Двусторонне-симметричные животные рылись в донных осадках более 585 миллионов лет назад

Рис. 1. Следы ползания древнейших билатерально-симметричных животных. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

В Уругвае найдены ископаемые следы, оставленные древнейшими двусторонне-симметричными животными (билатериями) более чем за 40 млн лет до начала кембрийского периода. Животные рылись в донных осадках на мелководье, передвигаясь в верхних слоях грунта за счет перистальтических сокращений тела, подобно современным кольчатым червям. Наряду с другими палеонтологическими находками уругвайские следы подтверждают, что в начале–середине эдиакарского периода в морях уже существовала разнообразная фауна многоклеточных животных, в том числе билатерий.

Благодаря совместным усилиям палеонтологов и молекулярных генетиков начальные этапы эволюции животных (Metazoa) в последние годы быстро проясняются (см. ссылки внизу). До сих пор, однако, сохраняется несоответствие между датировками, основанными на молекулярно-генетических реконструкциях, и палеонтологических находках. Первые свидетельствуют о том, что появление животных и их разделение на основные группы — губки, книдарии, билатерии (см. также Bilateria) — произошло еще в криогеновом периоде, 700–800 млн лет назад (впрочем, есть как более ранние, так и более поздние оценки). Время появления билатерий, оцениваемое при помощи молекулярных часов, варьирует от 1440 до 580 млн лет.

Наиболее обоснованной представляется оценка, предложенная недавно американским палеонтологом Дугласом Эрвином и его коллегами: около 700 млн лет назад, что соответствует второй половине криогенового периода (см.: Диверсификация животных началась задолго до кембрийского взрыва, «Элементы», 13.12.2011). Между тем, древнейшим ископаемым организмом, чью принадлежность к билатериям признают все или почти все специалисты, до недавних пор оставалось мягкотелое моллюскоподобное существо кимберелла, жившее в конце эдиакария (около 555 млн лет назад). С этого же времени появляются и многочисленные следы ползания, оставленные, бесспорно, билатериями.

Поэтому ученый мир с нетерпением ждет новых палеонтологических находок, которые должны подтвердить существование билатерий в начале и середине эдиакарского периода (а возможно, и в конце криогенового или даже раньше). Нельзя сказать, что таких ископаемых вовсе нет: кое-что уже найдено (см.: Животные появились свыше 635 миллионов лет назад, «Элементы», 09.02.2009; Многоклеточные организмы, возможно, появились свыше 2 млрд лет назад, «Элементы», 12.07.2010). К числу наиболее убедительных находок можно отнести два эмбриона на стадии гаструляции возрастом 580–600 млн лет (подробнее см. в заметке Ископаемые эмбрионы из Доушаньтуо, вероятно, не эмбрионы, «Элементы», 19.01.2012) и крошечные двусторонне-симметричные существа того же возраста, у которых даже сохранились парные целомические мешки (см. целом) — характерный признак билатерий (см.: Chen et al., 2004. Small Bilaterian Fossils from 40 to 55 Million Years Before the Cambrian) (рис. 2). Но до тех пор, пока такие находки остаются единичными, какие-то сомнения всё равно будут оставаться.

Рис. 2. Двусторонне-симметричное животное Vernanimalcula guizhouena возрастом 580–600 млн лет из формации Доушаньтуо (Китай): один из ископаемых экземпляров, прорисовка и реконструкции. Длина масштабной линейки 40 мкм. Изображения из статьи Chen et al., 2004

Новая находка канадских и уругвайских палеонтологов, о которой они сообщили в последнем выпуске журнала Science, — еще один весомый аргумент в пользу существования билатерий уже в середине эдиакария. Авторы обнаружили многочисленные следы ползания и норки, прорытые небольшими червеобразными животными в донных отложениях докембрийского моря. Следы сохранились в слоистом тонкозернистом песчанике возрастом от 585 до 600 млн лет. Возраст определили по соотношению изотопов урана и свинца в кристаллах циркона из прослоев магматических пород, имеющихся в толще песчаника.

Осадки формировались на мелководье, неподалеку от отступающего ледника. Об этом свидетельствуют, в частности, небольшие дропстоуны — характерным образом отшлифованные и исцарапанные камешки, выпавшие из тающего плавучего льда.

Следы животных запечатлелись в тонкослоистом осадке двумя способами: в виде бороздок с приподнятыми краями (рис. 1A), иногда двураздельных (рис. 1G), или в виде приподнятых «грядок» (рис. 1B). Ширина следов — 2–3 мм. По мнению авторов, следы первого типа — это нижние части норок. Животные оставляли такие следы, проползая между слоями осадка или между верхним слоем грунта и бактериальной пленкой, которая, вероятно, покрывала дно. След второго типа — это «крыша» неглубокой норы, расположенной в горизонтальной плоскости, то есть в плоскости осадконакопления. Животное прокапывало себе путь сквозь слой осадка, причем позади него крыша норы иногда обваливалась (на рис. 1B такой обвалившийся участок отмечен стрелкой). Изредка животные перемещались и в вертикальной плоскости, переходя из слоя в слой. Свидетельство такого перемещения можно разглядеть на рис. 1E: животное ненадолго покинуло данный слой песчаника, а затем вернулось и продолжило путь в горизонтальной плоскости, слегка изменив направление.

Судя по наличию резких изгибов, длина животных вряд ли превышала 1 см. Двигались они перистальтически, то есть сжимаясь и вытягиваясь, подобно современным дождевым червям. Об этом свидетельствуют мелкие детали строения норок. Например, кое-где авторы разглядели на краях бороздок серии мелких морщинок, расположенных на расстоянии 0,5 мм друг от друга. Вероятно, именно на такое расстояние древние червячки перемещались за один цикл растяжения-сжатия. Кое-где на дне бороздок заметны следы «обратной засыпки» — небольшие овальные холмики грунта, ориентированные перпендикулярно направлению норы. Это тоже черта, характерная для норок билатерий, особенно кольчатых червей.

По мнению авторов, никто, кроме билатерий, не мог оставить такие следы. Некоторые одноклеточные (гигантские амебы) и книдарии (подвижные актинии) могут оставлять на дне отметины, схожие с доисторическими следами из Уругвая, но стоит приглядеться к деталям, и эти версии приходится отбросить.

Более поздние следы докембрийских билатерий из отложений терминального эдиакария (555–542 млн лет) свидетельствуют о довольно сложном поведении роющих животных. В частности, эти следы «избегают» друг друга, то есть стараются не пересекаться: грунтоедам невыгодно рыться в грунте, уже переработанном «коллегами». Это приводит иногда к формированию характерных рисунков из нескольких извилистых ходов, идущих параллельно на небольшом расстоянии друг от друга. Раннеэдиакарские роющие животные из Уругвая не пытались избежать пересечений с чужими норками. Иногда животное, наткнувшись на чей-то старый ход, двигалось вдоль него некоторое время, прежде чем вернуться к прежнему маршруту (рис. 1F). Может быть, их привлекал запах сородичей, или просто было легче двигаться по уже прорытой норе. Вероятно, избегающее поведение, характерное для более поздних роющих животных, в те времена еще не сформировалось.

В совокупности с другими находками уругвайские следы показывают, что уже в начале–середине эдиакарского периода в морях существовала разнообразная фауна мягкотелых животных, среди которых были и билатерии.

Источник: Ernesto Pecoits, Kurt O. Konhauser, Natalie R. Aubet, Larry M. Heaman, Gerardo Veroslavsky, Richard A. Stern, Murray K. Gingras. Bilaterian Burrows and Grazing Behavior at >585 Million Years Ago // Science. 2012. V. 336. P. 1693–1696.

См. также:
1) Тайна эмбрионов Доушаньтуо раскрыта, «Элементы», 12.04.2007.
2) Ископаемые эмбрионы из Доушаньтуо, вероятно, не эмбрионы, «Элементы», 19.01.2012.
3) Китайские ученые связали становление древнейших многоклеточных с концом глобального оледенения, «Элементы», 22.02.2011.
4) Многоклеточные организмы, возможно, появились свыше 2 млрд лет назад, «Элементы», 12.07.2010.
5) Диверсификация животных началась задолго до кембрийского взрыва, «Элементы», 13.12.2011.
6) Животные появились свыше 635 миллионов лет назад, «Элементы», 09.02.2009.
7) Лекция Михаила Матца о гигантских амебах, оставляющих на морском дне следы, похожие на следы билатерий.

Александр Марков