Дикинсонии ползали, скользя по выделяемой ими слизи, и прилипали ко дну во время волнений

Рис. 1. Ископаемая дикинсония (Dickinsonia) с прижизненным повреждением, выразившимся в формировании сдвоенного «хвоста», из эдиакарских отложений на Зимнем берегу Белого моря в Архангельской области (слева — полный экземпляр, справа — его деталь). Длина масштабных отрезков — 1 см. Изображение из обсуждаемой статьи в журнале Journal of Paleontology

Эдиакарские отложения неисчерпаемы на необычные находки, а их исследователи — на удивительные открытия. И заголовок свежей публикации, посвященной исследованию экземпляров дикинсоний из беломорского лагерштетта, — ‘Dickinsonia: mobile and adhered’ («Дикинсония: ползучая и липучая») — полностью отражает новые представления о жизни дикинсонии, одного из самых распространенных и загадочных существ того времени. Дикинсонии ползали по дну древних морей и временами прилипали к субстрату, буквально вжимаясь в него, чтобы выжить на бурном мелководье. А прижизненные повреждения этих организмов, из-за которых у них отрастали небольшие «хвостики», позволяют судить об особенностях роста этих странных обитателей нашей планеты в ее изменчивом прошлом.

Эдиакарский период, последний период неопротерозоя, в России принято называть вендским, но это далеко не одно и то же. Границы эдиакарской системы имеют возраст 635 и 541 млн лет, и эти цифры отвечают радиометрическим датировкам отложений, сформировавшихся в это время. Возраст вендской системы определяется диапазоном 600–535 млн лет, но почему именно выбраны такие цифры — вряд ли кто сможет ответить. Тем более что время существования эдиакарских макроорганизмов (они же — вендобионты, вендозои, докембрийские «мягкотелые» или попросту эдиакарцы) ограничивается возрастом 575–538 млн лет. Последняя датировка содержащих такие организмы пород получена недавно в Намибии и некоторых других регионах и, вероятно, приведет к пересмотру возраста верхней границы эдиакарской системы (U. Linnemann et al., 2019. New high-resolution age data from the Ediacaran-Cambrian boundary indicate rapid, ecologically driven onset of the Cambrian explosion).

Впрочем, почти все настоящие эдиакарцы повымирали задолго до окончания одноименного периода (около 550 млн лет назад), и лишь совсем непонятные мешковидные петалонамы, похожие на советские телогрейки с воротниками, но без рукавов, дотянули в морях Намибии и кое-где еще до возрастного рубежа 538 млн лет назад. В огромном морском бассейне Сибирского континента в это время уже наступил кембрийский период, поскольку там появились несколько десятков видов скелетных животных, характерных для кембрия.

Эдиакарцы — в том числе дикинсония (Dickinsonia), о которой речь пойдет дальше, — судя по крупным размерам (до метра и более длиной или высотой) и сложной морфологии, показывающей, что у них были разные органы, вероятно были животными. (Не будем добавлять здесь слово «многоклеточные», поскольку одноклеточных животных, по определению, не бывает: все простейшие, или одноклеточные хищники, которых ранее относили к животным, например всевозможные амебы и инфузории, теперь относятся к очень разным и весьма далеким от животных ветвям органического мира.) Более того, именно на основе анализа ископаемых органических молекул (биомаркеров) из «шкурки» дикинсонии было показано, что эти биомаркеры, а именно холестероиды, свидетельствуют о ее принадлежности к животным (см.: Подтверждена принадлежность дикинсонии к животному царству, «Элементы», 24.09.2018). Ведь только мы, животные, накапливаем при жизни холестерин и тем самым увековечиваем себя в ископаемой летописи, поскольку этот углеводород никуда не девается и после смерти, а закономерным образом превращается в холестероиды.

Вот только ни в какие современные типы животных эдиакарцы не вписываются: симметрия у них своя (ее называют «симметрией скользящего отражения» — элементы левой и правой стороны тела сдвинуты относительно друг друга), характер размножения свой, индивидуальное развитие тоже трудно сравнивать с онтогенезом любых животных, будь то губки или кольчатые черви (см. У эдиакарских организмов фрактофузусов выявлено два способа размножения, «Элементы», 11.08.2015).

Андрей Иванцов из Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН, стараниями которого были получены биомаркеры дикинсоний, и его коллеги из этого же института и Архангельского краеведческого музея продолжают скрупулезные исследования самого богатого на эдиакарские ископаемые лагерштетта в мире — беломорского, сформировавшегося около 560–550 млн лет назад. В статье, опубликованной в прошлом году в журнале Journal of Paleontology, они представили остатки дикинсоний, которые при жизни получили разные повреждения и в результате выросли не такими, как все: укороченными, скособоченными или «хвостатыми» (рис. 1). Исследование таких «уродцев» (палеотератология) позволяет выявить многие детали индивидуального развития древних животных, а также их реакции на далеко не всегда благоприятные, но не смертельные изменения среды.

В одном из беломорских местонахождений было собрано 146 экземпляров дикинсоний длиной от 0,41 до 12,2 см, вероятно принадлежавших к двум или более возрастным группам. Из них 23 особи (16%) оказались с различными отклонениями в развитии. Так, «карлики» характеризовались меньшей длиной, чем обычные особи, при той же ширине. Общая недоразвитость обычно была связана с прижизненной деформацией нескольких изомеров (так у дикинсоний и некоторых других эдиакарцев называются морфологически сходные элементы тела, чтобы не путать их с сегментами, поскольку каждый сегмент является частью всего тела, а изомер — только правой или левой его половины, и вдоль оси тела изомеры располагаются асимметрично). Деформированные изомеры, отличающиеся размером или расположением от соседних, могли находиться в передней и задней части тела, но чаще — только в задней. Кстати, именно деформации с формированием своего рода членистых «хвостиков» позволили предположить, какая часть дикинсонии является задней. У некоторых экземпляров таких «хвостиков» вырастало по два — в результате расщепления тела вдоль продольной оси.

Все эти изменения обычной формы дикинсонии невозможно объяснить посмертным разрушением или сокращением тела, либо частичным нарушением его целостности — скажем, из-за попадания особи под небольшой подводный оползень. В таких случаях (а они тоже известны) образуются разного рода выемки и складки.

Одной из возможных, но наименее вероятной причиной развития «хвостиков» авторы считают паратомию (см. Paratomy) — тип размножения животных путем поперечного деления, что наблюдается среди некоторых кольчатых и плоских червей. Однако, хотя размеры этих образований и сравнимы с величиной ювенильных дикинсоний, те все-таки могут быть еще меньше, но их облик в целом мало отличается от внешнего вида взрослых форм. «Хвосты» же не имеют выраженной передней части. Более вероятно, что на какой-то стадии развития подобные дикинсонии теряли часть своих изомеров — сбоку или в задней части (гораздо чаще), что в дальнейшем компенсировалось формированием дополнительных изомеров. Однако регенерация, как и у многих настоящих животных, не приводила к полному восстановлению утерянных частей. Трилобиты, например, если хищник отхватывал у них часть хвостового отдела (пигидия) или несколько боковых лопастей, даже перелиняв несколько раз, не были способны к полной регенерации утраченных фрагментов: лопасти вырастали укороченные, а на пигидии не восстанавливались шипы.

Вопрос, о факторах, способствовавших недоразвитию дикинсоний, авторы оставили открытым...

В свежей статье, опубликованной в апрельском номере журнала Geological Magazine, Андрей Иванцов и Мария Закревская подтвердили, что лишний «хвост» у дикинсонии действительно отрастал сзади. Причем показано это было на еще более интересном беломорском материале. Они обнаружили остатки дикинсоний со следами их питания. Подобные следы найдены авторами не впервые, но оказалось, что они могут быть очень разными и свидетельствовать о сложном поведении этих эдиакарских существ. Если раньше находили только цепочки из отпечатков одной и той же дикинсонии, то теперь позади отдельных особей обнаружены тонкие желобки, расположенные параллельно друг другу. Вероятно, дикинсония двигалась, скользя по слизи, выделяемой на нижней поверхности ее тела. Слизь, смешавшаяся с глинистыми частицами, и пролегла тонкими продольными валиками, которые теперь проявляются в породе как желобки (рис. 2).

Рис. 2. Ископаемая дикинсония (Dickinsonia) со следами перемещения в виде тонких желобков позади тела. Экземпляр найден в эдиакарских отложениях на Зимнем берегу Белого моря в Архангельской области. Длина масштабного отрезка — 1 см. Изображение из обсуждаемой статьи в Geological Magazine

Другие следы, представляющие своеобразные контуры дикинсонии, на которых в той или иной степени пропечатались ее изомеры, могли представлять собой тонкие стяжения слизи (рис. 3). Их животное выделяло для того, чтобы прилипнуть к бактериальной пленке, которой питалось, а также для того, чтобы удержаться на месте во время волнения на море или не быть смытым приливно-отливным течением.

Рис. 3. Слева: схема образования разных следов дикинсонии (Dickinsonia). (а) — след передвижения, (b) — песчано-глинистый валик, (с) — структура растяжения, (d) — структура отрыва. Сокращения: Bm — стяжения из слизи и минеральных частиц, Db — тело дикинсонии, Mm — бактериальная пленка, Mmp — смесь слизи и минеральных частиц, Sp — глинистая примазка, Sr — глинистый валик. Справа: ископаемая дикинсония (Dickinsonia) с валиком из песчаных и глинистых зерен, образовавшимся по краю тела. Экземпляр из эдиакарских отложений на Зимнем берегу Белого моря в Архангельской области. Длина масштабного отрезка — 1 см. Изображения из обсуждаемой статьи в журнале Geological Magazine

Еще один тип отпечатков образуют микроскопические песчанисто-глинистые валики (рис. 3, b), расходящиеся от внешнего края дикинсонии и в совокупности повторяющие ее контур. Предполагается, что эти структуры являются слепками тонких пищесборных карманов, расположенных вдоль изомеров, и сформировались, когда животное отсортировывало съедобные частицы от песчаных и глинистых зерен и смещало последние к краям своего тела. Иногда таких контуров образовывалось несколько, поскольку дикинсония, пока «паслась» на бактериальном мате, постепенно смещалась то вправо, то влево.

А некоторые следы указывают на то, что дикинсонии могли целыми и невредимыми выползать из-под слоя осадка, будучи захороненными в нем после шторма или приливно-отливных смещений грунта.

Все эти находки подтверждают, что дикинсонии были многоклеточными животными, отличавшиеся сложным поведением. А существовали они, напомню, за 20–10 млн лет до начала кембрийского эволюционного взрыва.

Источники:
1) Andrey Ivantsov, Maria Zakrevskaya, Aleksey Nagovitsyn, Anna Krasnova, Ilya Bobrovskiy and Ekaterina Luzhnaya (Serezhnikova). Intravital damage to the body of Dickinsonia (Metazoa of the late Ediacaran) // Journal of Paleontology. 2020. DOI: 10.1017/jpa.2020.65.
2) Andrey Ivantsov, Maria Zakrevskaya. Dickinsonia: mobile and adhered // Geological Magazine. 2021. DOI: 10.1017/S0016756821000194.

Андрей Журавлев