Эдиакарский сад был периодом в далеком прошлом, когда мелководье Земли было населено ошеломляющим разнообразием загадочных мягкотелых существ. Ученые изображают его как безмятежную, почти идиллическую интерлюдию, длившуюся от 635 до 540 миллионов лет назад. Но новое междисциплинарное исследование предполагает, что организмы, жившие в то время, могли быть гораздо более динамичными, чем думали эксперты.
Ученые обнаружили, что чрезвычайно сложно вписать эти докембрийские виды в древо жизни. Это потому, что они жили во времена, когда организмы еще не развили способность создавать раковины или кости. В результате они не оставили после себя много ископаемых свидетельств своего существования и еще меньше свидетельств того, что они передвигались. Таким образом, эксперты в целом пришли к выводу, что практически все эдиакарцы - за исключением, возможно, нескольких организмов, похожих на медуз, которые плавали - были неподвижны и прожили свою взрослую жизнь, закрепленные в одном месте на морском дне.
Новые находки касаются одного из самых загадочных эдиакарских родов, существа размером с пенни под названием Parvancorina, для которого характерна серия гребней на спине, образующих форму крошечного якоря. Анализируя то, как вода обтекает тело Парванкорины, международная группа исследователей пришла к выводу, что эти древние существа должны были быть подвижными: в частности, они должны были иметь возможность ориентироваться лицом в потоке, протекающем вокруг них. Это сделало бы их старейшими известными видами, обладающими этой способностью, которую ученые называют реотаксисом..
«Наш анализ показывает, что сила сопротивления, создаваемая током, текущим спереди назад, значительно меньше, чем при течении из стороны в сторону», - сказал Саймон Даррох, доцент кафедры наук о земле и окружающей среде в Университете Вандербильта. кто руководил исследованием. «В условиях сильных течений, характерных для мелководья океана, это означает, что Парванкорине было бы очень полезно скорректировать свое положение так, чтобы оно смотрело в сторону течения».
Анализ, в котором использовался метод, заимствованный из инженерии, называемый вычислительной гидродинамикой (CFD), также показал, что, когда Парванкорина сталкивалась с течением, ее форма создавала вихревые потоки, которые были направлены в несколько определенных мест на ее теле. «Это было бы очень полезно для Parvancorina, если бы это был питатель суспензии, как мы подозреваем, потому что он концентрировал бы взвешенный органический материал, облегчая его потребление», - сказал Дарроч.
Подробности анализа описаны в статье под названием «Вывод о факультативной подвижности загадочного эдиакарского организма Parvancorina», опубликованной в Интернете 17 мая журналом Biology Letters Королевского общества.
Эти выводы подкрепляются независимым исследованием, проведенным группой австралийских исследователей, опубликованным 30 марта в журнале Scientific Reports. Анализируя местонахождение эдиакарского периода в Южной Австралии, они обнаружили, что окаменелости Parvancorina были преимущественно выровнены в направлении преобладающего течения, и определили, что это выравнивание не было пассивным, а представляло собой реотаксическую реакцию в какой-то момент в истории жизни организма.
Это лишь второй раз, когда CFD применяется для изучения эдиакарцев. В 2015 году та же группа исследователей применила этот метод для анализа моделей потоков вокруг организма под названием Tribrachidium heraldicum. Это дискообразный организм с тремя спиралевидными гребнями на спине. В данном случае их анализ подтвердил вывод о том, что это был самый древний из известных питателей взвеси, возраст которого составляет 555 миллионов лет.
«Мы решили прекратить попытки выяснить, где эти виды вписываются в древо жизни, и попытаться определить, как они были сформированы эволюционными силами», - сказал Дэррок. «Мы хотели понять, как их странная архитектура повлияла на то, как они ели, размножались и двигались. Поскольку они жили на мелководье, сильные течения должны были играть важную роль в их эволюции. Таким образом, вычислительная гидродинамика - идеальный инструмент для решения этой проблемы. вопрос."
По словам члена команды Имрана Рахмана, научного сотрудника Музея естественной истории Оксфордского университета, вычислительная гидродинамика использовалась для анализа конструкции и оптимизации характеристик самых разных конструкций и машин, от ядерных реакторов до самолетов., но только в последние несколько лет они начали применять его для изучения летописи окаменелостей: «CFD может изменить наше понимание того, как древние организмы питались и двигались, поэтому я ожидаю, что многие другие палеонтологи начнут делать выводы». использования метода в ближайшие годы."
Когда вы сидите и думаете об этом, мы виртуально воссоздаем древние океаны и заселяем их цифровыми изображениями давно вымерших организмов, которые бросали вызов нашему пониманию более 50 лет, чтобы получить представление о том, как они жили. их повседневную жизнь», - добавил соавтор Марк Лафламм, доцент кафедры наук о Земле в Университете Торонто в Миссиссоге. «Такая работа была бы невозможна даже десять лет назад, и я считаю, что она представляет направление, которое формирует современная палеонтология».
«Тот факт, что мы теперь установили, что один эдиакарский вид мог передвигаться, предполагает, что наша картина этого периода может быть в корне неверной», - сказал Дэррок. «Возможно, произошло гораздо больше движений, чем мы думали, и мы намерены применить эту технику к другим эдиакарским окаменелостям, чтобы определить, так ли это».