Палеонтологи из России и Австралии установили природу загадочных эдиакарских ископаемых Beltanelliformis, которых ранее относили к книдариям, губкам, водорослям, грибам, колониальным бактериям и даже небиологическим объектам. Оказалось, что в тонких органических пленках, покрывающих окаменелости, сохранились органические вещества со следами углеводородных биомаркеров, указывающими на цианобактериальную природу Beltanelliformis. Рядом с Beltanelliformis встречаются органические пленки с отличающимся набором биомаркеров. Скорее всего, это остатки эукариотических зеленых водорослей. Но больше всего удивляет наличие тех самых биомаркеров, по которым идентифицированы представители эдиакарской биоты. Ведь сохраниться столь долгое время они никак не могли.

Рис. 1. Сферические колонии пресноводных цианобактерий Nostoc communis сильно напоминают эдиакарские Beltanelliformis

В течение эдиакарского периода (по эволюционным меркам 635–541 млн лет назад) макроскопические организмы впервые стали заметными участниками морских экосистем, немного потеснив микробов, которые до этого миллиарды лет безраздельно господствовали в морях.

Эдиакарская биота – пожалуй, самая первая и наисложнейшая загадка для эволюционных палеонтологов. В летописи окаменелостей она появляется совершенно внезапно и так же внезапно исчезает. Следующий геологический слой – это кембрийская биота, которая возникает столь же внезапно, как и эдиакарская. При этом никаким «родством», как свидетельствуют палеонтологи, эти биоты не связаны. Учёные долго ломали голову над вопросом причин появления таких «палеонтологических взрывов». Самым разумным на сегодняшний день объяснением их возникновения считается гипотеза их внеземного происхождения (см.: Проблема «кембрийского взрыва» близится к решению: возможно, кембрийская фауна «пришла» на Землю из космоса).

Эдиакарские организмы были мягкотелыми, а потому идентифицировать и реконструировать их довольно сложно. Одно и то же существо в ископаемом состоянии может выглядеть по-разному в зависимости от условий захоронения.

Палеонтологи из России и Австралии изучали один из таких организмов – загадочное существо под названием Beltanelliformis. В окаменелом состоянии Beltanelliformis выглядит как гладкие выпуклости или плоские круглые отпечатки с концентрическими складочками. Разным формам сохранности Beltanelliformis изначально были присвоены разные латинские названия (Beltanelliformis, Nemiana, Beltanelloides), но позже палеонтологи выяснили, что все эти окаменелости представляют одно и то же существо.

Рис. 2. Beltanelliformis из местонахождения Лямца на Онежском берегу Белого моря

Рис. 2. Beltanelliformis из местонахождения Лямца на Онежском берегу Белого моря. На фотографии слева белым контуром обведена органическая пленка, скорее всего представляющая собой остатки многоклеточных зеленых водорослей. Стрелкой отмечен участок, где водорослевая пленка накладывается на край ископаемого Beltanelliformis.

В образцах Beltanelliformis (оценочный возраст около 558 млн лет) из местонахождения Лямца (Архангельская область, Онежский берег Белого моря) учёные обнаружили (внимание!) остатки органического вещества, принадлежащего «древним» ископаемым. Авторы изучили органику при помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрии круглых отпечатков Beltanelliformis. Также были изучены другие, более толстые, предположительно водорослевые пленки, встречающиеся по соседству с этими отпечатками (рис. 2, а), и вмещающая порода.

Оказалось, что в обоих типах органических пленок на удивление хорошо сохранились биомаркеры, по которым можно судить о природе организмов, в чей состав эти молекулы когда-то входили. Исследователей интересовали прежде всего стераны и гопаны – производные компонентов клеточных мембран (стеролов эукариот и гопаноидов прокариот соответственно).

В предполагаемых водорослевых плёнках стеранов оказалось во много раз больше, чем гопанов, что согласуется с гипотезой об эукариотической природе этих пленок. Выяснилось также, что среди стеранов водорослевых плёнок молекулы с 29 атомами углерода (C29) резко преобладают над C27 и C28, что характерно для зелёных водорослей.

В органических плёнках, снятых с поверхности ископаемых Beltanelliformis, состав биомаркеров оказался совершенно не таким, как в водорослевых плёнках. В плёнках Beltanelliformis гопанов оказалось больше, чем стеранов. У Beltanelliformis отношение гопанов к стеранам в 60 раз выше, чем в водорослевых плёнках. Это указывает на бактериальную природу Beltanelliformis. Стераны, присутствующие в плёнках Beltanelliformis, имеют такой же необычный состав с преобладанием C29, как и в водорослевых плёнках. Судя по всему, эти стераны происходят из тех же зелёных водорослей, что и водорослевые плёнки (на рис. 2а видно, что водорослевые плёнки кое-где налегают непосредственно на отпечатки Beltanelliformis). Основными производителями гопаноидов (компонентов прокариотических мембран, превращающихся со временем в гопаны) являются цианобактерии и аэробные альфапротеобактерии. Присутствие гопанов свидетельствует о том, что Beltanelliformis скорее всего были шарообразными колониями цианобактерий или аэробных альфапротеобактерий.

Дополнительную информацию дал анализ неразветвлённых алканов. (Для справки: неразветвлённые алканы (нормальные, н-алканы) – насыщенные алифатические углеводороды, в которых атомы углерода связаны между собой в открытые цепи простыми (одинарными) связями).  Их состав тоже оказался разным в водорослевых плёнках и отпечатках Beltanelliformis. В первом случае резко преобладают молекулы с длинными цепями (23–33 атома углерода), причём количество молекул с чётным и нечётным числом атомов углерода примерно одинаково. Скорее всего, это производные жирных кислот или спиртов. Напротив, в отпечатках Beltanelliformis коротких алканов (C18–22) примерно столько же, сколько и длинных, а «нечётные» молекулы резко преобладают над «чётными». По мнению авторов, эти алканы синтезировались древними организмами сразу как алканы (а не образовались из липидов, жирных кислот или спиртов в ходе разложения и фоссилизации). Среди бактерий такой состав алканов характерен только для цианобактерий. Из этого следует, что Beltanelliformis, скорее всего, представляли собой сферические колонии цианобактерий вроде тех, что и сегодня встречаются в пресных водоёмах (рис. 1). Неизвестно, были ли эдиакарские Beltanelliformis современным ностоком (Nostoc) или относились к какой-то вымершей группе цианобактерий.

Помимо цианобактерий, длинноцепочечные жирные кислоты и неразветвлённые алканы с преобладанием «нечётных» над «чётными» производятся высшими растениями, у которых эти вещества входят в состав кутикулы, предохраняющей растение от высыхания. Авторы допускают, что Beltanelliformis (как и зелёные водоросли, росшие с ними по соседству) тоже могли выдерживать эпизодическое высыхание. Они жили на очень маленькой глубине и, возможно, заходили в приливно-отливную зону.

Комментарий. Такое богатство органических веществ (с не меньшим богатством углеводородных биомаркеров) в остатках эдиакарских организмов наносит серьёзный удар по правильности определения их возраста. Причём это далеко не первое обнаружение органики в столь «древних» организмах (см.: «Свежая» органика возрастом 550 миллионов лет?).

Второй неожиданностью является факт невероятной схожести древнего ископаемого с современным представителем цианобактерий – ностоком (Nostoc), широко распространённым в пресноводных водоёмах всего мира. А может, получится так, что Beltanelliformis – это один из современных видов этого рода сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Так что чем глубже учёные проникают в тайны древнейших ископаемых, тем больше неприятных сюрпризов они приносят сторонникам отживающей свой век теории эволюции.

 Источник: Bobrovskiy I., Hope Janet M., Krasnova A., Ivantsov A., Brocks Jochen J. Molecular fossils from organically preserved Ediacara biota reveal cyanobacterial origin for Beltanelliformis // Nature Ecology & Evolution. 2018. № 2. Р. 437–440. URL: https://doi.org/10.1038/s41559-017-0438-6

Добавить комментарий