Добрых выходных вам дорогие друзья, подписчики, читатели и гости моего канала. В прошлой статье про период Рясий я вскользь, в самом конце, упомянул о некой загадочной биоте. Хотя сегодня она уже у многих, кто увлекается палеонтологией, на слуху. Франсвильская биота или Габонионты.
А началось все в далекой центральноафриканской Республике Габона, близ крупного города Франсвиль. В 2010 году были описаны и представлены научному сообществу странные отпечатки и даже полноценные окаменелости. Странность заключалось в том, что похожи они были на яичницу, пельмени, вареники или растекшиеся лепешки. Мароканский геолог Абдерразак Эль Альбани - тот человек, который посвятил им все свои часы, дни, месяцы и даже года исследований. И ему пришлось столкнуться не только с проблемами самого происхождения Габонионтов, но и с бюрократией мирового научного сообщества. В прочем последнее - это нормальное явление. Люди есть люди.
Эль Альбани высказал предположение, что Габонионты - первые представители многоклеточных организмов на Земле, появившиеся еще во времена Рясия, в Палеопротерозое. Так как изотопный анализ указал на датировку в 2,1 миллиарда лет назад. Он еще не указывал, какие именно это организмы - растения, грибы или животные. Но цепная реакция понеслась. Главным противником Эль Альбани выступил видный немецкий палеонтолог, профессор Тюбингенского (до 1990) и Йельского (1987—2009) университетов Адольф Зейлахер.
Он высказывал контраргумент, что Альбани имел дело не с многоклеточными организмами, и даже не с живыми существами, но с причудами минеральных образований, что лишь внешне имитируют остатки форм жизни. (Мы еще не раз столкнёмся с подобной точкой зрения в изучении разных Протерозойских организмов, которая имеет неприятный запах) Так называемые псевдофоссилии, пирит неорганического происхождения. Понадобилось почти три с лишним года дополнительных исследований, что бы Эль Альбани это опроверг. Эль Альбани с соавторами (2014) оспаривает концепцию Зейлахера. Обнаружены пиритизированные и непиритизированные отпечатки, а также пиритизированные формы. Структуры сформировались как одно событие, в то же время, что и осадочные породы. Об этом свидетельствует равномерное распределение соотношения изотопов серы в образцах. В пиритовых «цветах», которые кристаллизуются медленно, изотопное соотношение будет меняться внутри структуры. Для структур, которые напоминают пыльцу, химический анализ также показывает, что стенки «пыльцы» содержат органический материал.
Но оставались вопросы откуда появились эти организмы и что из себя они все-таки представляли? Для начала следовало определить, к какой именно группе организмов они относились - к прокариотам или эукариотам. Проблема заключалась в том, что эукариотическая клетка, как считалось в те времена, появляется намного позже Франсвильской биоты. Около 1 миллиарда лет назад. Если это были эукариоты (организмы, в клетках которых есть ядро), то как они появились раньше одноклеточных эукариотов. А может это были прокариоты (безъядерные клетки организмов - бактерии и археи)? Разве не могли где-то, в особых условиях, выжить развитые прокариоты, которые проявили эволюционные способности к многоклеточности? Может это даже хемосинтетики? Или одноклеточные-переростки, благо в природе такие встречаются. Версий было много. Истина где-то рядом.
Первое что удалось выяснить, что организмы обитали небольшими колониями (по 40 особей) близ дельты реки, что впадала в море или океан. Реками выносится большое количество вымываемого осадочного материала. Что в свою очередь может быть питательной базой для одноклеточных организмов, например для цианобактерий, из которых состоял донный мат. А этот мат уже мог быть питательной средой для Габонионтов. Была предложена версия, что ученые имели дело со слизевиками. У некоторых слизевиков всё тело состоит из одной клетки со множеством ядер - плазмодия, а у других наблюдается даже примитивная многоклеточность, так как их тела-псевдоплазмодии состоят из разных клеток. Но слизевик - все-таки бесформенная тварь. А в случаи с Габонионтами мы имеем местами радиальную симметрию. Что присуще все-таки сформированным многоклеточным организмам.
Вырисовывалась неплохая экологическая система. Поля и луга бактериального мата, на котором пасутся живые оладья и пельмени. (Условные шутливые названия автора, не имеющие ничего общего с кулинарией) Однако, по словам самого Эль Альбани (2019 год), все данные основывались в значительной степени на морфологических и геохимических характеристиках, которые не имеют метаболических подсказок и/или могут быть объяснены абиотическими процессами.
Чтобы продвинуть эту работу вперед, исследователи занялись описанием других образцов размером с сантиметр, свободно называемые линзовидными формами (далее ЛФ), из той же области и применили более целостный подход, включающий морфологию, минералогию и геохимию. Объекты имеют диаметр 0,2–4 см, и большинство из них наделены ровными краями, которые масштабируются пропорционально внешнему диаметру, что напоминает биологический порядок, следовательно, делая ЛФ предполагаемыми биогенными следами. ЛФ идеально размещены в осадочных слоях. Рентгеновская микротомография продемонстрировала, что ЛФ не являются конкрециями, в то время как систематика изотопов свинца указывает на то, что геохимический отпечаток диагенеза несущественен.
Низкое содержание серы в основном сосредоточено в органической матрице, а дефицит пирита и его сохранение в виде кристаллов микронного размера показывают, что роль сульфатредукции незначительна. Самое интересное, что заполнения полостей ЛФ показывают большие и коррелированные избытки органического углерода и цинка, причем последний отчетливо обогащен его легкими изотопами. Так цинк например присутствует в современном планктоне. Он препятсвует некоторым окислительным процессам и делает белки более устойчивыми. Геохимические аномалии заполнений относительно вмещающей породы, особенно те, которые связаны с Zn, явно были захоронены вместе с ЛФ, и далее подразумевают биогенность. В этой связи десятикратное увеличение размера ЛФ к верхней части серии черных сланцев, вмещающих ЛФ, может быть связано с увеличением доступности Zn (питательного вещества). Хотя исследователи не берутся с уверенностью говорить, что это были за остаточные организмы, но все их характеристики, взятые вместе, напоминают очень крупных доминирующих примитивных животных, которые питались бактериальной биомассой либо в толще воды, либо в виде бентосных матов. А значит речь идет уже об эукариотах.
Любопытна так же еще одна группа окаменелостей. Странная цепочка следов, заполненная пиритом. Вероятно речь тут должна пойти о каком-то конкретном роющем организме. Да, сегодня мы знаем, что и бактерии могли рыть туннели и норы. Но если сравнивать размеры следов бактерий с данными окаменелостями, это так-же как если бы сравнивать кротовую нору с подводным транспортным туннелем через Ламанш. Загадкой остается лишь кем были прорыты данные норы.
Если речь идет о червеподобном организме, то это явно уже не ползучий блинчик, а более сложное существо. Да, сами черви (плоские, круглые, ленточные, кольчатые) не сильно сложные многоклеточные организмы. И в сравнении с человеком конечно они примитивные существа. Но в сравнении, например, с медузами они явно сложнее. Здесь и нервная система, и кровеносная, и мышечная, и пищеварительная, и половая. Рытье таких нор требует более сложной и более функциональной структуры.
Небольшое отступление по эукариотам. То, что они появились 1 миллиард лет назад было актуально еще для 2019 года. Сегодня эта планка сдвинулась аж до 2,5 миллиардов лет. Так что появление на свет эукариотических многоклеточных 2,1 миллиард лет назад - теперь уже не является невозможным.
Причиной появления подобных организмов обусловлена была и палеогеографическим расположением остатков Кенорленда. А так-же начавшейся вулканической активностью. Вот что об этом пишет доктор Чи Фру, один из исследователей Франсвильской биоты.
“Мы считаем, что подводные вулканы, образовавшиеся в результате столкновения и слияния кратонов Конго и Сао-Франциско в один основной массив, еще больше ограничили и даже отрезали этот участок воды от мирового океана, создав богатое питательными веществами мелководное внутреннее море. Это создало локальную среду, в которой фотосинтез цианобактерий был интенсивным в течение длительного периода времени, что привело к насыщению кислородом местной морской воды и образованию большого количества пищевых ресурсов. Это дало бы достаточно энергии, чтобы способствовать увеличению размеров тела и более сложному поведению, наблюдаемому у примитивных животноподобных форм жизни, таких как те, что были найдены в окаменелостях этого периода”.
В соответствии с этой точкой зрения существуют убедительные доказательства, связывающие стабильную мелководную, насыщенную кислородом континентальную морскую окраину с появлением франсвилльских макроископаемых. Это интригует, поскольку Франсвильские макроокаменелости появляются сразу после Кислородной катастрофы 2,45–2,2 миллиарда лет назад.
В течение Палеопротерозоя осадочный процесс всё больше характеризовался богатыми углеродом органические отложения которых были распространены с момента 2 миллиарда лет назад. В момент 2,2 миллиарда лет назад впервые образовались фосфориты. Кроме того, образовались богатые сульфатом кальция отложения морского происхождения и типичные для этого периода полосчатые руды. Процесс этот проходит во время, так называемого события Ломагунди (также Изотопная аномалия Ломагунди-Ятули, аномалия Ломагунди) - самая значительная положительная палеоклиматическая аномалия за всю историю Земли, которая возникла в Палеопротерозое в интервале 2,22–2,1 миллиардов лет назад (геологический период Рясий) и достигала максимального значения около 2,175 миллиардов лет назад.
Ко времени распада суперконтинента Кенорленда около 2,2 миллиардов лет назад в течение примерно 250-миллионолетнего периода глобального снижения вулканической активности (Global Magmatic Shutdown) и очень медленной тектоники плит также произошли значительные геодинамические изменения.
Здесь исследователи подводят к гипотезе о том, что резкое изменение окружающей среды, приводящее к высокой биодоступности питательных веществ в морской воде, приводит к усложнению пищевого уровня и эволюционному гигантизму.
Франсвильская биота в итоге предстает перед нами в виде своеобразных сплюснутых организмов, что состоят из нескольких слоев клеток. Один слой отвечает за зачатки зрительной системы, самый нижний вероятно за пищеварительную и опорно-двигательную, а где-то по середине нервная система. И да, у них все-таки система была, но всё это было очень примитивным. Зрительные клетки различали разве что свет и тьму, вкусовые помогали искать добычу, пищеварительная система имела всего одно отверстие для входа-выхода пищи и отходов, передвигались они сокращениями всего тела, подобно плоским червям.
Однако век Габонионтов был не долгим. 1,9 миллиард лет назад они полностью вымирают из-за очередного оледенения, не оставив после себя потомков. Однако само их появление говорит о том, что попытки природой создать многоклеточные формы жизни уже начались. И речь идет не о грибах или растениях. Речь именно идет о животных. Словно чьи-то неаккуратные наброски или черновики. Франсвильская биота была первой, но далеко не последней.
Ссылки на научные публикации:
A search for life in Palaeoproterozoic marine sediments using Zn isotopes and geochemistry
Hydrothermal seawater eutrophication triggered local macrobiological experimentation in the 2100 Ma Paleoproterozoic Francevillian sub-basin
Если понравилась статья ставьте палец вверх. Подписывайтесь на канал. Оставляйте комментарий. Всегда с вами автор канала "Страницы Земли".