Могли ли эдиакарские ископаемые жить на суше?

Рис. 1. Отпечаток Dickinsonia Sprigg, 1947 — типичного представителя вендобионтов из красноцветных песчаников эдиакарской пачки в Южной Австралии

Рис. 1. Отпечаток Dickinsonia Sprigg, 1947 — типичного представителя вендобионтов из красноцветных песчаников эдиакарской пачки в Южной Австралии. Фото José Antonio Gámez Vintaned

О том, кто же такие вендобионты — загадочные гигантские ископаемые организмы, существовавшие в конце эдиакарского периода (580–542 млн лет назад), — ведутся непрекращающиеся споры, но до сих пор никто не сомневался в их морском происхождении. И вот американский палеонтолог Грегори Реталляк из Орегонского университета высказал мнение, что вендобионты жили не в морской среде, а на суше.

Вендобионты по-прежнему служат хорошим предлогом для выдвижения самых неожиданных гипотез. Общими признаками вендобионтов являются отсутствие конечностей и пищеварительных органов, асимметричное расположение правых и левых сегментов и наличие ветвящейся трубчатой системы, пронизывающей все тело (рис. 1). Принято считать, что это остатки морских многоклеточных животных, хотя не обязательно имевших родство с Metazoa в узком смысле, но их сравнивали и с гигантскими простейшими, вроде современных ксенофиофорий, и с лишайниками. Последняя идея принадлежит палеонтологу Грегори Реталляку (Gregory Retallack) из Орегонского университета (США). И вот теперь Реталляк заявляет на страницах журналов Nature и Sedimentology, что вендобионты вообще обитали на суше.

По мнению Реталляка, всё с самого начала пошло не так: когда Реджиналд Спригг (Reginald Sprigg) открыл отпечатки организмов на Эдиакарских холмах в Южной Австралии, то неверно посчитал большинство из них остатками медуз, а слои, где они были найдены, — морскими отложениями. Знаменитый исследователь Антарктиды, геолог Дуглас Моусон (Douglas Mawson), описавший эдиакарские красноцветные песчаники, кстати сказать, считал их наземным комплексом отложений. Этот комплекс осадочных пород теперь называется эдиакарской пачкой (рис. 2).

Переизучив эдиакарскую пачку, Реталляк сделал вывод, что в ней присутствуют несколько уровней с палеопочвами. Признаками палеопочв служат деформации, которые могли происходить именно в рассыпчатом осадке; мелкая размерность и плохая окатанность зёрен, характерные для отложений, образовавшихся на суше под действием ветра; необычайная обогащённость этих горизонтов лёгкими изотопами углерода и кислорода, кривые распределения которых к тому же имеют сопряжённую форму; песчаные слепки кристаллов гипса. В песчаниках эдиакарской пачки много полевого шпата, а красноцветные аргиллиты содержат карбонатные стяжения, которые не должны были бы в них присутствовать, если бы эти породы испытали позднее меловое или третичное выветривание. Бугорчатая поверхность эдиакарских слоёв с трещинами усыхания, скорее, могла появиться в аридных условиях пустынь, в том числе арктического типа, чем на морском мелководье или в лагуне.

Рис. 2. Карта (а) и обобщенный разрез (b) нагорья Флиндерс в Южной Австралии, где распространена эдиакарская пачка

Рис. 2. Карта (а) и обобщенный разрез (b) нагорья Флиндерс в Южной Австралии, где распространена эдиакарская пачка. Изопахиты показывают палеорельеф, на который ложится эдиакарская пачка. На разрезе выделены красноцветы. Значками показаны уровни находок наиболее важных ископаемых органических остатков: археоциаты (бесспикульные обызвествлённые губки), трилобиты, строматолиты (тонкослоистые бактериальные отложения), акритархи (фитопланктон), вендобионты. Рисунок из приложения к обсуждаемой статье в Nature

Сами эдиакарские ископаемые при этом выглядят как отпечатки организмов, которые развивались непосредственно в почвенном слое. Некоторые из них — Phyllozoon hanseni и Aulozoon sp. — очень напоминают «окошечные» лишайники, характерные для пустынных почв. В петрографических шлифах видно, что ветвящиеся трубчатые структуры эдиакарских организмов уходят глубоко в палеопочву, подобно цианобактериальным нитям, гифам грибов или ризоидам лишайников (рис. 3). И всё это очень напоминает захоронения остатков организмов в палеопочвах последующих эпох — фанерозоя.

Рис. 3. Палеопочвы эдиакарской пачки

Рис. 3. Палеопочвы эдиакарской пачки: (а) подошва слоя песчаников с отпечатками организмов, истёртыми дисковидными отпечатками (обведены кружками) и трещинами усыхания; (b) уровни развития палепочв, которым даны названия; (сd) вертикальные петрографические сечения, показывающие нижнюю поверхность Dickinsonia; (е–g) другие ископаемые организмы и перекрывающие его косослоистый песчаник. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Среди палеопочвенного комплекса организмов встречаются такие характерные вендобионты как Charniodiscus arboreus, Dickinsonia costata, Praecambridium sigillum, Spriggina floundersi, Tribrachidium heraldicum и другие. Причём их обилие, разнообразие и индивидуальные размеры возрастают в более зрелых палеопочвах с низкой засолённостью и высоким содержанием биогенных веществ. Поскольку в современных пустынях, таких как Синай и Негев, загипсованность почвы усиливается с её возрастом, то неудивительно, что отпечатки самых крупных дикинсоний приурочены к палеопочвам с наиболее высоким содержанием гипса (до 10%). Наиболее близким аналогом эдиакарских палеопочв могут служить почвы, развивающиеся сейчас на прибрежной равнине Каспийского моря в районе Атырау (Казахстан), где среднегодовые температуры составляют 8 C, а количество осадков — 160 мм в год. Свидетельством низких температур во время формирования эдиакарских палеопочв являются дропстоуны (галька и валуны, выпавшие из тающих айсбергов) в одновозрастной формации Билли-Спрингс (Billy Springs).

Всё это подтверждает, что эдиакарские организмы в большинстве своём были наземными лишайниками или другими симбиотическими консорциями и колониями бактерий; ископаемые следы, подобные Archaeonassa, были проложены наземными моллюсками, червями или даже слизевиками. А Radulichnus, который и название своё получил за сходство с царапинами, оставленными радулой моллюска, по мнению Реталляка, представляет собой вовсе не царапины, а отпечатки игольчатых кристаллов льда... (рис. 4)

Рис. 4. Реконструкция палеоусловий формирования эдиакарской пачки

Рис. 4. Реконструкция палеоусловий формирования эдиакарской пачки. Вверху даны разрезы палеопочвенных профилей, слева направо: Warrutu, Muru и Yaldati — с отпечатками игольчатых кристаллов льда и почвенными корками органического происхождения, Wadni — с полигональными трещинами, Inga — с трещинами и почвенными корками. Рисунок из приложения к обсуждаемой статье в Nature

Столь радикальное изменение взглядов на природу вендобионтов, разумеется, не могло не вызвать яростной полемики на страницах тех же журналов. Палеонтолог Шухай Сяо (Shuhai Xiao) из Политехнического университета Виргинии в заметке «Взбаламучивая воды» (Muddying the waters) заявил, что не стоит злоупотреблять термином «почвы» для обозначения образований, появившихся задолго до наземных растений с их корневой системой. Цветовые вариации слоёв зависят от состава минералов, а отнюдь не от времени, когда они подверглись выветриванию; гипс и карбонатные стяжения — обычные для нормальных морских отложений образования, а облегчённый изотопный состав вполне объясняется более поздними изменениями осадка, связанными с его литификацией. А главное — многие отпечатки эдиакарских организмов можно найти на поверхности осадка со знаками волновой ряби или со следами их волочения течениями, то есть, опять же, сформировавшегося в водной среде (рис. 5). В довершение всего, эдиакарские организмы обнаружены по всему миру в морских отложениях самого разного типа — от известняков до чёрных сланцев. И вряд ли лишайники, даже эдиакарские, могли ползать, а Dickinsonia могла.

Рис. 5. Отпечатки Dickinsonia на поверхности эдиакарского слоя со знаками волновой ряби

Рис. 5. Отпечатки Dickinsonia на поверхности эдиакарского слоя со знаками волновой ряби. Рисунок из критической заметки Shuhai Xiao Muddying the waters к обсуждаемой статье в Nature

Седиментолог Пол Нот из Университета штата Аризона был не столь категоричен, но отметил, что Грегори Реталляк не смог привести ни одного серьёзного седиментологического свидетельства в пользу наличия эдиакарских палеопочв. Тем не менее,его идеи ещё раз заставляют задуматься о необычной природе эдиакарских организмов и, возможно, той среды, в которой они существовали. И почему бы некоторым из них не жить на суше?

Палеонтологи Ричард Коллоу (Richard Callow) из Абердинского университета, Мартин Бразье (Martin Brasier) из Оксфордского университета и Данкан Макилрой (Duncan McIlroy) из Мемориального университета Ньюфаундленда, изучавшие разрезы Южной Австралии, отметили, что эдиакарская пачка представляет собой целый комплекс разнообразных морских отложений, от очень мелководных до достаточно глубоководных. И хотя отдельные слои эдиакарской пачки могли сформироваться вне морских условий, та часть пачки, которая содержит ископаемые остатки, имеет именно морское происхождение.

Источники:
1) Gregory J. Retallack. Ediacaran life on land // Nature. 2013. V. 493. P. 89–92.
2) Gregory J. Retallack. Were the Ediacaran siliciclastics of South Australia coastal or deep marine? // Sedimentology. 2012. V. 59. P. 1208–1236.
3) Shuhai Xiao. Mudding the waters // Nature. 2013. V. 493. P. 28–29.
4) L. Paul Knauth. Not all at sea // Nature. 2013. V. 493. P. 92.
5) Richard H. T. Callow, Martin D. Brasier, Duncan McIlroy. Discussion: «Were the Ediacaran siliciclastics of South Australia coastal or marine?» by Retallack et al., Sedimentology, 59, 1208–1236 // Sedimentology. 2013. V. 60. P. 624–627. Doi:10.1111/j.1365–3091.2012.01363.x.

Андрей Журавлёв


26
Показать комментарии (26)
Свернуть комментарии (26)

  • Николай Соболев  | 03.02.2013 | 11:16 Ответить
    Идея симпатичная. Сначала возникли экосистемы, потом носители отдельных функций обособились в первые организмы, после чего на определённом этапе структурирования экосистем их функциональные блоки обособились в сложные организмы (подобные лишайникам) - потому они и были "большие" и сначала симбиотические (как сейчас лишайники). Далее могла пойти специализация на основе объединения в более целостный организм групп симбионтов в разных сочетаниях - возникли растения, грибы и животные. В любом случае гигантизм им вредил, поскольку объединившиеся "плёночки жизни" были непрочными, а любая горизонтальная структуризация требовала как раз прочности.
    Ответить
  • Скеп-тик  | 03.02.2013 | 17:48 Ответить
    На суше шли дожди, текли ручьи и реки. Так почему не могли существовать микроорганизмы и более сложные (по тем временам) организмы на очень влажной почве? Тем более конкуренция на почве из-за спецефических требований к выживанию сильно снижена.
    Ответить
    • Malcolm > Скеп-тик | 05.02.2013 | 08:20 Ответить
      Почвы тогда не было и влажность была только в прибрежной зоне.
      Ответить
      • Скеп-тик > Malcolm | 05.02.2013 | 09:34 Ответить
        Ледники на суше в Венде были, а дождям отказываете в праве на хождение?
        Ведь у одноклеточных было пару миллиардов лет, чтобы заселить всю сушу, наоткладывать в озерах ила, а влажный минеральный субстрат насытить органикой, из-за которой могли выползать "на воздух" первые многоклеточные.
        Ответить
        • olegov > Скеп-тик | 05.02.2013 | 12:20 Ответить
          Поддержу. Действительно у всех в головах отпечаток первичного бульона стоит, отсюда представления что все шло из океана. Напротив анализ первичных биоциклов указывает совсем не на морское место зарождения жизни. А напротив гетерогенную границу вблизи источника восстановительных газов и на открытом воздухе. Если жизнь зарождалась у вулканических источников и гейзеров, то она изначально зарождалась на суше и выходить из океана на сушу ей не было нужды, часть бактерий могло пойти по специализации на наземных нишах и освоить их задолго до образования зеленых водорослей и выхода их на сушу, и тем более до прочей высшей биоты. Бактериальные корки могли существовать в таких областях очень давно, а с ними и грибы, и лишайники. Т.е. шансы на нахождение изначально наземной жизни на мой взгляд достаточно велики.
          Ответить
          • Malcolm > olegov | 05.02.2013 | 14:26 Ответить
            Что за первичные биоциклы? Британские ученые отыскали первые организмы?
            Ответить
            • olegov > Malcolm | 05.02.2013 | 22:28 Ответить
              Вам хочется потроллить или интересуют основные биоциклы клетки, без которых невозможно ее зарождение и существование?
              Ответить
              • Malcolm > olegov | 06.02.2013 | 08:19 Ответить
                Вы таки уверены, что жизнь началась именно с этих биоциклов? и что так необходимые восстановительные газы совсем не растворяются в воде? И про ультрафиолет тоже забывать не стоит.
                Ответить
                • olegov > Malcolm | 06.02.2013 | 10:43 Ответить
                  Ультрафиолет и был двигателем превращая АДФ в АТФ. А в воде он проникает ну см на 10. Я скажу так, что я не вижу никаких оснований утверждать, что жизнь начиналась с каких либо других биоциклов и пока никто не предложил обратного. Растворимость всех газов хорошо известна, проблема в том что большинство реакций образования азотистых оснований должно идти в газовой фазе с участием УФ. И не забудем что состав первичной атмосферы до сих пор не очевиден. На Марсе и Венере это СО2, с большой долей вероятности первичная атмосфера на земле также была СО2 с примесями. В таких условиях надежнее иметь постоянный источник нужных восстановительных газов рядом а не ждать пока эти мизерные количества развеятся по всей атмосфере и растворяться в океане. Где максимум градиента концентраций там и вероятность реакций выше.
                  Ответить
                  • Malcolm > olegov | 06.02.2013 | 13:49 Ответить
                    Это всего лишь предположения, существующие раскопки пока что подтверждают происхождение жизни в воде.
                    Ответить
                    • olegov > Malcolm | 07.02.2013 | 08:22 Ответить
                      Какие раскопки и чем подтверждающие? Прошу примеры проводите, обсудим. Я о таких не слышал.
                      Ответить
                      • Malcolm > olegov | 07.02.2013 | 08:52 Ответить
                        Вы прям как с луны свались.
                        Ответить
                        • olegov > Malcolm | 07.02.2013 | 21:40 Ответить
                          Беру с вас пример.
                          Ответить
        • Malcolm > Скеп-тик | 05.02.2013 | 14:22 Ответить
          Влажный климат во многом обязан растениям, ну а ледник = пустыня.
          Ответить
          • olegov > Malcolm | 05.02.2013 | 22:30 Ответить
            Влажный климат обязан превышением увлажнения над испаряемостью. Растения конечно не маловажный но далеко не самый важный фактор.
            Ответить
            • Malcolm > olegov | 06.02.2013 | 08:20 Ответить
              Один из самых важных.
              Ответить
              • olegov > Malcolm | 06.02.2013 | 10:33 Ответить
                Тогда как вы обьясните на одной широте существование пустынь и влажных субтропиков? Ну посади в пустынелес поливай первый год а потом все наладится и будет субтропический рай? Нет, будет опять пустыня. Так что совсем не самый важный.
                Ответить
                • Malcolm > olegov | 06.02.2013 | 13:31 Ответить
                  Выруби рядом с пустыней лес и смотри, как разрастается пустыня, а вернуть рай на место уже тяжеловато будет.
                  Ответить
                  • olegov > Malcolm | 07.02.2013 | 08:21 Ответить
                    Вы путаете типы леса. Ксерофитный лес в пустыне может и вырастет. Как было в наших каракумах, пока все не срубили на отопление. А вот сколько не старайся влажного леса не будет.
                    Ответить
                    • Malcolm > olegov | 07.02.2013 | 08:55 Ответить
                      Да я не про лес в пустыне, а про пустыню вместо леса.
                      Ответить
                      • olegov > Malcolm | 07.02.2013 | 21:41 Ответить
                        Хорошо приведите пример рукотворной пустыни на месте которой был влажный лес.
                        Ответить
                        • Malcolm > olegov | 08.02.2013 | 08:20 Ответить
                          За примерами в гугл.
                          Ответить
                          • olegov > Malcolm | 08.02.2013 | 19:44 Ответить
                            К сожалению вынужден константировать, что вы не знаете таких примеров.
                            Ответить
                          • Скеп-тик > Malcolm | 10.02.2013 | 12:57 Ответить
                            Чтобы на месте леса оказалась пустыня, нужно много-много коз и баранов. Стоит оградить какой-то участок,он со временем зарастает. Даже на побережьи Антарктиды. Неужели не помещается в голову, что околозерновые пленки воды - идеальное место для жизни:нет тяжелых металлов (вымываются), легкодоступный ЦеОдва, эНдваОтри (образуется во время гроз), фосфор и кремний рядом. А моря на протяжении миллиардолетий были живыми только на метров 50-250. А ниже - сплошные стоки свинцово-цинковых комбинатов.
                            Ответить
                            • olegov > Скеп-тик | 11.02.2013 | 08:19 Ответить
                              Проблема в том что вода разрушает пробиотики. Поэтому нужен постоянный источник органики, и это никак не море. А то что долгое время океан был совершенно неподходящей для жизни средой это факт.
                              Ответить
                              • Скеп-тик > olegov | 11.02.2013 | 09:25 Ответить
                                Речь в статье не о возникновении жизни. О существовании многоклеточных на суше в конце Венда. К томуже, если посмотреть рисунок реконструкции, местность была влажной и болотистой, возможно, заливаеной приливами. Поэтому описаные организмы могли быть амфибийными.
                                Кстати, когда холодный Венд закончился
                                , в морях вновь расплодились строматолиты, сведя своими токсинами вендское разнообразие к единице. Это еще один аргумент в пользу того, что многоклеточные прогрессировали в проточной распресненой воде. Или на влажном субстрате суши...
                                Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»