Значимый фрагмент головоломки эволюции первых позвоночных животных, покинувших древние моря Земли и вышедших на сушу, был обнаружен в Шотландии более 40 лет назад. Но его точный возраст определили только сейчас — и результаты ошеломили палеонтологов.
Ископаемое Westlothiana lizziae было найдено в карьере Ист-Кирктон в Уэст-Лотиане, Шотландия.
Существо получило название Westlothiana lizziae и является одним из древнейших примеров четвероногого животного, также известного как тетрапод, ходившего по Земле. Эти пионеры-тетраподы — предки всех наземных позвоночных, включая динозавров, птиц и людей, а также тех, кто вернулся в воду, например китов.
W. lizziae была похожа на ящерицу или саламандру и достигала в длину всего около 20 см. Её ископаемое обнаружил палеонтолог-любитель в 1984 году в карьере Ист-Кирктон в небольшом городе Батгейт к западу от Эдинбурга. Ископаемый образец ласково прозвали «Лизи», хотя это существо не было рептилией, и его пол не определён.
Ранее палеонтологи предполагали, что Лизи имеет тот же возраст, что и аналогичные окаменелости со всего мира — около 331 миллиона лет назад (млн лет назад). Но новое исследование, проведённое с использованием кристаллов циркона, позволило точно определить возраст Лизи — 346 млн лет назад. Результаты опубликованы в журнале PLOS One.
Лучший способ датировать такие древние породы — использовать кристаллы циркона. Геологи могут определить возраст цирконов на основе соотношения урана и свинца в кристаллах. Чем старше циркон, тем больше в нём свинца, который является побочным продуктом радиоактивного распада урана.
В породах без циркона датировка гораздо сложнее. Циркон нечасто образуется в базальтовых породах, которые представляют собой затвердевшие потоки лавы древних вулканов. Именно такие породы, в которых были найдены Лизи и ещё шесть ранних тетраподов. Регион 350 млн лет назад был тропическим лесом с действующими вулканами, токсичным озером и разнообразной растительной и животной жизнью, включая гигантских насекомых и других членистоногих.
«Я думаю, это одна из причин, почему никто не пытался исследовать их раньше, — говорит первый автор Гектор Гарза, недавний аспирант Техасского университета в Остине (США). — Из-за того, сколько времени и усилий требуется для получения цирконов, и риска не найти их».
Но удача улыбнулась палеонтологам, когда они поняли, что грязевой каскад и поток лавы, в котором окаменели древние существа, такие как Лизи, также содержали осадок с цирконом.
Гарза сделал рентгеновские снимки 11 образцов породы из слоёв вокруг шести окаменелостей, чтобы уточнить их возраст — 346 миллионов лет.
Это помещает Лизи и других стем-тетраподов, найденных в карьере, в период времени 360–345 млн лет назад. Этот период известен как «Разрыв Ромера» — время, когда по неизвестным причинам обнаружено особенно мало окаменелостей. Разрыв Ромера охватывает начало каменноугольного периода, который длился с 359 по 299 млн лет назад.
Разрыв Ромера досадно совпадает с периодом, когда тетраподы впервые вышли на сушу. Другая окаменелость, найденная в этом временном диапазоне в Виктории, Австралия, ранее в этом месяце была представлена как дорожка, проложенная ранним рептилоподобным существом. Это открытие позволяет предположить, что первые позвоночные, ходившие по суше, могли быть даже древнее, чем считалось ранее.
Но нехватка дополнительных доказательств из Разрыва Ромера придаёт ещё большее значение существующим окаменелостям, таким как Лизи, и другим тетраподам, найденным в Ист-Киркланде.
«Я не могу переоценить важность знаковых тетраподов Ист-Киркланда, — говорит соавтор Джулия Кларк, профессор Техасского университета в Остине. — 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».