Ученые из Университета штата Огайо обнаружили новый вид, живший более 500 миллионов лет назад, - форму древних иглокожих, которая была предком современных групп, таких как морские огурцы, морские ежи, морские звезды, ломкие звезды и морские лилии. Окаменелость показывает решающий этап эволюции иглокожих, параллельный наиболее важным экологическим изменениям, произошедшим в морских отложениях.
Открытие, которое готовилось почти 30 лет, было недавно опубликовано в Бюллетене геонаук и дает ключ к пониманию того, как существа смогли совершить эволюционный скачок от жизни, прилипшей к морским осадочным зернам, которые удерживались вместе. липкими, похожими на водоросли колониями, первоначальный образ жизни иглокожих - к жизни, прикрепленной к твердой, покрытой ракушкой поверхности, как их современные потомки живут сейчас на дне океана.
«Это проливает свет на критический момент не только в эволюции организмов, но и в эволюции морских экосистем», - сказал Лорен Бэбкок, соавтор исследования и профессор наук о Земле в штате Огайо.. «Это существо явно совершало скачок от старых морских экосистем, в которых отложения были стабилизированы цианобактериальными матами, к тому, что в конечном итоге стало современной системой с более псевдоожиженными поверхностями отложений».
Существо, разновидность эдриоастероидных иглокожих, которое Бэбкок и его исследователи назвали Totiglobus spencensis, жило в кембрийском периоде - около 507 миллионов лет назад. (Для справки, Земле около 4,5 миллиардов лет.) Семья охотников за окаменелостями обнаружила окаменелость в сланцах ущелья Спенс в восточной части Айдахо в 1992 году и подарила ее Ричарду Робисону, исследователю из Канзасский университет и научный руководитель Бэбкока. По словам Бэбкок, эта часть страны богата окаменелостями кембрийского периода.
В течение многих лет ископаемое озадачивало и Бэбкока, и Робисона. Но загадка была раскрыта несколько лет назад, когда коллекция окаменелостей Робисона перешла к Бэбкоку после выхода Робисона на пенсию.
Как только Бэбкок получил окаменелость в своей лаборатории, он и приехавший аспирант Ронгцинь Вэнь удалили слои породы, обнажив небольшой круг цвета ржавчины с многочисленными крошечными пластинами и отчетливыми структурами, похожими на руки, называемыми амбулкрами.. Дальнейшее исследование показало, что животное прикреплялось к небольшой конической раковине таинственного, ныне вымершего животного, называемого гиолитом, с помощью базального диска - короткой воронкообразной структуры, состоящей из множества маленьких кальцитовых пластин.
Открытие было своего рода научной поэзией - несколькими годами ранее Бэбкок и Робисон обнаружили тип раковины, к которой, по-видимому, прикреплялось это животное, и назвали его Haplophrentis reesei.
Эдриастероид, обнаруженный Бэбкоком и Веном, по-видимому, жил прикрепленным к верхней стороне удлиненно-треугольной оболочки хиолита, даже если хиолит был живым. Они думают, что внезапный шторм похоронил животных в толстом слое грязи, сохранив их в их первоначальном экологическом состоянии.
Иглокожие и гиолиты впервые появились в кембрийский период, время в истории Земли, когда жизнь взорвалась, и мир стал более биоразнообразным, чем когда-либо прежде. Самые ранние иглокожие, в том числе самые ранние эдриоастероиды, жили за счет цианобактериальных матов - толстых, похожих на водоросли субстанций, покрывавших земные воды. И до появления Totiglobus spencensis иглокожие еще не научились прикрепляться к твердой поверхности.
«Во всей истории Земли кембрийский период, вероятно, является самым важным в эволюции как животных, так и морских экосистем, потому что это было время, когда более современный стиль экосистемы только начал закрепляться», - Бэбкок. сказал. «Этот род обнаруженных нами видов демонстрирует эволюционный переход от «наклейки на мат» к более продвинутому состоянию прикрепления к ракушечному субстрату, который стал успешной моделью для более поздних видов, в том числе тех, которые живут сегодня."
В начале кембрийского периода, который начался около 538 миллионов лет назад, иглокожие, вероятно, жили на этом водорослевом веществе в мелководных морях, которые покрывали многие районы планеты. Водоросли, по словам Бэбкок, вероятно, мало чем отличались от цианобактериальных матов, которые каждое лето появляются в некоторых озерах, включая озеро Эри. Но в какой-то момент эти вещества, похожие на водоросли, стали привлекательной пищей для других существ, включая доисторических улиток. В кембрийском периоде, когда популяция улиток и других травоядных резко возросла, водорослеподобные цианобактериальные маты начали исчезать с мелководных морей, а отложения стали слишком физически нестабильными, чтобы поддерживать жизнь животных, включая иглокожих, которые стали полагаться на них.
После того, как их похожие на водоросли дома стали пищей для других животных, сказал Бэбкок, иглокожим пришлось либо искать новые места для жизни, либо погибнуть.
Палеонтологи знали, что этим существам каким-то образом удалось выжить, но до открытия исследователей из штата Огайо они не видели особых доказательств того, что иглокожие, жившие так давно, перешли от живых существ к цианобактериям. покрытые отложения к живым прикреплены к твердым поверхностям.
«Этот эволюционный выбор - перейти от коврика-наклейки к твердому ракушечному субстрату - в конечном итоге ответственен за появление прикрепленных животных, таких как морские лилии», - сказал Бэбкок. «Этот новый вид представляет собой связь между старым и новым образом жизни, который стал успешным для этой линии иглокожих».