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, указывающие на цианобактериальную природу Beltanelliformis. Рядом с Beltanelliformis встречаются органические пленки с отличающимся набором биомаркеров. Скорее всего, это остатки эукариотических зеленых водорослей. Но что больше всего вызывает удивление — это наличие тех самых биомаркеров, по которым были 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 (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 также внезапно исчезает. Следующий геологический слой — это кембрийская биота, которая появляется также внезапно как и эдиакарская. При этом никаким «родством», как свидетельствуют палеонтологи, эти биоты не связаны. Учёные изрядно ломали головы над вопросом причин появления подобного рода «палеонтологических взрывов» и самым разумным на сегодняшний день объяснением является их приход из космоса, о чём мы говорили ранее (см.: Проблема «кембрийского взрыва» близится к решению: возможно кембрийская фауна «пришла» на Землю из космоса)
Эдиакарские организмы были мягкотелыми, а потому и идентифицировать, и реконструировать их довольно сложно. Одно и тоже существо в ископаемом состоянии может выглядеть по-разному в зависимости от условий захоронения.
Палеонтологи из России и Австралии изучали одного из таких организмов — загадочное существо по названием Beltanelliformis В окаменелом состоянии Beltanelliformis выглядит как гладкие выпуклости или плоские круглые отпечатки с концентрическими складочками. Разным форма сохранности Beltanelliformis изначально были присвоены разные латинские названия (Beltanelliformis, Nemiana, Beltanelloides), но потом палеонтологи разобрались, что все эти окаменелости представляют одно и то же существо.
Разные исследователи трактовали Beltanelliformis по-разному: и как небиологические объекты, и как представителей животного царства (губки или книдарии), и как грибы, и как эукариотические водоросли, и, наконец, как колонии прокариот.
В образцах Beltanelliformis (оценочный возраст около 558 млн. лет) из местонахождения Лямца (Архангельская область, Онежский берег Белого моря) учёные обнаружили (внимание!) остатки органического вещества, принадлежацим «древним» ископаемым. Авторы изучили органику при помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрии круглых отпечатков Beltanelliformis. Также были изучены другие, более толстые, скорее всего 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 пленках стеранов оказалось во много раз больше, чем гопанов, что согласуется с гипотезой об эукариотической природе этих пленок. Выяснилось также, что среди стеранов водорослевых пленок молекулы с 29 атомами углерода (C29) резко преобладают над C27 и C28, а это характерно для зеленых водорослей.
В органических пленках, снятых с поверхности ископаемых Beltanelliformis, состав биомаркеров оказался совершенно не таким, как в водорослевых пленках. В пленках Beltanelliformis гопанов оказалось больше, чем стеранов. У Beltanelliformis отношение гопанов к стеранам в 60 раз выше, чем в водорослевых пленках. Это указывает на бактериальную природу Beltanelliformis. Стераны, присутствующие в пленках Beltanelliformis, имеют такой же необычный состав с преобладанием C29, как и в водорослевых пленках. Судя по всему, эти стераны происходят из тех же зеленых водорослей, что и водорослевые пленки (на рис. 2, а видно, что водорослевые пленки 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 неразветвленных алканов. Их состав тоже оказался разным в водорослевых пленках и отпечатках Beltanelliformis. В первом случае резко преобладают молекулы с длинными цепями (23–33 атома углерода), причем количество молекул с четным и нечетным 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 «нечетные» молекулы резко преобладают над «четными». По мнению авторов, эти акланы 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 водоемах (рис. 1). Неизвестно, были ли эдиакарские Beltanelliformis современным ностоком (Nostoc) или относились к какой-то вымершей группе цианобактерий.
Помимо цианобактерий, длинноцепочечные жирные кислоты и неразветвленные алканы с преобладанием «нечетных» над «четными» производятся высшими растениями, у которых эти вещества входят в состав кутикулы, предохраняющей растение от высыхания. Авторы допускают, что Beltanelliformis (как и зеленые водоросли, росшие с ними по соседству) тоже могли выдерживать эпизодическое высыхание. Они жили на очень маленькой глубине и, может быть, 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. Кстати, это далеко не первое обнаружение органики в столь «древних» организмах. См.: «Свежая» органика возрастом 550 миллионов лет?
Второй неожиданность 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: Ilya Bobrovskiy, Janet M. Hope, Anna Krasnova, Andrey Ivantsov and Jochen J. Brocks. Molecular fossils from organically preserved Ediacara biota reveal cyanobacterial origin for Beltanelliformis // Nature Ecology & Evolution. 2018. № 2. Р. 437–440.
Рис. 2. Beltanelliformis из местонахождения Лямца на Онежском берегу Белого моря. На верхней фотографии белым контуром обведена органическая пленка, скорее всего представляющая собой остатки многоклеточных зеленых водорослей. Стрелкой отмечен участок, где водорослевая пленка налегает на край ископаемого Beltanelliformis.