Šta je bio život na Zemlji prije nekoliko miliona godina?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Naglo povećanje broja bioloških vrsta, nazvano "kambrijskom eksplozijom", otvorilo je fanerozoik - eon "eksplicitnog života". Međutim, "tajni" život u prethodnoj eri je također bio vrlo raznolik, dajući, između ostalog, i gigantske forme. Otkrivanje tajni ove nevjerovatno drevne faune omogućeno je otkrićima napravljenim u Rusiji.

Prvi tragovi makroskopskih višećelijskih stvorenja mekog tijela, koji bi se mogli pažljivo pripisati prekambriju, pronađeni su 1860-ih u regiji Newfoundlanda. U 20. veku značajna nalazišta su napravljena u Namibiji i Australiji. Na teritoriji naše zemlje pronađeni su zasebni fosili u jezgru izvađenim iz bunara (Ukrajina, Krim, Ural).

Radilo se o malim otiscima koji su nalikovali ili diskovima ili kolačima, koji nisu ni odmah prepoznati kao otisci živih bića: neki su vjerovali da je riječ o tragovima geoloških procesa. Nevolja je bila u tome što u početku nije bilo moguće pouzdano utvrditi starost stijene, a neki istraživači su nalaze pripisali kambriju, siluriju ili ordoviciju.

Sigurnost se pojavila tek 1957. godine, kada su otisci stvorenja zvanog charnia pronađeni u Velikoj Britaniji nedvosmisleno datirani u pretkambrijsku eru.

Zanimljiva je ne samo sama činjenica pronalaska ostataka velike grupe prekambrijskih životinja, već i činjenica da su se njihov izgled i struktura pokazali krajnje neobični, kao da govore o vanzemaljskom životu. Ali ovaj život, nazvan Vendian, ili Ediacaran, biota, postao je prva masovna pojava višećelijskih organizama u fosilnim zapisima, koji su nastanjivali okean prije više od 600 miliona godina.

Istorija najobimnije i jedinstvene lokacije otisaka stopala vendske faune započela je 1972. godine, kada je student pripravnik AV Stepanov pronašao nekoliko otisaka organizama na poluostrvu Onega na ušću reke Sjuzma (Arhangelska oblast) i dostavio nalaz u Geološki institut ANSSSR.

Zaposlenik instituta, profesor B. M. Keller, pregledao je otiske i primijetio njihovu sličnost s otiscima pretkambrijske faune iz Namibije. Ubrzo je poslana ekspedicija na obale Bijelog mora, kraj grmlja Sjuzme. Nije bilo moguće pronaći ništa na mjestu nalaza koje je napravio student, međutim, oko pet kilometara uz rijeku, ekspedicija je naišla na izdanak na strmoj obali.

Na isturenim blokovima pješčenjaka pronađeni su novi otisci. Sljedeće godine, na strmom 15-metarskom "zidu" otkrivača, zamijenjena je nova ekspedicija u kojoj su bili N. M. Čumakov i autor ovih redova.

Ležanje i puzanje

Sve što znamo o fauni Venda došlo je do nas u obliku tankih reljefa na površini pješčenjaka. Postoje i negativne i pozitivne reprezentacije ovih bića.

Wend je bio carstvo simetrije sa tri zraka. Tribrachidium je klasičan primjer takvog stvorenja (fotografija ispod). U nedostatku prirodnih neprijatelja (predstavnici vendske faune nisu jeli jedni druge), tribrahidijum je mirno ležao na dnu, a kako ne bi propustio mikročestice hranjivih tvari koje je struja donijela s različitih strana, dobila je tri otvora za usta. Zatim je kroz tri grane crijeva hrana ulazila u tijelo.

Druga vrsta životinja u Vendiju sastojala se od organizama s bilateralnom strukturom, međutim, za razliku od kasnijih životinja kao što su trilobiti, desni i lijevi dijelovi tijela vendskih stvorenja nisu imali savršenu simetriju.

Karakterizirala ih je takozvana pašnja simetrija refleksije, kada su suprotne "zrake" postavljene jedna naspram druge u "šahovnici". Donja fotografija prikazuje otisak životinje Dickinsonia. Kod nekih organizama ovog tipa, na primjer, kod Andive, jasno je vidljiva cefalizacija - izolacija regije glave, vjerovatno sa osjetljivim ćelijama.

Zaštićen ledom i kredom

Litica na obali rijeke postala je za nas prozor u nezamislivo daleku prošlost. Dolazio sam tamo nekoliko godina zaredom, i svake godine sam nam davao nova otkrića. U proljeće je led koji se topi otkinuo s obale nove pješčane ploče s otiscima vendskog doba. Sve je to bilo prvi put u Rusiji - u takvoj količini, u takvoj složenosti i u takvoj raznolikosti.

Činilo se da je nakon nevjerovatnog naučnog uspjeha teško očekivati nešto više. Ali ipak smo odlučili pogledati okolo: Bijelo more je veliko - odjednom će na njegovim obalama biti nove perspektivne lokacije. Izbor je pao na Zimske planine, koje se nalaze oko 200 km morskog puta od Sjuzme. Ovdje izdanci nisu bili komad riječne obale visine 10-15 m, već naslage gline i slojeva pješčanika prividne debljine oko 120 m koji su virili na površinu. Oni su otišli u dubinu zemlje još 700 m.

Epohu u kojoj živimo karakteriše neobično nizak nivo okeana: velika količina vode je vezana polarnim kapama. U toplijim i dužim vremenima vode je bilo toliko da nije bilo kopna između sadašnjeg Crnog i Bijelog mora.

Pozdrav od predaka

Jedna od hipoteza koja najviše obećava odnosi se na vendsku životinju po imenu Ausia fenestrata - samo 2 otiska potiču od nje s obala Bijelog mora (još dva slična otiska pronađena su u Namibiji).

Fenestrata znači "fenestirana", i, zaista, prema otiscima, izgled ove životinje prvobitno je obnovljen kao svojevrsna vreća, čija je površina prošarana velikim rupama. Izgledalo je kao spužva, ali veličina rupa nije bila u skladu s ovom hipotezom. Kasnije je došla još jedna misao: šta ako otisak nije zadržao cijeli izgled životinje, već samo dio? Vreća sa „prozorima“upadljivo je podsjećala na škržnu košaru hordata poput ascidijana, koji pripadaju tipu plašta (tunicates).

Kod tunikata korpa je iznutra, prekrivena školjkom nalik tunici, koja se sastoji od tvari slične celulozi. Ascidije su srodne lancetama - primitivnim životinjama hordata koje se nalaze u podnožju stabla svih kralježnjaka, uključujući, naravno, ljude.

Dakle, ako je hipoteza o srodstvu Ausia fenestrata sa plaštačima točna, to znači da smo u sedimentima starim 550 Ma opipali evolucijsku granu koja ide od faune Venda ka ljudima.

A prije 25.000 godina Ruska ravnica bila je prekrivena ledom do geografske širine Kijeva - bila je to ogromna masa koja se stalno smrzavala odozgo. I zemljina kora se počela savijati pod težinom leda. Kada je led otišao, počeo je suprotan proces: kao da "proleće", kora je počela da se izboči prema gore, podižući dno drevnih okeana ka nebu.

Zimske planine, na koje smo stigli, i dalje rastu, dižući sve više slojeve gline i pijeska koji su se nekada nakupljali na dnu. A evo šta je zanimljivo: na nekim mjestima gotovo kilometarske slojeve ovih naslaga probijaju kimberlitne cijevi – otvori kroz koje je magma izlazila na površinu.

Ovi otvori su ispunjeni dijelom pretopljenom, dijelom izmijenjenom drevnom materijom. A u njemu, začudo, postoje blokovi krečnjaka, kojih nema u okrugu. A u blokovima - fosili sa kambrijskom i ordovicijskom faunom. Odakle sve ovo?

Ispostavilo se da je odgovor jednostavan: preko slojeva gline i pijeska, milionima godina, akumulirali su se drugi sedimenti iz kasnijih okeana, ali su svi ti sedimenti naknadno pojedeni, čuvajući pojedinačne fragmente vapnenačkog dna u kimberlitnim cijevima. Grudvice krečnjaka pale su tamo nakon što ih je izbacila vulkanska eksplozija. Uništivši donje sedimente kambrijskog i ordovicijskog mora, priroda nam je ogolila sedimente pretkambrijskog okeana.

Štoviše, zbog činjenice da su ove naslage milionima godina bile prekrivene drugim stijenama, drevni slojevi u kojima se izmjenjuju glina i pješčara vrlo su svježi: gline nisu izgubile svoju elastičnost, nema tragova jakih deformacija, pa stoga Zimske planine su završile kao jedinstvena lokacija sa tankim i jasnim otiscima vendske faune.

Ascidija i njena "košara"

Otpaci kao oruđe znanja

Kada smo počeli da istražujemo biotu Venda (inače, termin "vend" je daleke 1952. godine predložio akademik BS Sokolov), imali smo samo nekoliko uzoraka otisaka ovih misterioznih životinja. Danas je, zahvaljujući ekspedicijama na Zimske planine, koje nisu prestajale ni devedesetih godina prošlog veka, u Rusiji sakupljena zbirka od oko 10.000 uzoraka, a prioritet u opisivanju pripada ruskim paleontolozima.

Riječ je o zbirci od svjetskog značaja, koja uključuje, posebno, primjerke tih životinja, čiji su otisci pronađeni i na Newfoundlandu, na Uralu, Australiji i Namibiji.

Kako funkcioniše pretraga otiska prsta? Na visini litice viri ploča od pješčenjaka. Nije jasno ima li nešto na njemu ili ne. Da biste to saznali, potrebno je pajserima i lopatama ukloniti nekoliko tona taloga i osloboditi dio površine ploče. Zatim se ploča rascijepi i dio po dio spušta.

Teški blokovi pješčenjaka moraju se vući pozadi. Ispod, na obali, fragmenti ploče su numerisani i spojeni. Onda ga preokrenu. Otisci, ako ih ima, nalaze se na strani ploče koja je bila okrenuta prema dolje. Ali još uvijek se ne mogu vidjeti, jer je pješčenjak prekriven glinom.

Sada morate vrlo pažljivo isprati glinu četkom i vodom i pronaći željene otiske. Nalazi se moraju fotografisati na zracima zalazećeg sunca, kako bi se reljef bolje pokazao pri slabom osvjetljenju. Već iz ove kratke priče jasno je da je vađenje uzoraka fizički težak posao. Ali teški uslovi ekspedicija nadoknađuju ludo uzbuđenje otkrivača koji su imali priliku da zavire u tajanstvenu stranicu istorije života na Zemlji.

U svijetu neočiglednosti

Paleontolozi koji rade sa fanerozojskom faunom često se bave pravim fosilima - školjkama, školjkama, zubima, kostima, fosiliziranim jajima. Fauna Venda rođena je prije ere aktivne biomineralizacije svojstvene kambriju.

Većina ovih čudnih stvorenja nije imala kosture, tvrde školjke, tvrde školjke. Tijela su im bila mekana, često nalik na meduze, a nekoliko vrsta imalo je dorzalni štit tanki kao papir ili cijev od hitinskog omotača.

Dakle, sve čime se bave stručnjaci za faunu Venda su reljefi na cementiranom pijesku, koji je nekada obavijao želatinasto tijelo, koje je gotovo bez traga nestalo. Otuda nevjerovatna poteškoća u tumačenju ovih pjesama. Evo samo nekoliko primjera.

Jedna od karakterističnih vrsta otisaka su takozvani radijalni diskovi. U početku su se tumačili kao tragovi organizama sličnih meduzama, koji su dobili odgovarajuća imena poput "ciklomeduze". Pretpostavljalo se da ove meduze ne plivaju slobodno, već su stalno sjedile na dnu (kao neke moderne vrste).

Ovakvo tumačenje je preovladavalo sve dok se u blizini diskova nisu počeli nalaziti otisci nekih stvorenja sličnih peru, nakon čega je iscrtana sasvim druga slika: "ciklomeduza" su samo tragovi takozvanih pričvrsnih diskova. Organizam se razvio na sljedeći način: larva je potonula na dno, rasla je njena baza koja je postepeno prekrivena pijeskom.

A već je iz baze izrasla stabljika s bočnim granama, uz pomoć kojih se životinja hranila. Kada je stvorenje umrlo, otisak diska je ostao češće nego otisak stabljike, iako je potonji mogao doseći kiklopske veličine za primitivnu faunu - do 3 m visine s promjerom diska od oko 1 m.

Drugi primjer iz udžbenika je Dickinsonia. Otisci koje je ostavilo ovo stvorenje podsjećaju na listove biljaka s venama. Pa možda je ovo biljka? Ili pečurka? Ili nešto drugo? Ako je ovo životinja, gdje joj se onda otvaraju usta, a gdje analni? Autor ovih redova branio je hipotezu da je reč o predstavniku faune, ali sam oko dve decenije morao da se odupirem nerazumevanju mnogih kolega.

Jedan od mojih glavnih argumenata svodio se na to da otisak, koji obično uzimamo za trag čitave životinje, zapravo čini samo tanka, papirnata ljuska kroz koju "prosjaju elementi unutrašnje strukture". ". Istovremeno, postoji nekoliko otisaka koji jasno pokazuju da se nešto poput oreola, slično otisku mekog tkiva, proteže izvan rebraste zone.

Međutim, bilo je moguće konačno dokazati da Dickinsonia pripada životinjama tek kada su pronađeni i proučeni tragovi puzanja ovih stvorenja. Tragovi trbuha koji se kreće su mutniji. Ako je na kraju puta Dikinsonija umrla, trag školjke je potpuno drugačiji - jasan. Dakle, ovo je životinja: kretala se samostalno, očito upijajući hranu sa dna u obliku bakterija površinom svog trbuha.

Fraktalne i simetrične čudnosti

Jedan od prvih primjeraka faune Venda koje su opisali domaći naučnici bila je Vendia. Otisak je pronađen u jezgru iz bunara u oblasti Arhangelsk. Životinja je imala bilateralnu, dvostranu strukturu tijela s očitom segmentacijom, što je omogućilo čak i da se ovo stvorenje nazove "goli trilobit" (pravi trilobiti pojavili su se, kao što je poznato, u kambriju).

Ali čak i tada, B. M. Keller je primijetio da lijevi i desni dijelovi segmenata nisu jedan naspram drugog, već, takoreći, u obliku šahovnice. Pokazalo se da je ovaj fenomen, koji sam nazvao "simetrija refleksije paše", vrlo čest među vendskim životinjama, što je još jedna misterija, budući da se ništa slično ne opaža u kambriju.

Očigledno, takva čudna simetrija bilateralnih stvorenja povezana je s nekim osobitostima rasta i razvoja organizma - možda je postojao takozvani spiralni rast, karakterističan, na primjer, za biljke i koji se sastoji u naizmjeničnom podjeli jedne ili druge grupe ćelija.

U rankomorfima - organizmima nalik perju tipa ciklomeduze (o njima je gore bilo riječi) - uočava se ne samo simetrija blještavog odsjaja, već i fraktalnost strukture. Od glavne stabljike se protežu cijevi, koje se potom granaju na isti način, a nove grane se ponovo granaju.

Charnia je jedan od dugo poznatih oblika faune Venda. Spada u takozvane perolike organizme, i najvjerovatnije je životinja koja je vodila privržen način života. Čarnija, kao i neki drugi slični oblici, svojim su izgledom podsjećali na grmove paprati koji rastu iz morskog dna.

Grananje posuda koje se proteže od glavnog stabla imalo je fraktalnu strukturu, što je jedna od karakterističnih karakteristika faune Venda. Postojala su i cevasta stvorenja u Vendiju, koja su se na sličan način "držala" za dno.

Pored bilateralnih bića sa simetrijom klizanja refleksije, u Vendiju su zabilježeni zanimljivi organizmi sa simetrijom od tri zraka, što je također netipično za naredne ere. To uključuje, na primjer, tribrachidium, čiji otisak podsjeća na trokraku svastiku upisanu u krug (najvjerovatnije su to tragovi kanala probavnog sustava koji vode do tri otvora za usta).

Ovo također uključuje ventogiruse - ovo su jajolika bića sa složenim sistemom unutrašnjih šupljina zasnovanih na tri komore.

Hladno za gigante

Što nam fosilni zapisi donose više podataka o raznolikosti faune Venda, to je akutnije pitanje mjesta vendske biote na evolucijskom stablu. Ko su bili preci ovog nevjerovatnog vodenog života i možete li pronaći njegove potomke među životinjama narednih razdoblja?

Očigledno, vendski organizmi nisu bile prve višećelijske životinje. U Nacionalnom glacijalnom parku u Montani (SAD) i u Australiji pronađeni su lanci otisaka višećelijskih stvorenja koja su živjela prije 1600-1200 miliona godina. Vjeruje se da otisci, koji izgledaju kao ogrlica od malih perli, potiču od kolonijalne morske životinje tipa hidroidnog polipa.

Ovaj život je milijardu godina stariji od Venda, ali … nikakvi drugi pred-vendski tragovi višećelijskih organizama, posebno bilo kojih oblika predaka, još nisu pronađeni. To navodi na pomisao da, možda, pojava višećelijnosti kod životinja nije bila jednokratni evolucijski skok, već neka vrsta strategije. Na primjer, i danas postoje neke bičaste protozoe, koje ili žive kao zasebni jednoćelijski organizmi, ili se okupljaju u kolonije koje djeluju kao jedan organizam. Ako se sunđer utrlja u pojedinačne ćelije na situ, ćelije se mogu ponovo spojiti.

Izvođeni su čak i eksperimenti tokom kojih su se, kada su se parametri okoline (temperatura, salinitet) promijenili, ćelije embriona višećelijskog organizma raspadale, postajući jednoćelijske. Dakle, moguće je da ne postoji kontinuirana loza višećelijskih organizama od "perli" od Montane do vendske faune, ali generacije jednoćelijskih oblika mogu ležati između njih.

Vendski gigantizam vjerovatno nalazi svoje objašnjenje u posebnim prirodnim uslovima te sredine i tog doba. Činjenica je da se najbogatiji lokaliteti ove faune nalaze tamo gdje se karbonati nisu akumulirali na dnu. A to je svojstvo bazena s hladnom vodom - u njima su glavni sedimenti mulj, glina i pijesak.

Hladna voda sadrži više kiseonika, stalno se meša, donoseći hranljive organske materije sa dna. Vendske životinje nisu jele jedna drugu - apsorbovale su mikročestice iz vode ili sa dna, što im je omogućilo dug život i sposobnost da se razviju u velike oblike.

Međutim, najvjerovatnije je zatopljenje na planeti i smanjenje broja hladnih mora uzrokovalo izumiranje vendske faune. U kambriju vidimo potpuno drugačiji život - posebno prilagođen životu u vodi sa nižim sadržajem kiseonika. Ali proces biomineralizacije je počeo aktivno, a životinje su počele stjecati jake kosture, školjke i školjke.

Na pitanje da li danas među kambrijskim životinjama ima potomaka faune Venda trebalo bi dati pozitivan odgovor, iako ostaje predmet žučnih znanstvenih rasprava. Konkretno, ove potomke nalazimo među mekušcima, člankonošcima, koelenteratima. Postoje mnoge izumrle klase životinja koje su živjele u kambriju, ali imaju korijene u vendu.