Ученые рассказали, как выглядел первый хищник на Земле. У него был экзоскелет и не было зубов
Британские палеонтологи опубликовали описание необычной окаменелости возрастом около 560 миллионов лет. Это старейший хищник, древнейшее существо с экзоскелетом, а также самый ранний известный представитель животного мира, чьи родственные виды сохранились до сих пор. До этого считалось, что организмы, похожие на современные, появились на Земле на 20 миллионов лет позже.
Большинство форм организмов, которые мы знаем, возникло в очень короткий промежуток в начале кембрийского периода — примерно 542 миллиона лет назад. В это время резко выросло биоразнообразие, и образовались многие типы, существующие по сей день — хордовые, членистоногие, иглокожие, моллюски. Палеонтологи считают это событие самым значительным в эволюции и называют его «кембрийским взрывом».
До середины прошлого века среди ученых существовало мнение, что до начала кембрия на Земле вообще не было многоклеточных организмов. Но затем в более древних слоях, относящихся к эдиакарию — последнему периоду протерозоя, который длился с 635 до 541 миллиона лет назад, — начали находить странные окаменелости.
Сначала им не придавали особого значения из-за очень плохой сохранности и неоднозначности биогенного происхождения. Так продолжалось до 1957 года, пока в скалистых холмах на северо-западе графства Лестершир в центральной Англии не обнаружили первый подтвержденный экземпляр докембрийского многоклеточного организма.
Отпечаток, похожий на ветку растения, интерпретировали как водоросль. Но затем определили, что его ближайшие родственники среди современных животных — морские перья: это мягкие кораллы, обитающие на больших глубинах. Новому виду дали название Charnia masoni в честь Чарнвудского леса — места, где его открыли, и Роджера Мэйсона — школьника, который первым обнаружил окаменелость.
Затем последовали находки эдиакарских многоклеточных и в других местах — в Канаде, Намибии, Австралии, России. В основном это были отпечатки мягкотелых, прикрепленных к грунту или плавающих в толще воды, существ без скелета, устроенных гораздо проще, чем более поздние организмы кембрийского периода.
Попытки найти среди эдиакарской фауны предков каких-либо современных видов не увенчались успехом. Чем питались эти древние существа, какой образ жизни вели — ученые до сих пор точно не знают. Отсюда предположение, что анатомически знакомые нам формы жизни возникли только в результате кембрийского взрыва, а до этого океаны населяли принципиально иные виды организмов, которые полностью исчезли с лица Земли в результате массового вымирания в конце протерозоя.
Сенсация, опровергающая эту точку зрения, пришла из того же Чарнвудского леса. Среди тысяч эдиакарских окаменелостей, собранных в этом районе еще в 2007 году, внимание британских ученых привлек образец скальной породы с отпечатком, по форме удивительным образом напоминающий современных книдарий, или стрекающих.
К этому типу относятся медузы, актинии и мягкие кораллы, обладающие стрекательными клетками — книдоцитами, которые животные используют для охоты и защиты от врагов. Биологи считают книдарий одним из древнейших типов многоклеточных, представители которого дожили до наших дней. Теперь оказалось, что они появились еще до кембрийского взрыва. О находке написали в журнале Nature Ecology & Evolution.
«Книдарии — одни из самых древних живых существ на Земле, чья эволюция в кембрийском периоде хорошо изучена. Нам впервые удалось найти отпечаток, относящийся к предшествующему, эдиакарскому периоду. Это стало первым однозначным свидетельством существования стрекательных животных в докембрийскую эпоху», — пишут исследователи.
Древний полип получил название Auroralumina attenboroughi. Первая часть переводится как «факел рассвета» и указывает, что это, во-первых, самый ранний представитель анатомически современной фауны, а во-вторых — что его форма напоминает горящий факел. Вторая дана в честь британского натуралиста, телеведущего и популяризатора науки сэра Дэвида Аттенборо, который провел детство в Лестершире и собирал образцы в Чарнвудском лесу.
Возраст толщи, в которой нашли окаменелость, составляет 557-562 миллиона лет. Если Auroralumina была похожа на книдарий не только по форме, но и по образу жизни, то это — самый древний хищник из всех известных на сегодняшний день биологических видов. Авторы считают, что он питался так же, как современные мягкие кораллы: захватывал развевающимися щупальцами проплывающий мимо планктон. Однако, в отличие от тех же актиний, обладал прочным экзоскелетом. И это еще одна сенсация.
Среди биологов существует мнение, что движущей силой кембрийского взрыва была «гонка вооружений» между появившимися на рубеже протерозоя и палеозоя хищниками и их потенциальными жертвами. Резкое увеличение содержания кислорода в атмосфере привело к тому, что организмам стало энергетически выгодно есть друг друга — кислород нужен для переработки животной пищи.
Внешняя угроза ускорила естественный отбор. Те, кто был в роли добычи, включили разнообразные эволюционные механизмы защиты. В результате у некоторых видов беспозвоночных появился экзоскелет — оболочка, охраняющая организм от хищников и инфекций. По иронии судьбы Auroralumina оказался не только древнейшим хищником, но и самым ранним известным существом со скелетом. Ученые сделали вывод: и у него имелись враги, от которых он защищался.
Древний полип несколько крупнее современных родственников, его тело достигает двадцати сантиметров. По мнению исследователей, это указывает на то, что у него не было стадии свободно плавающей медузы, характерной для некоторых книдарий. Скорее всего, это сидячее животное, которое, по аналогии с актиниями, всю жизнь оставалось на месте, прикрепленное к морскому дну в прибрежных водах.
Правда, окаменелость нашли среди глубоководных отложений, но она расположена в них под неестественным углом. Поэтому авторы считают, что скелет организма снесло со склона древнего вулканического острова потоками лавы на глубину, где он и был захоронен вместе с другими, типично эдиакарскими животными.
Вряд ли мы когда-то узнаем с точностью до тысяч лет время появления на Земле сложной многоклеточной жизни. Но теперь, после открытия Auroralumina, можно определенно сказать — 560 миллионов лет назад в океане уже шла «гонка вооружений», благодаря которой в конце концов появились все современные виды, включая человека. И вполне возможно, начали ее животные, очень похожие на современных медуз и полипов.