470 миллионов лет назад на Южном полюсе процветала жизнь

Рис. 1. Во французских горах Монтань Нуар (Montagne Noire) ученые нашли новый лагерштетт. Место, на первый взгляд, ничем не примечательно, — возможно, благодаря этому его обнаружили только сейчас. Фото из обсуждаемой статьи

Лагерштетты продолжают раскрывать все новые и новые тайны прошлых эпох. Ученые описали фауну раннеордовикского возраста из открытого недавно лагерштетта во Франции. Находки позволили увидеть, какой была жизнь на Южном полюсе в раннем ордовике: в то время территория современной Франции находилась именно там. Как выясняется, и обилие, и разнообразие жизни в холодных водах было весьма впечатляющим. Ученые предполагают, что в то время в холодные воды в окрестностях Южного полюса сместились биоты из перегретых тропических вод: в начале ордовика на планете климат стал слишком жарким.

В журнале Nature Ecology and Evolution опубликовано описание нового лагерштетта, найденного во Франции, в горах Монтань Нуар (Montagne Noire). Напомню, что лагерштетты — это местонахождения с окаменелостями мягкотелых животных и одноклеточных форм, которые не имели при жизни прочного скелета, а потому для их сохранности в течение миллионов лет в осадочной породе и, следовательно, попадания в каменную летопись земной жизни необходимы поистине уникальные условия. Подробнее о лагерштеттах читайте в статье Как медуза может стать каменной.

В 2018 году в окрестностях горной деревни Кабрийе (Cabrières) французские геологи Сильвия и Эрик Монсере (Éric Monceret, Sylvie Monceret) нашли сначала одно обнажение, а затем и другие, где в массе были захоронены водоросли и самые разные животные, со скелетами и без них. Геологи собрали более 400 образцов с ископаемыми и как могли определили их при участии коллег из различных научных институтов Европы и США (руководил работой Фарид Салех (Farid Saleh) из университета Лозанны). Также был проведен рутинный минералогический и химический анализ образцов и самой вмещающей породы. Теперь, после первого описания этого местонахождения и соответствующей фауны, решено продолжить изучение: новая экспедиция туда запланирована на апрель.

Почему геологи предприняли такую работу с перспективой на будущее? Во-первых, найти лагерштетт — это большая удача (как, впрочем, и всё в палеонтологии). Во-вторых, горы Монтань Нуар в раннем ордовике располагались близко к южному полюсу — точнее, самих гор тогда еще не было, а составляющие их породы лишь начинали формироваться на морском дне (рис. 2). Это означает, что ученые открыли древнюю полярную биоту. Очень интересно узнать, кто жил в полярных водах 470 млн лет назад (новая биота имеет примерно такой возраст), и как был устроен холодноводный комплекс в прошлом. Похож ли он на современные антарктические сообщества? Похож ли он на известные тепловодные биоты ордовикских эпох?

Рис. 2. Наша планета в ордовике (484–443 млн лет назад), вид со стороны южного полюса (белая точка). Суша закрашена коричневым цветом, для ориентира черными линиями прочерчены очертания современных материковых плит. Кружочками обозначены ордовикские лагерштетты; черный кружочек рядом с полюсом — это новый лагерштетт из Франции. Рисунок из обсуждаемой статьи, с дополнениями

Из 400 образцов удалось определить половину. Среди них нашлись животные со скелетом: иглокожие, моллюски, брахиоподы, трилобиты, губки и представители других групп (рис. 3).

Рис. 3. Представители скелетной фауны из Монтань Нуар. Трилобиты Ampyx (a) и гастроподы, сидящие, по-видимому, на раковине конулярии (b). Все ископаемые найдены в глинистой породе, все покрыты оксидами железа, поэтому имеют красноватую или охристую окраску; темные пятна — это остатки органических материалов. Возможно, как подчеркивают авторы, охристое покрытие является результатом более поздних химических процессов в осадочном пласте: железо могло накопиться, например, с просочившимися сверху водами. Длина масштабных отрезков: a — 4 мм, b — 1 см. Фото из обсуждаемой статьи

Также было найдено немало животных без минерального скелета (рис. 4): полухордовые, ракообразные с хитиновым панцирем, черви (пока не ясна их таксономическая принадлежность). Вероятно, присутствовали и какие-то древние хелицеровые, родственные ракоскорпионам и мечехвостам.

Рис. 4. Слева — отпечаток полухордового животного; длина масштабного отрезка — 3 мм. Справа — отпечаток ракообразного Phyllocarida, под раковиной — отпечаток граптолита; длина масштабного отрезка — 8 мм. Фото из обсуждаемой статьи

Доминировали в этом комплексе членистоногие (трилобиты и ракообразные), моллюски и водоросли. Но и других групп тоже оказалось достаточно, так что распределение разнообразия по группам выглядит относительно равномерным (рис. 5).

Рис. 5. Распределение идентифицированных ископаемых из лагерштетта Монтань Нуар по таксономическим группам. Хорошо заметно, что в этой биоте не наблюдается резкого доминирования той или иной группы. Фото из обсуждаемой статьи

Авторы, однако, обращают внимание на почти полное отсутствие иглокожих в этом полярном комплексе, тогда как в других ордовикских лагерштеттах они перевешивают по числу остальных животных. Так, среди животных из лагерштетта Фезуата (Fezouata Formation; см. Кембрийские животные оказались долгожителями, «Элементы», 26.05.2010) — тоже из раннего ордовика и тоже из холодных вод — иглокожие составляют 30% всех образцов. А в Кабрийе нашлось лишь три экземпляра иглокожих. Ученые пока не предлагают ясного объяснения этому феномену.

В холодных водах полярного палеокеана процветала богатая и разнообразная биота — примерно как в современных приантарктических водах. В ней присутствовали животные, найденные в тропических водах. Холод для жизни — проблема слишком серьезная. Скорее, как отмечают авторы работы, в холодные южнополярные воды переместились животные из перегретого тропического пояса. Вспомним, что в начале ордовика планета сильно разогрелась, так что в это время регистрируется один из глобальных температурных максимумов (Ордовикское оледенение могло начаться из-за аномально большого количества хондритной пыли, «Элементы», 01.10.2019). Когда в тропиках слишком жарко, многие группы мигрируют в умеренные и холодные воды, и это, по-видимому, общее правило для всех эпох, а не только для ордовика.

Хотелось бы, кроме этого основного вывода, подчеркнуть, что данное исследование полно и наглядно иллюстрирует современный поворот в изучении лагерштеттов. А именно, как лагерштетты из уникальных курьезов превратились в важную область научных исследований.

Во-первых, публикация на страницах рейтингового журнала говорит о неугасающем интересе к этой теме. Описания таких местонахождений всегда любопытны, так как дают возможность в деталях рассмотреть мир ушедших эпох. С привычными скелетными ископаемыми картинка получается и тусклее, и фрагментарнее.

Во-вторых, от общих описаний ученые переходят к анализу феномена лагерштеттов. Вспомним, что еще десять-пятнадцать лет назад мы читали громкие сообщения о находках отдельных, единичных лагерштеттов. Теперь же только для ордовика, как указывают авторы публикации, уже известно около 30 лагерштеттов. Иными словами, их набралось уже столько, что пора браться за сравнения и анализ. В данном случае этот лагерштетт сравнивается с несколькими другими из теплых и холодных вод, а также из тех, что существовали до и после него.

В-третьих, речь в обсуждаемой статье идет об экологии древних сообществ. А это означает, что специалисты согласились, что в лагерштеттах сохраняется более или менее показательная выборка местообитаний. Прежде считали, что сохраняются лишь организмы с какими-то особыми свойствами тканей, пригодных для уникальных тафономических процессов. Но постепенно стало ясно, что в лагерштеттах сохраняется очень многое, и вовсе не экстраординарным образом.

В-четвертых, по словам авторов «в последнее десятилетие в Монтань Нуар поиск лагерштеттов набирает обороты» («The search for Lagerstätten in the Early Ordovician of Montagne Noire (France) has gained momentum over the past decade»). В 2018 году было найдено первое обнажение, на следующий год там же было обнаружено еще несколько... Это означает, что подобные местонахождения не уникальны, их просто не искали или не обращали на них внимания. Между тем, они, по-видимому, столь же обычны, как и местонахождения со скелетной фауной, просто они «изготавливаются» иначе.

Источник: Farid Saleh, Lorenzo Lustri, Pierre Gueriau, Gaëtan J.-M. Potin, Francesc Pérez-Peris, Lukáš Laibl, Valentin Jamart, Antoine Vite, Jonathan B. Antcliffe, Allison C. Daley, Martina Nohejlová, Christophe Dupichaud, Sebastian Schöder, Emilie Bérard, Sinéad Lynch, Harriet B. Drage, Romain Vaucher, Muriel Vidal, Eric Monceret, Sylvie Monceret & Bertrand Lefebvre. The Cabrières Biota (France) provides insights into Ordovician polar ecosystems // Nature Ecology & Evolution. 2024. DOI: 10.1038/s41559-024-02331-w.

Елена Наймарк