Губки существовали уже 635 миллионов лет назад

В Омане в отложениях возрастом свыше 635 миллионов лет (криогеновый период неопротерозойской эры) обнаружены достоверные химические следы существования губок — низших многоклеточных животных. До сих пор абсолютно достоверные свидетельства существования животных были известны только из следующего за ним эдиакарского, или вендского, периода.

Вопрос о времени появления первых животных (Metazoa) продолжает оставаться спорным (см.: М. А. Федонкин. Геохимический голод и становление царств). Долгое время считалось, что чуть ли не все типы животных появились почти одновременно в самом начале кембрийского периода (согласно последним датировкам, кембрий начался 542 млн лет назад). Докембрийская геологическая летопись считалась безжизненной. Впоследствии, однако, была открыта вендская (или эдиакарская) биота — разнообразная фауна крупных мягкотелых организмов весьма необычного строения, которые большинством исследователей сегодня трактуются как животные. Эти существа жили в конце последнего, эдиакарского (или вендского) периода неопротерозойской эры, который начался 630–635 млн лет назад с окончанием великих оледенений предшествующего, криогенового периода, и закончился 542 млн лет назад (см.: Я. Е. Малаховская, А. Ю. Иванцов. Вендские жители земли). Крупные вендские животные встречаются начиная примерно с периода 575 млн лет назад.

Были найдены и другие свидетельства существования докембрийских животных. Среди них следует упомянуть разнообразные следы ползания, возможно оставленные червеобразными животными в конце венда (начиная с 555 млн лет назад); удивительные ископаемые эмбрионы из Доушаньтуо, которые отодвинули время появления животных в прошлое — до 632 млн лет назад, то есть до самого начала эдиакария, а также несколько еще более древних находок: червеобразные Protoarenicola, Pararenicola (740 млн лет), Sinosabellidites (850–800 млн лет) и Parmia (ок. 1000 млн лет), похожая на колониальных полипов Horodyskia (1443 млн лет).

Однако в целом на сегодняшний день палеонтологические свидетельства существования животных ранее начала эдиакария не являются общепризнанными: городискию некоторые авторы трактуют как колониальных фораминифер, червеобразных существ — как отпечатки водорослей (причем если у такого «червя» есть хоботок, его интерпретируют как стебелёк).

В последнем номере журнала Nature опубликована статья большой группы геологов из США, Великобритании и Австралии, в которой приведено весьма убедительное доказательство существования животных в криогеновом периоде, то есть свыше 635 млн лет назад. Исследователи обнаружили в позднекриогеновых, а также в эдиакарских и раннекембрийских отложениях Южного Омана большое количество органических молекул, которые могли быть синтезированы только обыкновенными губками (Demospongia). Ранее было установлено, что отложения так называемого Южнооманского неопротерозойско-кембрийского мелководного морского бассейна богаты разнообразными органическими веществами (метилалканами, стероидами и тритерпеноидами), которые были синтезированы микроорганизмами, жившими во время формирования этих отложений.

При помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрии авторы проанализировали состав углеводородов в 64 образцах осадочных пород, взятых с разной глубины из 26 скважин. Чтобы избежать возможных ошибок, связанных с миграцией растворимых органических веществ из молодых пород в более древние, авторы выделяли органические вещества из керогенов — нерастворимых макромолекулярных образований, которые не могут мигрировать.

Состав органики свидетельствует о существовании в древнем мелководном бассейне богатой микробной биоты, в которой преобладали одноклеточные зеленые водоросли, но было также много цианобактерий, динофлагеллят и других одноклеточных фотосинтезирующих организмов.

Главным открытием стало присутствие во всех пробах значительной примеси 30-углеродных стеранов особой структуры, которая характерна для обыкновенных губок. Одним из типичных «губковых» веществ, обнаруженных в пробах, является 24-изопропилхолестан, представляющий собой «геологически стабильное» производное 24-изопропилхолестерола, вещества, характерного для мембран клеток Demospongia. У хоанофлагеллят — ближайших одноклеточных родственников животных, в том числе и губок — это вещество не обнаружено, равно как и у других одноклеточных.

Таким образом, в течение практически всего периода существования Южнооманского бассейна в нём жило множество губок — настоящих многоклеточных животных, хотя и примитивных. Самое важное, что древнейшие из 64 проб, относящиеся к криогеновому периоду (850–635 млн лет назад), тоже содержат бесспорные химические следы присутствия губок. Возраст самой древней из проб составляет около 713 млн лет (по результатам уран-свинцового радиометрического датирования), хотя эта датировка может быть неточной. Абсолютно точно можно утверждать, что криогеновые пробы со следами губок старше 635 и моложе 751 млн лет.

До сих пор древнейшими палеонтологическими свидетельствами существования губок были спикулы (элементы скелета) стеклянных губок из позднего венда Австралии (543–549 млн лет) и чуть более сомнительные спикулы обыкновенных губок, найденные вместе со знаменитыми эмбрионами в фосфоритах формации Доушаньтуо в Южном Китае (до 600 млн лет). Авторы отмечают, что спикулы губок довольно плохо сохраняются в геологической летописи, а если и сохраняются, то часто в таком виде, что их очень трудно идентифицировать. Молекулярные биомаркеры в этом отношении намного надежнее.

Данное открытие подтверждает гипотезу, согласно которой животные впервые достигли заметной численности и процветания в мелководных морях холодного криогенового периода. В более глубоководных отложениях криогенового и эдиакарского периодов никаких признаков присутствия губок не обнаружено. Это может быть связано с тем, что в то время достаточные для животной жизни концентрации растворенного кислорода существовали только на мелководье. Профильтровывая большие объемы воды, губки могли играть важную роль в постепенном очищении неопротерозойских морей от растворенной органики и взвесей, что, в свою очередь, в дальнейшем привело к увеличению проницаемости воды для солнечного света и позволило фотосинтезирующим организмам (а с ними и кислороду) проникнуть в более глубокие слои воды.

Александр Марков, Элементы.ру