1868 году на канадском острове Ньюфаундленд. Это была аспиделла, диски или эллипсы диаметром до восемнадцати сантиметров, с концентрическими кольцами или радиусами и центральной «пуговкой». Первооткрыватель аспиделлы, шотландский геолог Александр Мюррей, решил, что это какие-то неорганические минеральные структуры.
Сегодня наука знает, что это окаменелые останки животных. Однако некоторые палеонтологи всё же несогласны с такой интерпретацией. Для одних из них это микробные или одноклеточные колонии грибов, а для других — опора, называемая ризоидом, с помощью которой какой-то крупный организм прикреплялся к морскому дну.
Обнаружены также некоторые окаменелости, в которых сохранились фрагменты того, что выглядит как стебель рядом с центральным бутоном. Они вроде бы подтверждают последнюю интерпретацию.
Окаменелости аспиделлы были найдены ещё в Британской Колумбии и Северной Каролине в скалах возрастом от 555 до 610 миллионов лет.
В 1879 году Геологическая служба США, основанная в том же году, наняла палеонтолога Чарльза Дулитла Уолкотта для составления геологической карты штатов Аризона, Юта и Невада.
В 1882 году в неисследованном районе каньона Колорадо Уолкотт обнаружил строматолиты, карбонатные рифы, образовавшиеся в результате фотосинтеза цианобактерий и датируемые докембрийскими временами. А в 1899 году, уже будучи директором Геологической службы, Уолкотт обнаружил также в докембрийских породах несколько небольших дискообразных окаменелостей диаметром в несколько миллиметров, которые он идентифицировал как остатки раздавленных конических ракушек. На самом деле это были не ракушки, а одноклеточные водоросли. Об этом стало известно только в 1968 году.
Мало кто из палеонтологов признавал такие открытия в XIX и первой половине XX века. Вплоть до того, что даже в 1931 году британец Альберт Чарльз Сьюард, один из крупнейших авторитетов в ботанике того времени, отрицал биологическое происхождение строматолитов. В то время цианобактерии считались водорослями и, следовательно, относились к области ботаники.
В 1946 году австралийский геолог Реджинальд Спригг обнаружил в Эдиакарских горах, на юге Австралии, окаменелости, похожие на медуз. Но в то время считалось, что эти породы образовались в кембрии, и открытие не привлекло никакого внимания.
Прошло 10 лет. И в 1956 году все еще считалось, что вся жизнь на Земле зародилась в кембрии.
Я первая увидела, я первая заметила!
В том же году пятнадцатилетняя девочка из Грэнтэма, центральная Англия, по имени Тина Негус, которая интересовалась геологией, играя сама с собой в прятки в заброшенном с докембрийских времён карьере, неожиданно нашла в нём древнюю окаменелость.
Это была ветка, похожая на лист папоротника, около 20 сантиметров длиной, разветвляющаяся попеременно влево и вправо от зигзагообразной срединной линии. Девочка была озадачена, поскольку во всех книгах, которые она читала говорилось, что до кембрия на Земле не было жизни. А значит – и окаменелостей быть не может!
Тина распустила по домам своих воображаемых друзей и села думать прямо в древний песок.
На следующий день наша героиня рассказала учителю географии о своём открытии. И получила ожидаемый ответ – в докембрийских породах окаменелостей нет, моя милая! Поэтому, если ты нашла их, то эти породы не являются докембрийскими! Садись, два.
Расстроенная девочка вернулась к карьеру вместе со своими родителями, на этот раз вооружившись молотком, чтобы попытаться выбить окаменелость из скалы. Никто не думал о том, какой ущерб этот акт может нанести науке.
К счастью для палеонтологии, молоток не оставил даже следа на камне, и Тине пришлось довольствоваться перерисовкой окаменелости на лист бумаги. Но сколько она ни искала в книгах и местном музее информацию о чём-то похожем, ей не удалось найти ни одного подобного ископаемого.
Некоторое время спустя Тина вернулась в карьер, чтобы увидеть «свою прелесть». И была весьма удивлена: окаменелости больше не было. Её кто-то забрал!
Впоследствии оказалось, что в мае 1957 года некто Роджер Мейсон, шестнадцатилетний мальчик из города Лестер, отправился на велосипеде в тот же карьер с двумя друзьями. И когда они ползали по стенам карьера, один из мальчиков увидел на скале какие-то странные следы и показал на них Роджеру, который увлекался геологией и стал, впоследствии, кстати, профессиональным геологом.
Роджер понял, что это окаменелость. Но, как и Тина годом ранее, он знал, что в таких древних камнях их не может быть! Удивлённый, он связался с геологом Тревором Фордом, другом его отца, который, несмотря на свой скептицизм, несколько дней спустя прибыл на место событий, чтобы увидеть предполагаемое ископаемое.
Как только геолог увидел его, он понял, что это действительно окаменелость. И что это, должно быть, самое старое ископаемое, когда-либо найденное! Ведь этим камням было не менее 580 миллионов лет!
Форд поспешил опубликовать своё открытие и дал ископаемому название Charnia masoni (Чарния).
Окаменелость была извлечена из карьера 22 января 1958 года. Потому что её боялись утратить. Ведь на ней обнаружились следы долота.
С тех пор она хранится в музее Нью-Уок в Лестере. Тина Негус опоздала всего на несколько дней или недель.
Наука и сегодня толком не знает, что за животное была эта Чарния, если это вообще было животное. Форд полагал, что это были водоросли, но позже их переклассифицировали в какую-то разновидность полипа. Теперь же многие считают, что это ни то, ни другое.
Их просто не счесть!
В 1959 году австралийский палеонтолог австро-венгерского происхождения Мартин Глесснер связал Чарнию с предыдущими находками. Новые датировки подтвердили, что окаменелости Эдиакары также предшествовали кембрию, а некоторые локации в Ньюфаундленде и Лабрадоре сохранили множество подобных окаменелостей в мелком вулканическом пепле.
В 2004 году был официально определён эдиакарский период, последний из протерозоя и непосредственно предшествующий кембрию, между 635 и 542 миллионами лет назад.
Эдиакарские окаменелости имеют большое разнообразие форм, симметрий и размеров — от миллиметров до метров. В них чётко прослеживается клеточная дифференциация, типичная для сложных многоклеточных организмов. Эти существа жили на морском дне, и среди них есть дискообразные, как вышеупомянутая аспиделла, листообразные, как чарния, похожие на мешок или надувной матрас, без следов, к сожалению, внутренней анатомии.
Некоторые окаменелости с двусторонней симметрией интерпретируются как примитивные животные: Vendoglossa, удлинённая и сплюснутая, с поперечными бороздками и чем-то вроде пищеварительной полости; Кимберелла, возможно, слизнеобразный моллюск длиной до пятнадцати сантиметров со спинной раковиной, который ползал по морскому дну на мелководье, царапая микробный мат; Парванкорина, щитовидная, немного напоминающая трилобитов; Сприггина, продолговатый сегментированный хищник длиной до пяти сантиметров с отчётливой головой, родственный кольчатым червям или членистоногим.
Другое ископаемое, Аркаруа, представляет собой диск с пятиугольной симметрией. Возможно, это предок иглокожих, звёзд и морских ежей.
Найдены также скелеты, целые или фрагментированные, различной формы: шипы, трубки, чашечки. Скелет Клаудины, например, состоит из ряда вложенных друг в друга «ёмкостей» миллиметрового размера. Кроме того, были обнаружены полипы или медузы, губки, зелёные и красные водоросли и различные микроорганизмы.
Некоторые окаменелые следы в микробном мате, покрывавшем морское дно, указывают на существование мобильных видов, таких как Dickinsonia. Длина этого существа могла достигать метра, оно имело плоское овальное тело с радиальными полосками. Был ли это плоский червь, мягкий коралл, медуза или даже лишайник – об этом до сих пор ведутся споры.
Найдены и гораздо более древние подобные следы, возрастом до 1,1 миллиарда лет, но их биологическое происхождение весьма сомнительно.
Ясно одно – кембрийский взрыв был действительно мощным эволюционным событием. Но и до него жизнь на Земле уже, конечно, была.
Всем добра!
____________________________________________
Понравился материал? Подписывайтесь. Здесь бывает интересно.
Советуем почитать:
Ставьте лайк! И добро вернётся!😉
