Древние и продвинутые виды сосуществовали после глобального пермо-триасового вымирания

Портрет парижской биоты начала триасового периода

Рис. 1. Портрет парижской биоты начала триасового периода. Художник реконструировал облик всех животных и водорослей, остатки которых найдены в этих отложениях. Рисунок © Jorge Gonzalez из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science Advances

Международная команда ученых представила к обсуждению целую ископаемую экосистему раннетриасового возраста. Она представляет собой ассоциацию животных и водорослей, запечатанных в осадок в результате катастрофического захоронения. Слои с остатками имеют возраст 250,6 млн лет, то есть захоронение произошло через миллион лет после пермо-триасового вымирания. Как выяснилось, этого времени оказалось достаточно, чтобы сформировалась развитая и богатая экосистема, включающая все трофические уровни. В этой экосистеме сосуществовали древние раннепалеозойские элементы и продвинутые мезозойские. Причем эволюционно продвинутые мезозойские животные существовали уже в раннетриасовое время, что показывает исключительно быстрые темпы морфологической эволюции. Новые находки служат хорошей базой для выяснения вопросов восстановления разнообразия после глобальных вымираний.

Международная команда ученых под руководством Арно Брайара (Arnaud Brayard) из Университета Бургундии (Дижон, Франция) опубликовала в журнале Science Advances описание любопытного комплекса ископаемых животных, который получил наименование «парижская биота». Название отражает географическую близость местонахождения к городу Парижу. Правда, расположен он не во Франции, а в США, в штате Айдахо (см. Paris, Idaho). Возраст ископаемых определен вполне надежно — 250,6 млн лет. Это время относится к раннему триасу, почти сразу (в геологическом понимании) после величайшего пермо-триасового вымирания 251,9 млн лет назад.

В этом местонахождении сохранились не только остатки твердой анатомии животных (панцири, раковины, кости, зубы), но и их мягкая анатомия, а также разнообразные мягкотелые животные и водоросли. Иными словами, парижская биота — это лагерштетт, местонахождение с ископаемыми уникальной сохранности. Нужно отметить, что в последнее десятилетие палеонтология и палеоэкология развиваются во многом именно благодаря исследованию лагерштеттов морского и пресноводного генезиса (см., например, новости Кембрийские животные оказались долгожителями, «Элементы», 26.05.2010, Коготки галлюцигении подтвердили гипотезу о происхождении членистоногих, «Элементы», 21.10.2014, Ракообразные достигли совершенства уже 510 млн лет назад, «Элементы», 23.04.2008). Но парижская биота интересна не только уникальной сохранностью ископаемых остатков, но также тем, что это самый древний из известных триасовых комплексов. Этот комплекс отражает ход восстановления жизни на планете после того, как в позднем палеозое вымерло 90% существовавших видов. Считалось, что после этого опустошения темпы видообразования нарастали постепенно, и виды с продвинутыми признаками появились не сразу. Для этого требовалось изрядное количество эволюционного времени. Гипотетически также постепенно должно было идти становление экосистем с заполнением трофических уровней каждый в свой черед. Раннетриасовая парижская биота — это мгновенный кадр целой экосистемы, по которому мы можем оценить правильность наших гипотез.

Палеонтологи собрали около 800 образцов ископаемых, определив 20 отрядов животных, представляющих 7 типов — фораминиферы, губки, моллюски, иглокожие, членистоногие, брахиоподы, хордовые. Из этого набора имеются вполне ожидаемые виды и роды, то есть те, которые известны из синхронных отложений других регионов. Это аммониты, белемниты, омары, хрящевые рыбы, морские лилии и т. д. С другой стороны, нашлись виды, которые, как считалось, вымерли на границе перми и триаса. Это губки Protomonaxonida, которые были многочисленны в кембрии и ордовике, встречены они также в породах раннего силура. И вот, как теперь оказалось, они во множестве населяли дно парижского палеоморя в начале триаса. Подобные группы называют таксонами Лазаря: после резкого снижения численности они остаются, по-видимому, на очень ограниченной территории или акватории, потому становятся невидимы исследователю. Но вероятность их нахождения не нулевая, потому иногда представителей таких не до конца исчезнувших групп можно найти в отложениях существенно более позднего времени. Губки протомонаксониды нашлись не просто спустя сто с лишним миллионов лет после своего «официального» вымирания, но и даже после великого планетарного пермо-триасового вымирания. На остатках этих губок иногда присутствуют крошечные брахиоподы. Для кембрия подобная биотическая ассоциация вполне обычна, таких находят множество в кембрийских отложениях. Но в триасе прикрепленные к губкам брахиоподы нашлись впервые; получается, что губки протомонаксониды не только сами не вымерли, но сохранили привычные для себя биотические связи.

Животные парижского комплекса и их значение для понимания палеобиоразнообразия

Рис. 2. Животные парижского комплекса и их значение для понимания палеобиоразнообразия: 1 — губки Protomonaxonida, известные из кембрия, ордовика и силура, 2 — брахиоподы, прикрепленные к этим губкам, иллюстрируют неизвестные ранее биотические связи, 3 — представители двужаберных головоногих, имеющих гладиус, 4 — конодонты, 5 — аммониты, 6 — наутилоиды, 7 — белемниты, 8 — скелетные части (спикулы) стеклянных губок, 9 — брахиоподы лингулиды, известные с кембрия поныне, 10 — брахиоподы Discinida, также известные с кембрия поныне, 11 — двустворчатые моллюски, 12 — представители настоящих креветок, 13 — представители креветок Penaeidae, 14 — glyphidean lobsters, 15 — мешкоголовые ракообразные, 16 — морские лилии, 17 — офиуры, 18 — костистые рыбы, 19 — хрящевые рыбы; 20 — пеллеты членистоногих, 21 — копролиты крупных хищников, содержащие остатки белемнитов, 22 — дазикладовые водоросли (см. Dasycladales). PTB — граница перми и триаса, EF — фауна, включающая палеозойские формы (палеозойская эволюционная фауна) или современные (современная эволюционная фауна). Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science Advances

Другой интересный пример — двужаберные головоногие моллюски, к которым принадлежат, в частности, современные кальмары, каракатицы и осьминоги. Их бурная эволюция началась после формирования внутренней раковины — гладиуса, или сепиона. Предполагалось, что это произошло лишь в начале юрского периода и что они взяли начало от пермских представителей. Потому исследователей так удивили находки двужаберного головоногого, несущего безошибочный гладиус. Это означает, что данная эволюционно продвинутая группа существовала уже в раннем триасе. И ей вовсе не потребовались десятки миллионов лет на изобретение внутренней раковины.

Нашлись и другие представители с эволюционно продвинутой морфологией, которая, как предполагалось, требует долгой адаптивной подготовки. Это морские лилии и крупные офиуры. Для офиур, что важно, сошлось теперь время появления, измеренное по молекулярным часам, с самыми ранними палеонтологическими находками.

Встречены обильные остатки разнообразных членистоногих, мелких и покрупнее, а также загадочные мешкоголовые ракообразные, исчезнувшие полностью в позднем мелу.

Образец с ископаемыми креветками

Рис. 3. D — образец с ископаемыми креветками в ультрафиолетовом свете, видны креветки (c) и рыбьи чешуйки (f); E — образец в обычном свете, F — тот же образец в ультрафиолете; G — креветка (c) и рыбья чешуйка (f) в обычном свете. Длина масштабных отрезков 5 мм. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances

Кроме них найдены зубы акул, чешуя и кости костных (лучеперых и кистеперых) рыб. Также во множестве имеются копролиты животных, содержащие кости рыб и остатки белемнитов. Ясно, что эти копролиты оставлены хищниками, достаточно крупными и быстрыми, чтобы охотиться на скоростных головоногих, а также стайных рыб.

Перед нами пример целой экосистемы: с первичными продуцентами — водорослями, консументами разного порядка — это ракообразные, иглокожие и рыбы, которые являлись сестонофагами, детритоедами, хищниками. Были там и консументы высшего порядка — крупные хищники. И эта развитая экосистема процветала спустя недолгое геологическое время после глобального вымирания. Это означает, что для заполнения пустого экологического пространства много времени не требуется, эволюция идет весьма быстрыми темпами. В любом случае, перед нами богатый материал для размышлений. Как скоро и каким порядком происходит становление экосистем? Какие формы заполняют экологические вакансии и как они сменяются? Как уживаются древние и новые фаунистические элементы? На примере парижской биоты можно на каждый из этих вопросов ответить четко и конкретно. Прекрасная возможность для эволюционистов!

Источник: Arnaud Brayard, L. J. Krumenacker, Joseph P. Botting, James F. Jenks, Kevin G. Bylund, Emmanuel Fara, Emmanuelle Vennin, Nicolas Olivier, Nicolas Goudemand, Thomas Saucède, Sylvain Charbonnier, Carlo Romano, Larisa Doguzhaeva, Ben Thuy, Michael Hautmann, Daniel A. Stephen, Christophe Thomazo, Gilles Escarguel // Unexpected Early Triassic marine ecosystem and the rise of the Modern evolutionary fauna. Science Advances. 2017. V. 3. DOI:  10.1126/sciadv.1602159.

Елена Наймарк


4
Показать комментарии (4)
Свернуть комментарии (4)

  • dyf  | 03.03.2017 | 17:12 Ответить
    А было ли пермо-триасовое вымирание таким уж катастрофичным? Вот Кирилл Юрьевич Еськов довольно скептичен https://www.youtube.com/watch?v=-I7fzZ3-DEg
    Ответить
  • Fangorn  | 05.03.2017 | 05:30 Ответить
    "Парижская биота" - слово-то какое! Так и просится на переносные смыслы))

    P.S. А в оригинале так вообще чудесно - "Парижская биота... из района Медвежьего озера"
    Ответить
  • sVv#14  | 06.03.2017 | 18:31 Ответить
    Чтобы говорить о катастрофичности вымирания, надо определиться, для кого. Иначе - "а в попугаях-то я гораздо длиннее" Катастрофа-вымирание - это катастрофы прежде всего для экосистем и сукцессионных рядов. а не для видов. Виды и даже роды вполне могут себе неплохо существовать. Современная тайга - это свалка из родов ледниковой и доледниковой фауны и флоры. Ни одного строго таежного рода так до сих пор и не появилось. С точки зрения родов катастрофы нет, даже наоборот весело - на зиму обитатели листопадных лесов норовят откочевать в тайгу, где сытнее - шишки, да хвоя, на опушках -березки и осинки молоденькие, нежные (а в Приморье - так в-а-аще!). А с точки зрения экосистем - где она, тундростепь? Остались от нее одни приречные колки-леса - современная тайга. Все остальное разве что на Врангеле. Вот и здесь нашли такую же "тайгу". Жду не дождусь, когда найдут такую же "тайгу" для палеоценовых динозавров (не птиц).
    Ответить
  • VICTOR  | 13.03.2017 | 22:55 Ответить
    "древние раннепалеозойские элементы" - именно "раннепалеозойские"? Вплоть до классов/подклассов, существовавших до ордовикско-силурийского и девонского вымираний?
    P.S. Омаров (glyphidean lobsters) наверное нужно перевести.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»