Сергій Пономарьов
Вчені переконані, що відсутність скам’янілостей у добре збережених давніх породах не обов’язково свідчить про відсутність там тварин. Нове дослідження ставить під сумнів традиційне уявлення про те, коли саме на Землі з’явилися перші представники тваринного світу. За оцінками науковців, це могло статися приблизно на 200 мільйонів років раніше, ніж показують найдавніші беззаперечні викопні рештки.
Йдеться не про виявлення конкретної кістки чи відбитка тіла невідомої істоти, а про переосмислення даних геології, палеонтології та молекулярної біології. Дослідники припускають, що перші тварини могли бути настільки маленькими, м’якими й примітивними, що майже не залишали після себе слідів, здатних зберегтися протягом сотень мільйонів років.
Чому найдавніші тварини могли не залишити скам’янілостей
Скам’янілість утворюється лише за дуже сприятливого збігу обставин. Організм має швидко опинитися під шаром осаду, не бути з’їденим або зруйнованим бактеріями, а порода згодом повинна пережити рух тектонічних плит, нагрівання, тиск і ерозію. Для м’якотілих організмів цей процес особливо складний. На відміну від тварин із твердим панциром, зубами або кістками, вони здебільшого розкладаються, не залишаючи помітних відбитків.
Саме такими, ймовірно, були перші тварини. Вони могли нагадувати невеликі червоподібні організми, прості м’які колонії або істот, які жили на дні давніх водойм. Їхнє тіло не мало мінералізованих частин, а розміри могли бути настільки малими, що навіть за сприятливих умов залишені ними сліди було б важко розпізнати.
Науковці також звертають увагу на те, що геологічний літопис планети дуже неповний. Значна частина найдавніших порід була знищена або змінилася під дією високої температури й тиску. Інші шари опинилися глибоко під землею чи занурилися в мантію разом із тектонічними плитами. Тому відсутність скам’янілостей у доступних для дослідження породах не може автоматично означати, що відповідних організмів тоді не існувало.
Палеонтологічна прогалина не завжди є доказом біологічної відсутності. Іноді вона лише показує, що вченим поки не вдалося знайти потрібні породи або правильно інтерпретувати їхній вміст.
Які докази вказують на ранню появу тварин
Одним із головних аргументів є порівняння геномів сучасних організмів. Учені аналізують спільні та відмінні ділянки ДНК різних груп живих істот і за допомогою молекулярних моделей намагаються визначити, коли могли розійтися їхні еволюційні лінії. Такий підхід називають молекулярним годинником.
Розрахунки молекулярного годинника не дають точної дати появи першої тварини, адже швидкість генетичних змін не була однаковою в усі періоди. Проте вони можуть показати, що спільний предок сучасних тварин жив набагато раніше за найдавніші знайдені викопні рештки. У деяких моделях цей розрив становить сотні мільйонів років.
Додаткові підказки дають хімічні сліди в давніх породах. Деякі молекули, які утворюються в організмах тварин або пов’язані з їхнім метаболізмом, можуть зберігатися довше, ніж самі тіла. Такі речовини не є прямим доказом існування конкретного виду, однак вони здатні вказувати на присутність складніших форм життя в періоди, коли характерних скам’янілостей ще не знаходили.
Інтерес викликають і мікроскопічні структури в осадових породах. Давні організми могли залишати після себе ходи, нори, сліди переміщення або зміни в розподілі частинок ґрунту. Подібні утворення не завжди можна однозначно пов’язати саме з тваринами, але вони свідчать про те, що в давніх екосистемах уже могли існувати рухливі організми, здатні взаємодіяти з навколишнім середовищем.
Дослідники не виключають, що ранні тварини жили у воді, де умови для збереження м’яких тіл були несприятливими. Якщо організми мешкали на мілководді, їхні рештки могли руйнуватися хвилями, течіями та діяльністю інших мікроорганізмів. Водночас у глибших шарах океану могли зберігатися лише незначні хімічні або структурні сліди.
Що це змінює в історії еволюції
Якщо гіпотеза про появу тварин на 200 мільйонів років раніше підтвердиться, історію розвитку життя на Землі доведеться переглянути. Це означатиме, що складні багатоклітинні організми почали формуватися поступово, задовго до того, як у геологічному літописі з’явилася велика кількість добре помітних скам’янілостей.
Тривалий час ученим здавалося, що тваринний світ виник майже раптово в період так званого кембрійського вибуху. Тоді, приблизно 540 мільйонів років тому, з’явилося багато нових груп організмів, частина яких мала тверді оболонки та скелетні елементи. Завдяки цьому вони набагато краще збереглися у викопному стані.
Однак кембрійський вибух міг бути не моментом виникнення тварин, а етапом, коли вони стали різноманітнішими, більшими та помітнішими для геологічного літопису. До цього могли існувати мільйони років еволюційних експериментів, які відбувалися переважно серед малих м’якотілих організмів.
Така версія також допомагає пояснити, чому між генетичною спорідненістю сучасних тварин і найдавнішими відомими скам’янілостями існує значний часовий проміжок. Еволюція не обов’язково залишає рівномірний і повний архів. Іноді важливі зміни можуть відбуватися в організмів, які майже не мають шансів потрапити до викопного літопису.
Водночас учені наголошують, що нова гіпотеза не є остаточно доведеною. Молекулярні розрахунки залежать від обраної моделі, а хімічні маркери можуть мати кілька можливих пояснень. Деякі структури в породах здатні виникати не під дією живих організмів, а внаслідок суто геологічних процесів.
Тому для остаточних висновків потрібні нові дослідження давніх порід, точніші методи аналізу органічних молекул і пошук мікроскопічних слідів життєдіяльності. Якщо такі докази буде знайдено, вони можуть показати, що тварини не виникли раптово, а формувалися поступово в набагато давнішому та складнішому світі.
Головний висновок учених полягає в тому, що межі появи тварин визначаються не лише знайденими скам’янілостями, а й здатністю правильно читати неповний геологічний архів. Земля могла бути населена ранніми формами тварин задовго до того, як вони навчилися створювати тверді покриви, залишати виразні сліди та масово потрапляти до викопного літопису. Саме тому майбутні відкриття можуть істотно змінити уявлення про найдавніші етапи еволюції життя на планеті.