Размер и химический состав определяют, какие древние животные становятся окаменелостями

Новое исследование Университета Лозанны, опубликованное в Nature Communications, показывает, что вероятность превращения животного в окаменелость зависит от его собственного тела. Размер и химический состав организма играют ключевую роль в том, сохранится ли он на миллионы лет или исчезнет бесследно.

Исключительные окаменелости иногда включают остатки мягких тканей (мышцы, кишечник, мозг), что даёт уникальные сведения о прошлом. Учёные давно пытались понять, почему такие ткани сохраняются только у определённых животных и органов.

Чтобы разгадать эту загадку, команда из Университета Лозанны (UNIL) провела лабораторные эксперименты по разложению. Они наблюдали за распадом креветок, улиток, морских звёзд и планарий (червей) в строго контролируемых условиях.

Используя микро-сенсоры, исследователи отслеживали химическую среду вокруг разлагающихся тел, в частности баланс между богатыми кислородом (окислительными) и бедными кислородом (восстановительными) условиями.

Результаты показали, что более крупные животные и организмы с высоким содержанием белка создают восстановительные (бедные кислородом) условия быстрее. Эти условия критически важны для фоссилизации, так как замедляют разложение и запускают химические реакции минерализации или замещения тканей более прочными минералами.

"Это означает, что в природе две особи, погребённые рядом, могут иметь совершенно разную судьбу как окаменелости просто из-за различий в размере или химии тела", — утверждает Нора Кортези, ведущий автор исследования.

"Одна может исчезнуть полностью, а другая — окаменеть", — добавляет Фарид Салех, старший автор работы.

Согласно исследованию, крупные членистоногие имеют больше шансов сохраниться, чем мелкие планарии или другие водные черви. Это может объяснить, почему ископаемые сообщества кембрийского и ордовикского периодов (около 500 млн лет назад) в основном представлены членистоногими.

Эти выводы не только объясняют фрагментарность палеонтологической летописи, но и дают ценное представление о химических процессах, которые определяют, какую древнюю жизнь мы можем реконструировать сегодня.

Почему для исследования выбрали креветок, улиток и морских звёзд?

Эти современные животные — лучшие лабораторные аналоги вымерших видов с филогенетической и биохимической точек зрения. Например, состав кутикулы и конечностей современных креветок более или менее схож с таковым у древних членистоногих.

Как мы можем знать о существовании животных, не оставивших следов?

Лабораторные исследования позволяют отличить экологическое отсутствие вида в экосистеме от его отсутствия из-за плохой сохранности. Если животное разлагается быстро, его отсутствие в летописи, скорее всего, связано с плохой сохранностью. Если медленно — с истинным отсутствием в древней экосистеме.

Исследование показывает, что более крупные и богатые белком организмы имеют больше шансов сохраниться. Можно предположить, что мелкие, бедные белком организмы, которые почти не меняют редокс-потенциал вокруг себя, могли не фоссилизироваться. Возможно, некоторые виды никогда не сохранялись, и мы их никогда не увидим.

А как насчёт внешних условий, таких как климат?

Влияние этих условий сложно изучать, так как почти невозможно воспроизвести древний климат в лаборатории. Однако известно, что определённые типы осадков, высокая солёность и низкая температура могут повышать потенциал сохранности, замедляя разложение.

Данное исследование фокусируется исключительно на влиянии органического вещества и размера организма на редокс-условия вокруг туши. Это один из многих факторов, и для полного понимания процессов фоссилизации необходимы дальнейшие исследования.