Открытие окаменелостей показывает, что Большой Каньон был «зоной Златовласки» для эволюции ранних животных

от

Богатая находка окаменелостей в Гранд-Каньоне

В Гранд-Каньоне, одном из самых знаковых мест в природе, обнаружена сокровищница исключительно хорошо сохранившихся останков ранних животных, возраст которых более полумиллиарда лет. Это первая подобная находка в Гранд-Каньоне. Среди обнаруженных окаменелостей — крошечные моллюски, скребущие камни, ракообразные, питающиеся фильтрацией, черви с шипастыми зубами и даже фрагменты пищи, которую они, вероятно, ели.

Детальная картина уникального периода

Исследователи под руководством Университета Кембриджа, растворяя породы, в которых были окаменелые животные, и изучая их под мощными микроскопами, смогли получить детальное представление об уникальном периоде в эволюции жизни на Земле. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Окаменелости животных датируются периодом между 507 и 502 миллионами лет назад, во время быстрого эволюционного развития, известного как кембрийский взрыв, когда впервые появились большинство основных групп животных.

Эволюционная гонка вооружений

В некоторых районах в этот период богатые питательными веществами воды способствовали эволюционной гонке вооружений, в ходе которой животные развивали разнообразные экзотические адаптации для поиска пищи, передвижения или размножения.

Большинство окаменелостей животных из кембрия представляют собой существа с твёрдыми панцирями, но в нескольких местах по всему миру, таких как канадская формация Берджесс-Шейл и китайские маотяньшанские сланцы, сохранились условия, при которых могли сохраняться и мягкие части тела до их разложения.

До сих пор окаменелости нескелетных кембрийских животных были известны в основном из сред с низким содержанием кислорода и ресурсов, маловероятных для запуска наиболее сложных инноваций, которые сформировали раннюю эволюцию животных. Теперь Гранд-Каньон открыл первые окаменелости кембрийских животных с мягким телом из эволюционной «зоны Златовласки», которая могла обеспечить богатые ресурсы для ускорения эволюции ранних животных.

«Эти редкие окаменелости дают нам более полное представление о том, какой была жизнь в кембрийский период», — сказал первый автор Джованни Муссини, аспирант Кембриджского департамента наук о Земле.

Находки в Гранд-Каньоне

Муссини и его коллеги из США обнаружили окаменелости во время экспедиции 2023 года вдоль реки Колорадо, которая начала прорезать Гранд-Каньон в Аризоне между пятью и шестью миллионами лет назад.

«Удивительно, но у нас не было много окаменелостей кембрийского периода такого рода из Гранд-Каньона раньше — были находки, такие как трилобиты и биоминерализованные фрагменты, но не так много окаменелостей мягкотелых существ», — сказал Муссини.

Исследователи собрали несколько образцов породы и вернули их в Кембридж. Камни размером с кулак сначала растворили в растворе фтористоводородной кислоты, а осадок пропустили через несколько сит, высвободив тысячи крошечных окаменелостей. Ни одно из животных не было сохранено целиком, но многие узнаваемые структуры помогли исследователям определить, к каким группам принадлежали животные.

Дальнейшее изучение окаменелостей показало некоторые из наиболее сложных способов эволюции животных в кембрии для захвата и поедания пищи. «Это были передовые «технологии» для своего времени, объединяющие несколько анатомических частей в мощные системы питания», — сказал Муссини.

Разнообразие кембрийских животных

Многие из этих окаменелостей принадлежат ракообразным, вероятно, относящимся к группе, включающей артемий, узнаваемых по их коренным зубам. У этих крошечных существ были волосовидные отростки на треугольных бороздах вокруг рта, и они использовали свои волосатые конечности, чтобы подметать проходящие частицы пищи, как конвейерную ленту.

Другие животные из кембрия, похожие на современных, включают слизняковых моллюсков. У этих животных уже были пояса или цепочки зубов, не отличающиеся от современных садовых улиток, которые, вероятно, помогали им соскребать водоросли или бактерии с камней.

Наиболее необычным существом, идентифицированным исследователями, является новый вид приапулид, также известных как пенисные или кактусовые черви, которые были широко распространены в кембрии, но сегодня почти вымерли.

Гранд-Каньонский приапулид имел сотни сложных ветвящихся зубов, которые помогали ему подметать частицы пищи в своё расширяющееся отверстие. Из-за размера окаменелости и её экзотических рядов зубов исследователи назвали это новое животное Kraytdraco spectatus в честь дракона крайти, вымышленного существа из вселенной «Звёздных войн».

«Мы видим из этих окаменелостей, что у кембрийских животных было большое разнообразие стилей питания, используемых для обработки пищи, некоторые из которых имеют современные аналоги, а некоторые более экзотичны», — сказал Муссини.

Во время кембрия Гранд-Каньон был намного ближе к экватору, чем сейчас, и условия были идеальными для поддержки широкого спектра жизни. Глубина богатой кислородом воды, ни слишком глубокая, ни слишком мелкая, позволяла балансировать между максимизацией питательных веществ или кислорода и снижением волнового воздействия и воздействия ультрафиолетового излучения солнца.

Эта оптимальная среда сделала её отличным местом для эволюционных экспериментов. Поскольку пища была в изобилии, животные могли позволить себе более эволюционные риски, чтобы оставаться впереди конкурентов, ускоряя общие темпы эволюции и стимулируя развитие экологических инноваций, которые до сих пор формируют современную биосферу.

«Животным нужно было опережать конкурентов за счёт сложных, дорогостоящих инноваций, но окружающая среда позволяла им это делать», — сказал 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 в периоды нехватки. Мы можем многому научиться у крошечных животных, роющих морское дно 500 миллионов лет назад».

Предоставлено Университетом Кембриджа.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий