» » Куда пропали археоциаты?

Куда пропали археоциаты?


Куда пропали археоциаты?

Куда пропали археоциаты?

Рис. 1. Раннекембрийский археоциатовый атолл на хребте Сээр в Котловине Больших Озер, Монголия: вверху — белые археоциатовые известняки среди вулканических отложений; внизу — археоциаты, построившие атолл, крупным планом. Максимальный диаметр отдельных скелетов — 2 см. фото © А. Журавлев


 

Археоциаты — основные рифостроители раннекембрийской эпохи — пережили быстрый расцвет и почти полностью вымерли уже к концу этой эпохи. Именно они наряду с некоторыми другими группами давно исчезнувших животных составляли основу разнообразия необычного и необычайного кембрийского мира. Пористые обызвествленные массивные скелеты археоциат более всего могли бы подходить губкам, но губки в большинстве строят скелеты из отдельных игольчатых элементов — спикул. И все-таки принадлежность единственного современного представителя этого типа, похожего на археоциат, к «мягким» роговым губкам позволила предположить, что археоциаты не вымерли, а, скорее, «растворились» — расстались с известковым скелетом, но выжили и продолжили свой эволюционный путь.

Археоциаты (Archaeocyatha), что по-гречески означает «древние кубки» (??????? — древний и ?????? — кубок), действительно похожи на маленькие ажурные известковые кубочки. Высота отдельных скелетиков обычно не превышает 3–5 см, диаметр — 1 см, хотя в некоторых древних морях, например, располагавшихся на территории Тувы и Южной Австралии, встречались и гиганты — до метра высотой, а в Якутии можно найти тарельчатые формы более полуметра в поперечнике. Несмотря на свою малость, археоциаты возводили огромные рифовые постройки, срастаясь скелетами и служа опорой для других, еще более мелких, рифостроящих организмов.

Появились первые археоциаты в морях Сибири около 530 млн лет назад. Они быстро распространились по мелководью других кембрийских континентов — Гондваны (ныне эти области разбросаны в Испании, Южной Франции, Сардинии, Марокко, Южном Китае, Австралии, Антарктиде) и Лаврентии (Гренландия, Канада, США, Мексика) — и микроконтинетов (южносибирских, монгольских и казахстанских). Избегали они только холодных приполярных вод Балтии (Северная и Восточная Европа), Авалонии (Англия, Уэльс и Восточный Ньюфаундленд) и Южной Америки. Впрочем, и в Аргентине нашли их остатки, но только в валунах, притащенных айсбергами и ледниковыми языками из Антарктиды во время долгого ледникового периода, царившего на Земле в конце каменноугольного — начале пермского периодов.

Уже к концу раннекембрийской эпохи (примерно 510 млн лет назад) археоциат не стало, хотя именно они менее чем за 20 млн лет своего существования внесли значительный вклад в кембрийский взрыв разнообразия животных: археоциат уже описано более 1000 видов, принадлежащих к 304 родам. (Примерно три четверти видов из них были описаны советскими специалистами.) Лишь два вида относятся к более поздним, но тоже кембрийским, отложениям, причем оба были найдены в Антарктиде.

Со времени первого описания археоциат (род Archaeocyathus) с полуострова Лабрадор прошло ровно 160 лет, и кем их только с тех пор не считали: и кораллами (внутри кубка есть радиальные продольные пластины — септы), и фораминиферами (в скелетах есть много мелких пор), и известковыми водорослями (известный полярный исследователь Эдуард Васильевич Толль, впервые описавший сибирских археоциат, увидел в них сходство с сифоновыми водорослями, чьи скелетики имеют трубчатое строение). В 1940-х годах археоциат даже выделили в отдельный тип животных, а в 1970-е отвели им целое царство (Archaeata), куда причислили еще ряд исключительно ископаемых организмов с кубковидными скелетами.

Правда, в большинстве специалисты склонялись к мысли, что имеют дело со странненькими, но губками. Во-первых, поровая система у археоциат была очень разнообразной и сложной и, как было проверено на металлических и пластиковых моделях, она хорошо работала в качестве насоса. Да и вся эволюция археоциат заключалась в преобразовании поровой системы, как многоуровневого фильтра. Во-вторых, их септы, в отличие от коралловых, не могли поддерживать обширную пищеварительную полость, поскольку упирались в другую стенку кубка (внутреннюю) и служили для усиления конструкции скелета. Да и не у всех археоциат были септы. А в третьих... Ученые просто поймали современного «археоциата» — васлетию (Vaceletia, рис. 2) — и убедились, что губки могут образовывать крепкий пористый известковый скелет, при этом обходясь совсем без спикул (J. Vacelet, 1977. Une nouvelle relique du Secondaire: un representant actuel des Eponges fossiles Sphinctozoaires). (Родовое имя васлетия получила в честь своего первооткрывателя — зоолога Жана Васле (Jean Vacelet) из университета Экс-Марсель во Франции.)


Куда пропали археоциаты?

Куда пропали археоциаты?

Рис. 2. Слева — современная обыкновенная губка васлетия (Vaceletia crypta), обитающая в Тихом океане. фото с сайта floridamuseum.ufl.edu. В центре — продольное сечение ее скелета (диаметр тела губки — 0,5 см). Справа — раннекембрийский археоциат алтайциатус (Altaicyathus notabilis, сверху), обросший другой вид клатрикосцинус (Clathricoscinus vassilievi, снизу), диаметр 1 см; хребет Сээр, Котловина Больших Озер, Монголия. фото © А. Журавлев


Впрочем, без спикул ведь существуют многие губки, которые с античных времен известны, как роговые. Именно их коллагеновые (спонгиновые) скелеты, являясь материалом, прекрасно впитывающим влагу, с тех пор стали нашими постоянными спутниками на кухне и не только. И хотя сами губки в обиходе уже почти не используются (да и не так много их в природе осталось), само слово прочно закрепилось за всякими мягкими пористыми субстанциями. А вот обладай все губки колючими спикулами, такого бы не случилось.

Исследования эмбриологов и молекулярных биологов неожиданно выявили, что известковая васлетия является не просто обыкновенной губкой, которой положено было если и иметь скелет, то кремневый, а, более того, именно — роговой губкой. То есть, несмотря на внешний вид, она — мягкая (в душе, наверное). Уточним, что роговые губки — это три разных отряда (Dictyoceratida, Dendroceratida и Verongiida), и не все они образуют органический скелет из белка (спонгина): веронгииды строят его из полисахарида (хитина).

Есть и другая обыкновенная губка — мерлия (Merlia), добытая знаменитым научным судном «Челленджер» в Коралловом море и описанная еще в начале прошлого века зоологом Рэндолфом Киркпатриком (Randolph Kirkpatrick) из Британского музея естественной истории. Мерлия может иметь сплошной известковый скелет с кремневыми спикулами, или только спикулы без скелета, или спикулы, но не все. (Не удивительно, что Киркпатрику сто с лишним лет назад ученый мир не поверил.) И хотя теперь находки таких губок не являются единичными, специалисты так и не могут определиться — один это вид, или все четыре.

Вот авторы недавней статьи в журнале Lethaia, представляющие Нанкинский институт геологии и палеонтологии, Нанкинский и Гёттенгенский университеты и Кафедру биологической эволюции МГУ им. М. В. Ломоносова, и задались вопросом: а что, если и археоциаты не совсем исчезли, а отбросили ненужный известковый скелет, когда он из преимущества превратился в обузу? И, если полазить по многочисленным кембрийским лагерштеттам Китая, может удастся найти что-нибудь археоциатоподобное, но без известкового скелета?


Куда пропали археоциаты?

Рис. 3. Раннекембрийские губки: слева — обыкновенная губка с органическим скелетом из семейства Verongiidae (фото поверхности вмещающей породы; Гуаншань, Юньнань, Китай), справаArchaeocyathus cumfundus с известковым скелетом (продольное сечение; Алтай, Россия). Максимальный диаметр этих образцов — 0,8 см. Изображения из обсуждаемой статьи в Lethaia


Такие формы действительно есть, например, в гуаншаньском лагерштетте (провинция Юньнань), сформировавшемся около 510 млн назад, — как раз в то время, когда по всему миру распространились последние обильные археоциаты (именно род археоциатус), и по соседству с рифами, этими существами построенными (ныне это провинция Хубэй). Подобно археоциатам, гуаньшаньские губки имели небольшой (высота 3 см, диаметр 0,75 см) узкоконический кубковидный скелет с порами разной размерности. Вот только скелет этот был кремний-органический (в нем до сих пор в избытке присутствуют углерод и кремний), но не спикульный: состоял из органических фибрилл, покрытых кремневой оболочкой. Относятся эти губки к вымершему семейству вауксииды (Vauxiidae) из отряда веронгиид.


Куда пропали археоциаты?

Куда пропали археоциаты?

Рис. 4. Элементный состав скелета показанной слева на рис. 3 губки из семейства Verongiidae и вмещающей породы (данные рентгеновского дисперсионного анализа). На изображениях a и b отмечены участки скелета, показанные на других изображениях. d и j — кремний, e и k — алюминий, f и l — магний, g и m — калий, h и n — углерод; более яркие участки соответствуют повышенному содержанию элемента. Рисунок из обсуждаемой статьи в Lethaia


Почему исчезли археоциаты, в общем-то, понятно. Ведь известковый скелет известковому скелету рознь. Археоциаты появились в то время, когда дефицита ионов магния в океане не было, а содержание углекислого газа в атмосфере всего на порядок превышало нынешнее (важно, что на порядок, а не больше). Поэтому скелет они строили из магнезиального кальцита (и один вид на тысячу — из арагонита). Эта минеральная разность (и арагонит тоже) относительно легко растворяется, но и использовать ее в скелетообразовании проще — требуются меньшие энергетические затраты. Вот только продолжаться это все могло до поры, до времени. Эти пора и время как раз наступили во второй половине раннекембрийской эпохи: содержание ионов магния в океанической воде понизилось, а содержание углекислого газа, наоборот, повысилось. Археоциатам и многим другим существам с легкорастворимыми скелетами пришлось нелегко. (Примерно то же сегодня происходит с современной арагонитовой и магнезиальнокальцитовой рифовой фауной и флорой: далеко не все кораллы могут формировать скелет при повышающемся уровне углекислого газа и, как следствие, подкислении океанических вод.) Проблем добавило и низкое содержание в океане кислорода, который тоже необходим для строительства биоминерального скелета (см. новость Определены условия, при которых «сдетонировал» кембрийский взрыв, «Элементы», 15.05.2019). Все моря охватило раннекембрийское массовое вымирание, в результате которого одни группы животных полностью исчезли, другие поменяли биоминеральный скелет на более устойчивый (кальцитовый), третьи могли расстаться с таким скелетом навсегда или на время... Кстати, так животные-рифостроители, могли выживать и во время последующих массовых вымираний; современные коралловые полипы тоже способны расставаться с тесной известковой «одежкой», если ее легче сбросить, чем «скроить» (см. новость Кораллы могут обходиться без скелета, «Элементы», 05.04.2007).

Возможно, так и случилось с археоциатами. Ведь не случайно они еще пару раз реинкарнировались в средне- и позднекембрийскую эпохи. В палеонтологии такие вроде бы вымершие, но затем «воскресшие» виды принято называть видами Лазаря (см. Эффект Лазаря). Не исключено, что и васлетию можно называть современным археоциатом без кавычек.

Источник: Cui Luo, Aihua Yang, Andrey Yu. Zhuravlev and Joachim Reitner. Vauxiids as descendants of archaeocyaths: a hypothesis // Lethaia. 2021. DOI: 10.1111/let.12433.

Андрей Журавлев


13 июль 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Корзинка Венеры и ее обитатели

Перед вами группа губок Euplectella aspergillum (Venus' flower basket), запечатленная на дне Мексиканского залива...

Необычайная сохранность эдиакарского скелетного организма из Намибии позволила восстановить его внутреннее строение

Самый необычный эдиакарский организм с известковым скелетом — намакалатус — на сегодня является древнейшим представителем настоящих животных. В ходе очередной экспедиции в Намибию ученым из России и

В Антарктиде найден скелет загадочного животного. Что это такое?

Любители теорий заговора нашли на территории Антарктиды скелет загадочного животного. ?? Некоторые люди считают, что имеют дело с останками неизвестного науке динозавра, но большинство уверено что

Редкий случай: в России найден полный скелет мамонта

Иногда кажется, что самые интересные открытия в области изучения древних животных совершаются где угодно, только не в России. Однако, на самом деле, это далеко не так — на территории нашей родной

Из обожженных морских губок получаются хорошие катализаторы

Из морских губок со скелетом на основе спонгина удалось создать новый графитоподобный материал. Для этого их отжигали при температуре 1200°C, получив высокопористый материал высокой прочности,

Определены условия, при которых «сдетонировал» кембрийский взрыв

Проведенное международной командой ученых биогеохимическое моделирование циклов углерода и серы на рубеже эдиакарского и кембрийского периодов показало, что они связаны с темпами поступления
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Самый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Речь и орудийная деятельность контролируются единым центром в базальных ядрахНасыпь в крепостьУникальные каменные орудия из Денисовой пещеры были изготовлены древнейшими денисовцамиКарантинный бунт в Севастополе в 1830 г.Грабитель гробниц на деле оказался жертвой