Палеозойский наземный гигант Prototaxites — представитель неизвестной группы живых существ?

Рис. 1. Реконструкции прижизненного облика прототаксита Логана (Prototaxites loganii). A — древовидный лишайник (Retallack, Landing, 2014), B — хвойное дерево (Dawson, 1888), C — гигантский гриб (Hueber, 2001), D — ветвистое слоевище бурой водоросли (Schweitzer, 1983), E — высохший и свернувшийся мат из печеночника (Graham et al., 2010)

Наряду с огромными кембрийскими морскими радиодонтами и монструозными позднепалеозойскими летающими протострекозами, силурийско-девонские наземные «столбы» прототакситы стали знаковыми представителями палеозойского мира. Без упоминания необычного облика этих организмов — восьмиметровые гладкие столбы метрового обхвата — и идей, порой весьма спорных, об их принадлежности не обходится ни одна научно-популярная книга по истории земной жизни, особенно в жанре палеонтологического хоррора (см. ссылки внизу). За прошедшие 165 лет со времени их открытия палеонтологи сравнивали прототакситы и с деревьями, и с водорослями, и с грибами, и с печеночниками, и с лишайниками... Новое исследование большой группы палеонтологов, био- и геохимиков, проведенное на остатках прототаксита из знаменитой раннедевонской наземной биоты Райни (Шотландия) возрастом 407 млн лет, показало, что и деталями строения, и особенностями химического состава эти организмы отличаются от всего и всех, что обитало на Земле в раннедевонскую эпоху и живет в наши дни.

В переломный для всей науки 1859 год, когда увидело свет первое издание «Происхождения видов...» Чарлза Дарвина, последовательный противник эволюционной теории, палеоботаник Джон Уильям Доусон описал из нижнедевонских отложений канадской провинции Квебек необычные ископаемые остатки. Доусон назвал эти окаменелости Prototaxites, поскольку посчитал, что это древовидное хвойное растение, вероятно родственное и предшествовавшее тису (Taxus, рис. 1В).

Действительно, в окаменевших «стволах» — до 1,4 м в поперечнике и до 8,8 м высотой трудно было заподозрить что-то иное, кроме ископаемых деревьев. Однако 120 лет спустя, когда уже стало ясно, что столь высокие деревья выросли лишь к концу девонского периода, появилась идея о водорослевой природе протакситеса. Действительно, бурые водоросли, подобные ламинарии, могут вытягиваться на большую длину. А вдруг в те давние времена они смогли, пусть и ненадолго, освоить сушу, независимо от зеленых водорослей и их прямых потомков — сосудистых растений? Даже что-то вроде ствола на основе слоевища получилось (H.-J. Schweitzer, 1983. Die Unterdevonfloren des Rheinlandes; рис. 1D). Размножались же они спороподобными тельцами, которые в некоторых прототакситах тоже вроде просматриваются...

По счастью, эти окаменелости нескольких видов встречались довольно широко и в географическом (Северная Америка, Западная Европа и Южная Африка), и во временном (от верхнесилурийских до верхнедевонских слоев) диапазоне. А в некоторых местонахождениях, подобных шотландскому Райни (Rhynie), все ископаемые ткани заместились кремнеземом из горячих вулканических растворов и превратились в практически готовые научные препараты. Изучение тонких срезов протакситеса из таких отложений не выявило у него ни коры, ни сосудистых тканей. Зато обнаружились многочисленные тонкие переплетающиеся трубочки трех разных типов, размером и обликом очень напоминавшие грибные гифы (F. M. Hueber, 2001. Rotted wood-algal fungus: The history and life of Prototaxites Dawson 1859; рис. 1С). Гигантский гриб! — подумалось исследователям...

Да не бывает и не было таких огромных грибов, — возразили их оппоненты: слишком слабые ткани не выдержали бы собственного веса. (На самом деле хитин — весьма прочная структура, а не дают современным грибам дорастать до радующих глаз грибника размеров личинки вездесущих насекомых, съедающие всё «на корню».) Посему не стоял он вовсе и даже не лежал, а стелился в виде широкого «коврика» из порослей многолетнего печеночника, подобного современной маршанции. Когда же «коврик» подсыхал, ветер и вода скатывали его в рулончик, как современную маршанцию (L. E. Graham et al. 2010. Structural, physiological, and stable carbon isotopic evidence that the enigmatic Paleozoic fossil Prototaxites formed from rolled liverwort mats; рис. 1Е). Правда, из нынешнего печеночника рулончики получаются менее сантиметра в диаметре, к тому же закручиваются они спирально. Совсем не тот масштаб и отнюдь не концентрический рисунок слоистости...

Затем вроде бы обнаружили, что кроме ветвящихся нитевидных трубчатых клеток, напоминающих грибные гифы, в этих окаменелостях встречаются и микроскопические (менее 10 микронов в диаметре) шарики, подобные коккоидным водорослям. Вроде бы получился древовидный лишайник, на срезах «ствола» которого наблюдались своего рода годичные кольца — чередование слоев, сложенных преимущественно фико- или микобионтом, то есть грибным и водорослевым симбионтами (G. J. Retallack, E. Landing, 2014. Affinities and architecture of Devonian trunks of Prototaxites loganii; рис. 1А, 2).

Рис. 2. Возможная симбиотическая коккоидная водоросль у прототаксита Логана (Prototaxites loganii). Фотографию предоставил Грег Реталляк

Другие авторы «шариков» не увидели, но нашли у Prototaxites taiti плодовое тело (гимений]), образованное сумками (асками), несущими аскоспоры, и стерильными элементами (парафизами), и подстилаемое слоем переплетающихся гифов. По строению всё это вместе взятое очень напоминало аскомицет, или сумчатый гриб, из группы пецицевых, к которым, например, относятся современные сморчки (R. Honegger et al., 2018. Fertile Prototaxites taiti: a basal ascomycete with inoperculate, polysporous asci lacking croziers). Среди пецицевых есть и столбчатые формы, правда совсем невысокие — до 5 сантиметров ростом. Наоборот, Prototaxites logani мог бы принадлежать к агариковым базидиомицетам, вроде нынешних сыроежек или мухоморов, но опять же столбовидного облика. Осталось лишь убедиться, что все изученные авторами фрагменты принадлежали именно прототакситу, а не настоящим грибам, встречающимся в тех же отложениях. Увы, этого им сделать как следует не удалось...

И это далеко не полный перечень идей, призванных объяснить природу протакситеса и появившихся за 165 лет изучения этих окаменелостей.

Новая работа, опубликованная в журнале Science Advances и подготовленная 14 палеонтологами, биохимиками и геохимиками в основном с разных факультетов Эдинбургского университета, стала новой вехой в изучении этих загадочных ископаемых. Кроме оптической микроскопии высокого разрешения использовалась конфокальная лазерная микроскопия, что позволило убедиться в наличие трех видов трубочек, образующих ствол прототаксита (рис. 3).

Рис. 3. Тонкий срез (прозрачный шлиф) образца прототаксита Тейта (Prototaxites taiti), на котором видны многочисленные полые трубочки; нижнедевонский кремнистый сланец Райни, Шотландия. Фотография из обсуждаемой статьи в Science Advances (предоставлена Рори Александером). Длина масштабного отрезка 0,5 см

Самые тонкие из них (около 10 мкм диаметром) составляют основную массу этого органа. Они периодически ветвятся и пересекаются поперечными перегородками — септами с порой посередине и тем самым напоминают грибные гифы. Трубки второго и третьего типа пошире (20–40 мкм), с кольцевыми утолщениями стенок и совсем полые. Кроме трубок, ничего другого в стволе прототаксита нет — ни спор, ни коккоидных симбионтов. Дальше пришел черед инфракрасных анализаторов, которые не обнаружили различий в химическом составе разных трубчатых органов.

Значит, прототаксит не мог быть симбиотическим организмом, вроде лишайника. Всё-таки гриб? Однако, кроме самых тонких гифоподобных (и то не вполне) трубочек в его теле ничего грибного нет. Более того, должны бы были сохраниться какие-нибудь органические продукты распада хитина или гликопротеинов. Сравнивать химический состав окаменелости с химическим составом современных грибов практически бессмысленно. Однако в Райни, откуда происходил изучаемый образец, в избытке имеются ископаемые остатки сходным образом сохранившихся лишайников, грибов, оомицетов и раковинных амёб, а также хелицеровых (хотя бы достаточно крупных палеозойских хищников — тригонотарбов). Можно было сопоставить данные по химического составу ископаемых тканей у представителей всех этих групп, что и было сделано на тех же инфракрасных анализаторах (рис. 4).

Рис. 4. Канонический анализ соответствий молекулярного состава, выявленного методом инфракрасного анализа в образцах прототаксита (Prototaxites taiti) и других нижнедевонских ископаемых из кремнистого сланца Райни, Шотландия. Слева направо по часовой стрелке: колониальная цианобактерия и сосудистое растение (зеленый цвет), фрагмент прототаксита (бежевый), тригонотарб (синий), оомицет (сиреневый), раковинная амёба (оранжевый) и одноклеточные грибы (розовый). Рисунок из обсуждаемой статьи в Science Advances

Оказалось — точнее, не оказалось среди молекулярных остатков прототаксита ничего ни грибного, ни оомикотного и т. д. Ни на что он в своем палеобиохимическом выражении не похож и никаких молекулярных следов хоть чего-то хитинового в нем нет. А вот в остатках грибов, оомицетов, раковинных амёб и тригонотарбов из того же Райни следы распада полисахаридов, к которым принадлежит и хитин, сохранились. А значит, наряду с подобными ему силурийско-девонскими организмами, которые принято называть нематоморфами (от греч. нема — «нить»), прототаксит мог представлять совершенно иную форму жизни. Так авторы и заключили, подчеркнув, что прототаксит принадлежал к совершенно обособленной группе сложных наземных многоклеточных организмов (рис. 5).

Рис. 5. Художественная реконструкция прототаксита Тейта (Prototaxites taiti) среди раннедевонского ландшафта Райни, Шотландия. Рисунок Мэтью Хампейджа из обсуждаемой статьи в Science Advances (предоставлен Рори Александером). Длина масштабного отрезка 3 м

Все нематофиты, так же как и прототаксит, исчезли уже концу девонского периода — видимо, стали слишком легкой добычей для первых насекомых и двупарноногих многоножек. Мельчайшие копролиты, набитые трубочками, как у прототаксита, — встречаются в девонских континентальных отложениях совсем нередко.

Источник: Corentin C. Loron, Laura M. Cooper, Sean McMahon, Seбn F. Jordan, Andrei V. Gromov, Matthew Humpage, Niall Rodgers, Laetitia Pichevin, Hendrik Vondracek, Ruaridh Alexander, Edwin Rodriguez Dzul, Alexander T. Brasier, Michael Krings, Alexander J. Hetherington. Prototaxites fossils are structurally and chemically distinct from extinct and extant fungi // Science Advances. 2026. V. 12 (4). DOI: 10.1126/sciadv.aec6277.

См. также:
1) Грибы, которым миллиард лет, «Элементы», 19.12.2008.
2) Сумма палеонтологии (рецензия Антона Нелихова на книгу Андрея Журавлева «Сотворение Земли»).
3) Палеохалтура: 100–500 ошибок доцента (рецензия Андрея Журавлева на книгу Станислава Дробышевского «Палеонтология антрополога. Том 1. Докембрий и палеозой»).

Андрей Журавлев