500 миллионов лет назад: окаменелости раскрыли тайну первых скелетных животных

Исключительно хорошо сохранившаяся коллекция окаменелостей, обнаруженная в восточной провинции Юньнань (Китай), позволила учёным решить многовековую загадку эволюции жизни, показав, как выглядели первые животные, создавшие скелеты. Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B.

Первые животные, строившие твёрдые и прочные скелеты, внезапно появляются в летописи окаменелостей около 550–520 миллионов лет назад, во время Кембрийского взрыва. Многие из этих ранних окаменелостей — простые полые трубки длиной от нескольких миллиметров до многих сантиметров. Однако тип животных, создавших эти скелеты, оставался почти неизвестным из-за отсутствия сохранившихся мягких тканей, необходимых для их идентификации.

Новая коллекция окаменелостей возрастом 514 миллионов лет включает четыре образца Gangtoucunia aspera с сохранившимися мягкими тканями, включая кишечник и ротовые части. Они показывают, что у этого вида был рот, окружённый кольцом гладких неразветвлённых щупалец длиной около 5 мм. Вероятно, они использовались для того, чтобы жалить и захватывать добычу, например, мелких членистоногих. Окаменелости также показывают, что у Gangtoucunia был слепо замкнутый кишечник (открытый только с одного конца), разделённый на внутренние полости, которые заполняли всю длину трубки.

Эти черты сегодня встречаются только у современных медуз, анемонов и их близких родственников (стрекающих, или cnidarians), чьи мягкие части крайне редко сохраняются в окаменелостях. Исследование показывает, что эти простые животные были среди первых, кто построил твёрдые скелеты, составляющие большую часть известной летописи окаменелостей.

По словам исследователей, Gangtoucunia выглядела бы похожей на полипы современных сцифоидных медуз, с жёсткой трубчатой структурой, прикреплённой к субстрату. Ротовые щупальца выдвигались бы наружу, но могли втягиваться внутрь трубки для защиты от хищников. Однако, в отличие от современных полипов медуз, трубка Gangtoucunia была сделана из фосфата кальция — твёрдого минерала, из которого состоят наши зубы и кости. Использование этого материала для построения скелетов со временем стало более редким среди животных.

Новые образцы ясно демонстрируют, что Gangtoucunia не была родственна кольчатым червям (annelid worms), как предполагалось ранее для похожих окаменелостей. Теперь ясно, что тело Gangtoucunia имело гладкую внешнюю поверхность и кишечник, разделённый продольно, в то время как у кольчатых червей сегментированные тела с поперечным разделением.

Окаменелости были найдены в местонахождении Gaoloufang в Куньмине. Анаэробные (бедные кислородом) условия там ограничивали присутствие бактерий, которые обычно разлагают мягкие ткани в окаменелостях.

Хотя окаменелость ясно показывает, что Gangtoucunia была примитивной медузой, это не исключает возможности, что другие ранние трубчатые виды выглядели совершенно иначе. Ранее та же исследовательская группа находила в кембрийских породах Юньнани хорошо сохранившиеся трубчатые окаменелости, которые можно было идентифицировать как приапулид (морских червей), лобоподий (червей с парными ногами, близких родственников современных членистоногих) и кольчатых червей.

Ключевые цитаты:

• Доктор Люк Парри: «Это действительно открытие один на миллион... Благодаря этим необыкновенным новым образцам ключевая часть эволюционной головоломки была твёрдо установлена на место».
• Сяоя Ма: «Это исследование демонстрирует, что исключительная сохранность мягких тканей имеет решающее значение для понимания этих древних животных».

Статья «Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma» будет опубликована в Proceedings of the Royal Society B 2 ноября.