Окаменелости некоторых из самых древних животных Земли были найдены в одном из самых впечатляющих мест в мире: в Гранд-Каньоне в Северной Америке.
Окаменелости датируются периодом между 507 и 502 миллионами лет назад (млн лет назад) в середине кембрийского периода, который длился с 541 по 485 млн лет назад. В кембрии произошёл эволюционный «взрыв»: в древних морях Земли впервые появились все основные типы тел, которые встречаются у современных животных.
Это первый случай, когда кембрийские окаменелости были найдены в Гранд-Каньоне.
Богатое месторождение
Подробное описание богатого месторождения опубликовано в журнале Science Advances. Среди находок — крошечные моллюски, соскребающие камни, питающиеся фильтрацией ракообразные, черви с шипастыми зубами и, возможно, фрагменты того, чем питались эти древние существа.
Большинство кембрийских животных имели твёрдые внешние оболочки. Мягкие части тела были найдены в некоторых местах по всему миру, например, в знаменитом кембрийском месторождении в Канаде — сланцах Бёрджес и в сланцах Маотяньшань в Китае. Мягкие части тела из кембрия, как правило, встречаются в средах с низким содержанием кислорода и ресурсов, которые идеально подходят для быстрой фоссилизации.
Однако новое открытие в Гранд-Каньоне включает в себя первые в мире окаменелости кембрийских животных с мягким телом из богатой ресурсами «зоны Златовласки», которая обеспечивала условия для ускоренной эволюции ранних животных.
Во время кембрия Гранд-Каньон был ближе к экватору и имел богатые кислородом воды, которые не были ни слишком глубокими, ни слишком мелкими. Они были «в самый раз» для поддержания эволюции ранних животных.
«Эти редкие окаменелости дают нам более полное представление о том, какой была жизнь в кембрийский период», — говорит первый автор исследования Джованни Муссини, аспирант Кембриджского университета в Великобритании. «Сочетая эти окаменелости со следами их зарывания, ходьбы и питания, которые встречаются по всему Гранд-Каньону, мы можем воссоздать целую древнюю экосистему».
«Удивительно, но у нас раньше не было много подобных кембрийских окаменелостей из Гранд-Каньона. Были находки, такие как трилобиты и биоминерализованные фрагменты, но не так много окаменелостей мягкотелых существ», — говорит Муссини. «Но геология Гранд-Каньона, в котором много мелкозернистых и легко раскалывающихся глинистых пород, подсказала нам, что это может быть именно то место, где мы сможем найти некоторые из этих окаменелостей».
Метод исследования
Муссини и его коллеги сначала растворили породу вокруг окаменелостей с помощью раствора фтористоводородной кислоты. Затем осадок пропустили через сита, чтобы освободить тысячи крошечных окаменелостей.
Их исследовали под мощными микроскопами, чтобы выявить их особенности. Многие окаменелости напоминают современных ракообразных, включая креветок. Другие — моллюсков, похожих на современных слизней.
Микроскопический анализ показал множество сложных способов, с помощью которых эти ранние животные эволюционировали, чтобы ловить и есть свою добычу.
Ракообразные имели волосовидные отростки на треугольных бороздах вокруг рта и волосатые конечности, которые подметали проплывающие частицы пищи в рот, как конвейерную ленту. У моллюсков были цепочки зубов, как у современной садовой улитки, которыми они, вероятно, соскребали водоросли или бактерии с камней.
«Это были передовые для своего времени «технологии», объединяющие несколько анатомических частей в мощные системы питания», — говорит Муссини.
Команда также идентифицировала новый вид древних приапулид — группу, известную как пенисные или кактусовые черви. Они были широко распространены в кембрии, но сегодня почти вымерли. У приапулида из окаменелостей Гранд-Каньона были сотни сложных разветвлённых зубов, которые он использовал, чтобы загребать пищу в свой выдвигающийся рот.
Исследователи назвали новое животное Kraytdraco spectatus в честь вымышленного дракона-крайта из вселенной «Звёздных войн».
Регион во времена Гранд-Каньона, вероятно, был идеальным местом для эволюционных экспериментов ранних животных.
«Животным нужно было опережать конкурентов за счёт сложных и дорогостоящих инноваций, но окружающая среда позволяла им это делать», — объясняет Муссини. «В более скудной ресурсами среде животные не могут позволить себе такие физиологические инвестиции. Это имеет определённые параллели с экономикой: инвестируйте и рискуйте во времена изобилия; экономьте и будьте консервативны во времена дефицита. Мы можем многому научиться у крошечных животных, роющихся на морском дне 500 млн лет назад».