Сложные животные жили за миллионы лет до Кембрийского взрыва, о чем свидетельствуют следы на морском дне

Новое исследование предполагает, что многие ключевые характеристики основных групп животных сформировались за миллионы лет до Кембрийского взрыва, в поздний Эдиакарский период. Это событие могло быть не столько всплеском эволюции, сколько её завершающим этапом.

Кембрийский взрыв (539–519 млн лет назад) — время появления в летописи окаменелостей многих основных типов животных, таких как моллюски и членистоногие. Однако животные существовали и раньше, в Эдиакарский период, но их сложно изучать, так как они редко сохраняются в виде окаменелостей. О них обычно напоминают только следы жизнедеятельности — тропы и норы.

Доктор Зекун Ван возглавил исследование, чтобы выяснить, что эти следы могут рассказать о создавших их животных. Форма животного связана с оставляемыми им следами, а его маршрут может указывать на наличие определённых органов чувств.

«Изучая математические свойства следов, мы можем сделать выводы о том, какими были животные. Мы видим чёткий прогресс в сторону более развитых органов чувств и способов передвижения, а также удлинённых форм тела в конце эдиакария. Это подготовило почву для Кембрийской субстратной революции и Кембрийского взрыва», — говорит Зекун.

Результаты опубликованы в журналах Proceedings of the Royal Society B и Geology.

Исследование эдиакарских следов

Эдиакарский период длился около 100 млн лет (635–539 млн лет назад). В это время жизнь эволюционировала от простых скоплений клеток к более сложным структурам. Большинство подвижных животных Эдиакарской биоты известны именно по следам.

Исследование Зекуна фокусируется на том, насколько плавно и резко поворачивают следы, что раскрывает детали об анатомии и восприятии животного.

«Если в тропе есть резкие изменения угла, значит, её оставило короткое, возможно, округлое тело. Плавность тропы связана с восприятием: животные с развитыми органами чувств могут планировать прямой путь к пище. При ограниченных сенсорных способностях траектория будет неровной и в какой-то степени случайной», — объясняет Зекун.

Учёные исследовали более 170 следовых окаменелостей эдиакаро-кембрийского перехода, сравнив их со следами современных членистоногих, брюхоногих и червей.

Развитие эдиакарской фауны

Проанализировав окаменелости, команда разделила их на три группы:

1. ~550 млн лет назад: относительно простые следы с резкими поворотами. Их могли оставлять простые животные с короткими округлыми телами и ограниченными органами чувств, способные разворачиваться на месте.
2. ~545 млн лет назад: появляются более плавные следы с меньшим количеством резких поворотов. Они напоминают следы современных мечехвостов, слизней и улиток, что указывает на больший контроль над движением.
3. Примерно в то же время в летописи появляются полностью плавные тропы, похожие на следы современных червей. Их длинные обтекаемые тела уменьшали сопротивление и предоставляли большую площадь для сенсорных органов.

«Наши результаты показывают, что длина животных, оставивших эти следы, постепенно увеличивается в течение эдиакаро-кембрийского перехода, переходя от овальной формы к более червеобразной», — говорит Зекун.

Исследования показывают, что многие ключевые черты, необходимые животным для процветания, развивались за миллионы лет до Кембрия. Эти черты, возможно, позволили им пережить конец эдиакария, когда многие виды исчезли после предполагаемого крупного вымирания. Это создало чистый лист для предков современных животных, чтобы диверсифицироваться во время последующего Кембрийского взрыва.