Ученые исследовали ископаемый риф в Намибии, созданный древними организмами, и выяснили, что животные стали пользоваться стратегией коллективной защиты от врагов и добывания пищи гораздо раньше, чем предполагалось. Гипотеза о том, что создание рифов животными является следствием кембрийского взрыва, была опровергнута возрастом данной «постройки» — она появилась 548 миллионов лет назад, то есть еще в докембрийский период.
Престон Клауд, американский геолог и палеонтолог, изучал нашу планету как единую систему, в которой изменения климата, трансформация океанов и континентов были напрямую связаны с формированием и эволюцией живых организмов. В частности, Клауд понял, что повышение содержания кислорода в атмосфере планеты стало тем необходимым условием, которое помогло микроскопическим живым организмам эволюционировать в более крупных существ.
Исследователь провел много времени, изучая окаменелости из Долины Смерти (межгорной впадины в районе пустыни Мохаве и Большого Бассейна на западе США, штат Калифорния). Об этой работе Джон Гротцингер племянник Клауда, сказал, что его дядя не довольствовался простым изучением окаменелостей, «его интересовало, как эти окаменелости связаны с процессом эволюции на нашей планете, как микроорганизмы изменили окружающую среду, как жизнь порождает жизнь».
Именно в честь Престона Клауда, который описывал и изучал многоклеточные животные формы жизни докембрийского периода, и названы клоудины — живые существа, жившие на планете в эдиакарском периоде (геологический период, предшествовавший кембрию и длившийся с 635 по 541 миллионов лет назад).
Клоудина — миниатюрное животное, единственный представитель семейства Cloudinidae, вымершее в начале кембрийского периода (около 541 миллионов лет назад). Вопрос о классификации клоудин до сих пор остается открытым: ранее ученые причисляли их к многощетинковым червям, затем — к типу стрекающих. Внешний вид клоудин также не восстановлен, однако окаменелости представляют собой цепочку из вставленных друг в друга конических образований, по форме напоминающую трубку.
Диаметр клоудин, которые являются первыми представителями животного мира, обладающими минерализованными скелетами, составляет от 0,3 до 6,5 миллиметров, а длина — от 8 до 150 миллиметров. Именно эти организмы подтверждают, что биоминерализация (образование неорганических твердых веществ типа зубов, панцирей и костей в живых организмах), началась уже в период эдиакария. Останки клоудин чаще всего встречаются в районах строматолитовых рифов.
Непременными спутниками клоудин были намакалатусы — животные, форма которых представляла собой соединенные вместе чашечку (размером от 2 до 25 миллиметров) и стебелек (толщиной 1-2 миллиметра и длиной до 30 миллиметров). В стенках чашечки наблюдаются шесть-семь отверстий с загнутыми внутрь краями. Организм обитал на морском дне, и, скорее всего, его стебелек был прикреплен к грунту или водорослям. Место намакалатуса в системе животного мира не определено, как и в случае с клоудинами. Некоторые специалисты относят его к типу стрекающих, другие — к надтипу спиральных, а есть и мнение, что намакалатус — раковинная амеба.
Намакалатус впервые был обнаружен в Намибии, однако позднее выяснилось, что он сопутствовал клоудине везде, где во времена их существования находилось море с известковыми породами на дне. Так, останки этих существ были найдены в Канаде, Омане, Сибири, Испании.
Группа ученых из Великобритании и Намибии под руководством Амелии Пенни (Эдинбургский университет) изучили ископаемых клоудин и намакалатусов, создавших риф, принадлежащий к системе Нама (обширный плоский прогиб, расположенный в южной и центральной части Намибии). Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Группа Амелии Пении за работой
Благодаря работе ученых было опровергнуто ранее господствующее в науке представление о том, когда и почему возникали рифы. Древнейшие рифовые образования датировались 530 миллионами лет назад. Они создавались археоциатами — губкоподобными организмами, форма которых напоминает кубок с двойными стенками. Возникновение рифов, построенных более высокоорганизованными животными, ученые трактовали как последствие кембрийского взрыва.
Кембрийский взрыв — внезапное увеличение разнообразия живых организмов, важнейшим фактором которого стала так называемая «скелетная революция» (появление внешнего скелета типа раковины), которая была связана с формированием и утверждением системы отношения «хищник — жертва». Ученые предполагали, что возникновение рифов — следствие того, что морские организмы начали коллективно защищаться от хищников. Риф — довольно твердая конструкция, поэтому врагам становится сложно повредить отдельных составляющих риф животных.
Исследуемый Амелией Пенни риф имеет длину семь километров, ширину — 300 метров. Он состоит из возвышений, сформированных клоудинами и намакалатусами. Возвышения, построенные этими миниатюрными представителями животного мира, достигают пяти метров в высоту, их диаметр составляет около 20 метров. Со временем возвышения соединялись между собой и образовывали риф.
Клоудины, создавшие основную часть рифа, соединяются между собой двумя способами: либо перпендикулярно прикрепляясь к концу трубки своих сородичей, уже колонизировавших то или иное место, либо параллельно им. В таком случае животные скрепляются между собой при помощи вырабатываемого им же кальцита.
Образующие риф клоудины
Гипотеза о том, что создание рифов животными является следствием кембрийского взрыва, опровергается возрастом данной «постройки» — она появилась 548 миллионов лет назад. Это значит, что миниатюрные животные сформировали риф еще задолго до массового возникновения хищников. Более того, возраст сооружения красноречиво говорит о том, что археоциаты не были первыми создателями рифов.
Амелия Пенни подчеркивает: открытие обладает огромным значением для науки. Тот факт, что клоудины построили сооружение такого впечатляющего масштаба за несколько миллионов лет до кембрийского взрыва, означает, что животные начали использовать коллективную тактику защиты от хищников намного раньше, чем предполагалось. Наличие врагов подтверждают поврежденные останки клоудин: науке известны экземпляры, в теле которых были проделаны дыры и углубления. При этом находившиеся рядом останки других существ повреждены не были. Это свидетельствует о том, что хищники целенаправленно охотились на клоудин. Также исследователи предполагают, что колонии клоудин располагались в районах морских течений, вода которых была богата пищей. Это обстоятельство также способствовало созданию рифа.
Формирование рифа — чрезвычайно важный и сложный процесс. Сначала происходит объединение образующих риф организмов в единую систему, затем — фиксация, постепенное скрепление их между собой. Риф превращается в твердое вещество, увеличивается в размерах и становится рельефным образованием на морском дне. Рифы, возникшие в период эдиакария — намного раньше кембрийского взрыва — рассматривались специалистами как примитивные образования, не отличающиеся разнообразием фауны. Однако построенный клоудинами и намакалатусами риф опровергает это мнение: теперь ученые рассматривают животных эдиакария как существ, достаточно организованных для того, чтобы принимать меры по защите и эффективному получению пищи.