Kāda bija dzīvība uz Zemes pirms miljoniem gadu?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Straujš bioloģisko sugu skaita pieaugums, ko sauc par "kembrija sprādzienu", atklāja fanerozoiku - "skaidras dzīves" laikmetu. Taču arī "slepenā" dzīve iepriekšējā laikmetā bija ļoti daudzveidīga, radot, cita starpā, gigantiskas formas. Šīs neticami senās faunas noslēpumu atklāšana bija iespējama, pateicoties Krievijā izdarītajiem atklājumiem.

Pirmās makroskopisko mīkstķermeņu daudzšūnu radījumu pēdas, kuras varētu rūpīgi attiecināt uz prekembriju, tika atrastas 1860. gados Ņūfaundlendas reģionā. 20. gadsimtā nozīmīgi atradumi tika veikti Namībijā un Austrālijā. Mūsu valsts teritorijā tika atrastas atsevišķas fosilijas, kas iegūtas no akām (Ukraina, Krima, Urāli).

Tie bija mazi nospiedumi, kas atgādināja vai nu diskus, vai kūkas, kuras pat uzreiz neatpazina par dzīvo būtņu nospiedumiem: daži uzskatīja, ka runa ir par ģeoloģisko procesu pēdām. Problēma bija tā, ka sākotnēji nebija iespējams droši noteikt iežu vecumu, un daži pētnieki atradumus attiecināja uz kembriju, silūriju vai ordoviku.

Pārliecība parādījās tikai 1957. gadā, kad Lielbritānijā atrastās radības, ko sauc par čarniju, nospiedumi viennozīmīgi tika datēti ar prekembriju.

Interesants ir ne tikai pats lielas prekembrijas dzīvnieku grupas mirstīgo atlieku atklāšanas fakts, bet arī tas, ka to izskats un uzbūve izrādījās ārkārtīgi neparasti, it kā viņi runātu par citplanētiešu dzīvi. Bet šī dzīvība, ko sauc par Vendian jeb Ediacaran, biotu, kļuva par pirmo daudzšūnu organismu masveida parādīšanos fosilajos ierakstos, kas apdzīvoja okeānu vairāk nekā pirms 600 miljoniem gadu.

Plašākās un unikālākās vendiešu faunas pēdu atrašanās vietas vēsture aizsākās 1972. gadā, kad students-stažieris A. V. Stepanovs Oņegas pussalā pie Sjuzmas upes grīvas (Arhangeļskas apgabals) atrada vairākus organismu pēdas un nogādāja atradumu uz ANSSSR Ģeoloģijas institūts.

Institūta darbinieks profesors B. M. Kellers pārbaudīja nospiedumus un atzīmēja to līdzību ar prekembrijas faunas nospiedumiem no Namībijas. Drīz vien ekspedīcija tika nosūtīta uz Baltās jūras krastu, pie Syuzmas krūmiem. Skolēna atrasto atradumu vietā neko atrast neizdevās, tomēr aptuveni piecus kilometrus upes virzienā ekspedīcija sastapusi atsegumu stāvkrastā.

Uz izvirzītiem smilšakmens blokiem tika atrasti jauni nospiedumi. Nākamajā gadā pie stāvās 15 metru atklājēju "sienas" tika nomainīta jauna ekspedīcija, kurā bija N. M. Čumakovs un šo rindu autors.

Melo un rāpo

Viss, ko mēs zinām par vendu faunu, ir nonācis pie mums smalku reljefu veidā uz smilšakmens virsmas. Šīs būtnes ir gan negatīvas, gan pozitīvas.

Vends bija trīs staru simetrijas valstība. Tribrachidium ir klasisks šādas būtnes piemērs (foto zemāk). Dabisko ienaidnieku trūkuma dēļ (vendiešu faunas pārstāvji viens otru neēda) tribrahidijs mierīgi gulēja apakšā un, lai nepalaistu garām barības vielu mikrodaļiņas, ko straume nes no dažādām pusēm, ieguva trīs mutes atveres. Tad caur trim zarnu zariem ēdiens iekļuva organismā.

Cits dzīvnieku veids vendiešu valodā sastāvēja no organismiem ar divpusēju struktūru, tomēr atšķirībā no vēlākiem dzīvniekiem, piemēram, trilobītiem, vendiešu radību ķermeņa labajā un kreisajā daļā nebija ideālas simetrijas.

Tiem bija raksturīga tā sauktā ganību atstarošanas simetrija, kad pretējos "starus" novieto viens otram pretī "šaha galdiņa" rakstā. Apakšējā fotoattēlā redzams Dikinsonijas dzīvnieka nospiedums. Dažos šāda veida organismos, piemēram, Andivā, ir skaidri redzama cefalizācija - galvas reģiona izolācija, iespējams, ar jutīgām šūnām.

Aizsargāts ar ledu un krītu

Krauja upes krastā mums kļuva par logu neiedomājami tālā pagātnē. Es tur ierados vairākus gadus pēc kārtas, un katru gadu dāvināju mums jaunus atradumus. Pavasarī kūstošais ledus atrāva no krasta jaunas smilšu plātnes ar vendu laikmeta nospiedumiem. Tas viss bija pirmo reizi Krievijā - tādā daudzumā, tādā sarežģītībā un daudzveidībā.

Šķita, ka pēc neticamiem zinātniskiem panākumiem bija grūti gaidīt kaut ko vairāk. Taču mēs tomēr nolēmām paskatīties apkārt: Baltā jūra ir liela – pēkšņi tās krastos būs jaunas perspektīvas vietas. Izvēle krita uz Ziemas kalniem, kas atrodas aptuveni 200 km attālumā no jūras maršruta no Syuzmas. Šeit atsegumi bija nevis 10-15 m augsts upes krasta gabals, bet māla un smilšakmens slāņu nogulumi ar šķietamo biezumu aptuveni 120 m, kas izvirzījās virspusē. Tie iegāja zemes dzīlēs vēl 700 m.

Laikmetu, kurā dzīvojam, raksturo neparasti zems okeāna līmenis: lielu ūdens daudzumu saista polārie vāciņi. Siltākos un garākos laikos ūdens bija tik daudz, ka starp tagadējām Melnajām un Baltajām jūrām nebija sauszemes.

Sveicieni no senčiem

Viena no daudzsološākajām hipotēzēm attiecas uz vendiešu dzīvnieku ar nosaukumu Ausia fenestrata - no Baltās jūras krastiem no tā nāk tikai 2 nospiedumi (vēl divi līdzīgi nospiedumi tika atrasti Namībijā).

Fenestrata nozīmē "fenestrēts", un patiešām, saskaņā ar izdrukām, šī dzīvnieka izskats sākotnēji tika atjaunots kā sava veida maiss, kura virsma ir izraibināta ar lieliem caurumiem. Tas izskatījās pēc sūkļa, taču caurumu izmērs neatbilst šai hipotēzei. Vēlāk radās cita doma: ja nu apdruka nesaglabās pilnu dzīvnieka izskatu, bet tikai daļu no tā? Maiss ar "logiem" uzkrītoši atgādināja žaunu grozu ar akordiem līdzīgiem ascīdiem, kas pieder pie tunicata tipa (tunikāti).

Tunikātos grozs atrodas iekšā, pārklāts ar tunikai līdzīgu apvalku, kas sastāv no celulozei līdzīgas vielas. Ascīdieši ir radniecīgi lancetēm - primitīviem horda dzīvniekiem, kas sastopami visu mugurkaulnieku koka pamatnē, tostarp, protams, arī cilvēkiem.

Tādējādi, ja hipotēze par Ausia fenestrata radniecību ar tunikātiem ir pareiza, tas nozīmē, ka 550 miljonus vecos nogulumos mēs taustījām evolūcijas atzaru, kas virzās no vendiešu faunas uz cilvēkiem.

Un pirms 25 000 gadu Krievijas līdzenumu klāja ledus līdz pat Kijevas platuma grādiem – tā bija milzīga masa, kas no augšas nepārtraukti sals. Un zemes garoza sāka locīties zem ledus svara. Kad ledus aizgāja, sākās pretējs process: it kā "pavasarīgi", garoza sāka izspiesties uz augšu, paceļot seno okeānu dibenu debesīs.

Ziemas kalni, uz kuriem atbraucām, joprojām aug uz augšu, ceļ arvien augstākus māla un smilšu slāņus, kas kādreiz sakrājušies apakšā. Un šeit ir tas, kas ir interesanti: dažviet gandrīz kilometrus garus šo atradņu slāņus caururbj kimberlīta caurules - ventilācijas atveres, pa kurām magma izkļuva virspusē.

Šīs atveres ir piepildītas ar daļēji pārkausētu, daļēji izmainītu seno vielu. Un tajā, dīvainā kārtā, ir kaļķakmens bluķi, kuru rajonā nav. Un blokos - fosilijas ar Kembrija un Ordovika faunu. No kurienes tas viss nāk?

Atbilde izrādījās vienkārša: virs māla-smilšu slāņiem miljoniem gadu uzkrājās citi vēlāko okeānu nogulumi, bet visi šie nogulumi pēc tam tika apēsti, saglabājot atsevišķus kaļķainā dibena fragmentus kimberlīta caurulēs. Tur nokrita kaļķakmens kunkuļi pēc vulkāna sprādziena izmešanas. Iznīcinot Kembrija un Ordovika jūru grunts nogulumus, daba mums ir atklājusi Prekembrija okeāna nogulumus.

Turklāt, ņemot vērā to, ka šīs atradnes miljoniem gadu klāja citi ieži, senie slāņi, kuros māls un smilšakmens mijas, ir ļoti svaigi: māli nav zaudējuši savu elastību, nav spēcīgu deformāciju pēdas, un tāpēc. Ziemas kalni kļuva par unikālu vietu ar plānām un skaidrām Vendiešu faunas nospiedumiem.

Ascīdija un tās "grozs"

Lūžņi kā zināšanu instruments

Kad sākām pētīt vendiešu biotu (starp citu, terminu “vendi” tālajā 1952. gadā ierosināja akadēmiķis B. S. Sokolovs), mums bija tikai daži šo noslēpumaino dzīvnieku nospiedumu paraugi. Mūsdienās, pateicoties ekspedīcijām uz Ziemas kalniem, kas neapstājās pat 90. gados, Krievijā ir savākta aptuveni 10 000 paraugu kolekcija, kuru aprakstīšanā prioritāte ir Krievijas paleontologiem.

Šī ir pasaules nozīmes kolekcija, kurā īpaši iekļauti to dzīvnieku eksemplāri, kuru nospiedumi tika atrasti arī Ņūfaundlendā, Urālos, Austrālijā un Namībijā.

Kā darbojas pirkstu nospiedumu meklēšana? Klints augstumā izceļas smilšakmens plāksne. Nav skaidrs, vai uz tā ir kaut kas vai nav. Lai to noskaidrotu, nepieciešams ar lauzņiem un lāpstām noņemt vairākas tonnas nogulumu un atbrīvot daļu no plātnes virsmas. Pēc tam plāksne tiek sadalīta un pa gabalu tiek nolaista uz leju.

Smagie smilšakmens bloki ir jāvelk aizmugurē. Lejā, krastā, plātnes fragmenti ir numurēti un salikti kopā. Tad viņi to apgriež. Izdrukas, ja tādas ir, atrodas plāksnes pusē, kas bija vērsta uz leju. Bet tos joprojām nevar redzēt, jo smilšakmens ir klāts ar māliem.

Tagad ļoti rūpīgi jānomazgā māls ar otu un ūdeni un jāatrod vēlamās izdrukas. Atradumi jāfotografē rietošās saules staros, lai vājā apgaismojumā labāk parādītos reljefs. Jau no šīs noveles ir skaidrs, ka paraugu iegūšana ir fiziski smags darbs. Taču skarbie ekspedīciju apstākļi kompensē to atklājēju neprātīgo sajūsmu, kuriem bija iespēja ieskatīties noslēpumainajā Zemes dzīvības vēstures lappusē.

Neskaidrības pasaulē

Paleontologi, kas strādā ar fanerozoja faunu, bieži nodarbojas ar īstām fosilijām – čaumalām, čaumalām, zobiem, kauliem, pārakmeņotām olām. Vendijas fauna radās pirms Kembrijam raksturīgās aktīvās biomineralizācijas laikmeta.

Lielākajai daļai šo dīvaino radījumu nebija ne skeletu, ne cietu čaulu, ne cietu čaulu. Viņu ķermeņi bija mīksti, bieži medūzām līdzīgi, un dažām sugām bija papīra plāns muguras vairogs vai cauruļveida hitīna apvalks.

Tāpēc viss, ar ko nodarbojas vendiešu faunas speciālisti, ir reljefi uz cementētajām smiltīm, kas savulaik aptvēra želatīnveidīgo ķermeni, kas pazuda gandrīz bez pēdām. Līdz ar to ir neticami grūti interpretēt šīs dziesmas. Šeit ir tikai daži piemēri.

Viens no raksturīgajiem nospiedumu veidiem ir tā sauktie radiālie zaru diski. Sākotnēji tās tika interpretētas kā medūzām līdzīgu organismu pēdas, kas saņēma atbilstošus nosaukumus, piemēram, "ciklomedusa". Tika pieņemts, ka šīs medūzas nepeldēja brīvi, bet pastāvīgi sēdēja apakšā (kā dažas mūsdienu sugas).

Šāda interpretācija dominēja, līdz disku tuvumā sāka atrast dažu spalvai līdzīgu radījumu nospiedumus, pēc tam tika uzzīmēts pavisam cits attēls: "ciklomedusa" ir tikai tā saukto piestiprināšanas disku pēdas. Organisms attīstījās tā: kāpurs nogrima dibenā, auga pamatne, kas pamazām pārklājās ar smiltīm.

Un jau no pamatnes izauga kāts ar sānu zariem, ar kuru palīdzību dzīvnieks barojās. Kad radījums nomira, diska nospiedums saglabājās biežāk nekā stumbra nospiedums, lai gan pēdējais primitīvai faunai varēja sasniegt ciklopiskus izmērus - līdz 3 m augstumā ar diska diametru aptuveni 1 m.

Vēl viens mācību grāmatu piemērs ir Dikinsonija. Šīs radības atstātās nospiedumi atgādina dzīslu augu lapas. Tātad, varbūt tas ir augs? Vai sēne? Vai kaut kas cits? Ja tas ir dzīvnieks, kur viņam atveras mute un kur ir anālais? Šo rindu autors aizstāvēja hipotēzi, ka runa ir par faunas pārstāvi, taču apmēram divus gadu desmitus man nācās pretoties daudzu kolēģu neizpratnei.

Viens no maniem galvenajiem argumentiem bija saistīts ar faktu, ka nospiedumu, ko mēs mēdzam ņemt visa dzīvnieka pēdai, patiesībā veido tikai plāns, papīram līdzīgs apvalks, caur kuru "izspīd iekšējās struktūras elementi". ". Tajā pašā laikā ir vairākas izdrukas, kas skaidri parāda, ka kaut kas līdzīgs halo, līdzīgs mīksto audu nospiedumam, sniedzas ārpus rievotās zonas.

Taču beidzot pierādīt, ka Dikinsonija pieder pie dzīvniekiem, izdevās tikai tad, kad tika atrastas un izpētītas šo radījumu rāpošanas pēdas. Kustīgā vēdera pēdas ir izplūdušas. Ja ceļa beigās Dikinsonija gāja bojā, čaumalas pēda ir pavisam cita – skaidra. Tādējādi tas ir dzīvnieks: tas pārvietojās neatkarīgi, acīmredzot absorbējot pārtiku no apakšas baktēriju veidā ar vēdera virsmu.

Fraktāļu un simetrijas dīvainības

Viens no pirmajiem vendiešu faunas paraugiem, ko aprakstīja vietējie zinātnieki, bija vendija. Apdruka atrasta kodolā no akas Arhangeļskas apgabalā. Dzīvniekam bija divpusēja, divpusēja ķermeņa uzbūve ar acīmredzamu segmentāciju, kas ļāva šo radījumu pat saukt par "kailu trilobītu" (īstie trilobīti parādījās, kā zināms, kembrijā).

Taču arī tad B. M. Kellers pamanīja, ka segmentu kreisā un labā daļa atrodas nevis pretī viena otrai, bet it kā šaha galdiņa veidā. Šī parādība, ko es nosaucu par "ganību atstarošanas simetriju", izrādījās ļoti izplatīta vendiešu dzīvnieku vidū, kas ir vēl viens noslēpums, jo kembrijā nekas tamlīdzīgs nav novērots.

Acīmredzot šāda dīvaina divpusējo radījumu simetrija ir saistīta ar kaut kādām organisma augšanas un attīstības īpatnībām - iespējams, tur bija tā sauktā spirālveida augšana, kas raksturīga, piemēram, augiem un sastāvēja no vienas vai otras grupas mainīgas dalīšanās. no šūnām.

Rankomorfos - spalvām līdzīgos cyclomedusa tipa organismos (tie tika apspriesti iepriekš) - tiek novērota ne tikai skatiena atspulga simetrija, bet arī struktūras fraktalitāte. Caurules stiepjas no galvenā stumbra, kas pēc tam sazarojas tādā pašā veidā, un atkal sazarojas jauni zari.

Charnia ir viena no sen zināmajām vendiešu faunas formām. Tas pieder pie tā sauktajiem spalvām līdzīgiem organismiem un, visticamāk, ir dzīvnieks, kam bija pieķerts dzīvesveids. Charnia, kā arī dažas citas līdzīgas formas pēc izskata atgādināja papardes krūmus, kas aug no jūras dibena.

Kuģu atzarojumam, kas stiepjas no galvenā stumbra, bija fraktāļu struktūra, kas ir viena no Vendu faunas raksturīgajām iezīmēm. Vendijā bija arī cauruļveida radības, kas līdzīgi "turējās" pie dibena.

Papildus divpusējiem radījumiem ar slīdošu atstarošanas simetriju vendiešu valodā ir atzīmēti interesanti organismi ar trīs staru simetriju, kas arī ir netipiski turpmākajiem laikmetiem. Tajos ietilpst, piemēram, tribrahidijs, kura nospiedums atgādina aplī ierakstītu trīsstaru svastiku (visticamāk, tās ir gremošanas sistēmas kanālu pēdas, kas ved uz trim mutes atverēm).

Tas ietver arī ventogirus - tie ir olveida radījumi ar sarežģītu iekšējo dobumu sistēmu, kuras pamatā ir trīs kameras.

Auksti milžiem

Jo vairāk datu par vendiešu faunas daudzveidību mums sniedz fosilie ieraksti, jo aktuālāks ir jautājums par vendiešu biotas vietu uz evolūcijas koka. Kas bija šīs apbrīnojamās ūdens dzīvības senči, un vai jūs varat atrast tās pēcnācējus starp nākamo laikmetu dzīvniekiem?

Acīmredzot vendiešu organismi nebija pirmie daudzšūnu dzīvnieki. Nacionālajā ledāju parkā Montānā (ASV) un Austrālijā ir atrastas pirms 1600-1200 miljoniem gadu dzīvojušu daudzšūnu radījumu nospiedumu ķēdes. Tiek uzskatīts, ka nospiedumi, kas izskatās kā mazu pērlīšu kaklarota, ir no koloniālā hidroīda polipa tipa jūras dzīvnieka.

Šī dzīvība ir miljards gadu vecāka par vendiešu, bet … vēl nav atrastas citas pirmsvendiešu daudzšūnu organismu pēdas, īpaši kādas senču formas. Tas liek domāt, ka, iespējams, daudzšūnu parādīšanās dzīvniekiem nebija vienreizējs evolūcijas lēciens, bet gan sava veida stratēģija. Piemēram, pat mūsdienās ir daži flagellate vienšūņi, kas vai nu dzīvo kā atsevišķi vienšūnu organismi, vai pulcējas kolonijās, kas darbojas kā viens organisms. Ja sūkli ierīvē atsevišķās šūnās uz sieta, šūnas var atkal sanākt kopā.

Tika veikti pat eksperimenti, kuru laikā, mainoties vides parametriem (temperatūrai, sāļumam), daudzšūnu organisma embrija šūnas sadalījās, kļūstot vienšūnas. Tātad, iespējams, ka nav nepārtrauktas daudzšūnu organismu līnijas no "krellēm" no Montānas līdz vendiešu faunai, bet starp tām var atrasties vienšūnu formu paaudzes.

Vendiskais gigantisms, iespējams, meklējams tās vides un laikmeta īpašajos dabas apstākļos. Fakts ir tāds, ka šīs faunas bagātākās atradnes atrodas tur, kur karbonāti nav uzkrājušies apakšā. Un tā ir auksta ūdens baseinu īpašība - tieši tajos galvenie nogulumi ir dūņas, māls un smiltis.

Auksts ūdens satur vairāk skābekļa, tas pastāvīgi sajaucas, izceļot barības vielu organiskās vielas no apakšas. Vendiešu dzīvnieki viens otru neēda – tie absorbēja mikrodaļiņas no ūdens vai no grunts, kas nodrošināja tiem ilgu mūžu un spēju attīstīties lielās formās.

Tomēr, visticamāk, tieši planētas sasilšana un auksto jūru skaita samazināšanās izraisīja vendiešu faunas izzušanu. Kembrijā mēs redzam pavisam citu dzīvi – īpaši pielāgotu dzīvošanai ūdenī ar zemāku skābekļa saturu. Bet biomineralizācijas process sākās aktīvi, un dzīvnieki sāka iegūt spēcīgus skeletus, čaumalas un čaumalas.

Uz jautājumu, vai mūsdienās starp kembrijas dzīvniekiem ir Vendijas faunas pēcteči, jāatbild pozitīvi, lai gan tas joprojām ir karstu zinātnisku diskusiju objekts. Jo īpaši mēs atrodam šos pēcnācējus starp gliemjiem, posmkājiem, koelenterātiem. Ir daudzas izmirušas dzīvnieku kategorijas, kas dzīvoja kembrijā, bet kuru saknes ir vendiešu laikmetā.