В 1984 году палеонтолог-любитель в Шотландии обнаружил замечательный образец: почти полную окаменелость существа, похожего на ящерицу или саламандру. Несмотря на небольшой размер — 20 сантиметров, — эта находка стала ключевым элементом в разгадке эволюции животных.
Это существо, названное Westlothiana lizziae, является одним из самых ранних примеров четвероногого животного, которое эволюционировало от жизни под водой к обитанию на Земле. Оно и другие подобные ему стем-тетраподы являются общими предками земноводных, птиц, рептилий и млекопитающих, существующих сегодня, включая человека.
Пересмотренный возраст окаменелости
Несмотря на свою значимость, исследователи так и не определили точный возраст окаменелости. Но благодаря новым исследованиям, проведённым в Техасском университете в Остине, учёные теперь знают, что Westlothiana lizziae и подобные ей существа из того же места в Шотландии потенциально на 14 миллионов лет старше, чем считалось ранее.
Новая датировка — 346 миллионов лет назад — придаёт находке дополнительную значимость, поскольку помещает образцы в загадочную лакуну в летописи окаменелостей, называемую «Разрывом Ромера».
Исследование
Исследование, опубликованное недавно в журнале PLOS One, было проведено под руководством Гектора Гарзы, который только что получил докторскую степень на факультете наук о Земле и планетах в Школе наук о Земле Джексона Техасского университета в Остине. Гарза рискнул, взявшись за задачу датировать древние окаменелости с помощью геохимического метода, называемого радиометрическим датированием.
Трудности радиометрического датирования
Хотя геоученые могут использовать кристаллы циркона для определения того, как давно образовалась порода, не все типы пород поддаются этому виду анализа. А место в Шотландии, где были обнаружены окаменелости, находилось рядом с древними вулканами, чьи лавовые потоки давно затвердели в базальте, где цирконы обычно не образуются. Коллеги-учёные предупреждали Гарзу, что химическое датирование пород может оказаться безрезультатным.
«Я думаю, что это была одна из причин, почему никто не пытался заняться этим раньше, — сказал Гарза. — Из-за всего времени и усилий, которые требуются для получения цирконов, а затем риск не найти ни одного».
Но ему повезло. Когда грязь каскадом спускалась с вулканов, текущая лава и обломки разрушали отложения, содержащие цирконы, которые попадали в озеро, где формировался известняк, погребая под собой этих ранних тетраподов.
Гарза сделал рентгеновские снимки 11 образцов породы в Школе Джексона и смог извлечь цирконы из породы, окружающей шесть окаменелостей. Затем он провёл ураново-свинцовое лазерное датирование цирконов в Хьюстонском университете, чтобы определить их самый древний возможный возраст.
Значение исследования
До рискованного шага Гарзы учёные считали, что окаменелости имеют такой же возраст, как и аналогичные окаменелости со всего мира — около 331 миллиона лет. Более точный, более древний максимальный возраст в 346 миллионов лет имеет большое значение, поскольку помещает образцы в «Разрыв Ромера». Это период времени с 360 по 345 миллион лет назад, когда по причинам, которые учёные точно не знают, было обнаружено очень мало окаменелостей. Именно в этот решающий момент в истории эволюции рыбы, обитающие в воде, совершили эволюционный скачок, отрастив лёгкие и четыре ноги, чтобы стать наземными животными. Это одна из самых важных вех в истории эволюции животных.
«Я не могу переоценить важность иконических тетраподов из Ист-Киркленда, — сказала Джулия Кларк, профессор Школы Джексона и соавтор статьи. — Более точное определение возраста этих окаменелостей имеет ключевое значение для понимания времени появления позвоночных на суше. Время, в свою очередь, имеет ключевое значение для оценки того, почему этот переход произошёл именно тогда и какие факторы окружающей среды могут быть связаны с этим событием».
Место находки
Место в Шотландии, где были найдены окаменелости, — карьер Ист-Кирктон, настоящий кладезь записей о ранних тетраподах. Там были найдены семь окаменелостей стем-тетраподов, включая Westlothiana lizziae. Сотни миллионов лет назад, когда эти ранние четвероногие существа бродили по земле, это место было тропическим лесом с близлежащими действующими вулканами, токсичным озером и разнообразным сообществом растений и животных.
Национальный музей Шотландии предоставил Гарзе кусочки породы, окружавшие окаменелости, для отбора проб. Другие авторы исследования — доцент Элизабет Каттлос и Майкл Брукфилд, оба из Департамента наук о Земле и планетах в Школе Джексона, и Томас Лапен, профессор и заведующий кафедрой наук о Земле и атмосфере в Хьюстонском университете.
Предоставлено Университетом Техаса в Остине.