Крупнейшие живые организмы девонского периода — прототакситы — не относились ни к грибам, ни к растениям, ни к лишайникам. Комплексный химический и структурный анализ помог выявить, что это ранее неизвестная и полностью вымершая ветвь биологической эволюции.
Научное сообщество спорило о природе этих загадочных существ более 165 лет. Ископаемые остатки, получившие название «прототакситы», впервые нашли еще в середине XIX века. Эти организмы доминировали в наземных экосистемах планеты в период от 420 до 370 миллионов лет назад.
Пейзаж древней Земли тогда выглядел инопланетно: привычных лесов не существовало, а растительность представляла собой лишь мхи и примитивные кустарники высотой не более метра. Над этой равниной возвышались гигантские столбы прототакситов, достигавшие восьми метров в высоту и метра в ширину. Они напоминали огромные стволы без веток, листьев и корней, закрепленные в почве луковицеобразным основанием.
Долгое время палеонтологи пытались вписать этих гигантов в существующее древо жизни. Сначала их считали предками хвойных деревьев, затем — гигантскими водорослями, а в последние десятилетия основной теорией стала принадлежность к царству грибов. Предполагалось, что это плодовые тела огромных грибов, питавшихся мертвой органикой. Эта версия объясняла многие странности строения, но оставляла вопросы о том, как мягкая грибная ткань могла удерживать такой исполинский вес или не быть съеденной.
Новое исследование окончательно разрушило грибную теорию, предложив вместо нее еще более удивительный сценарий. Статью об этом опубликовали в журнале Science Advances.
Ученые сфокусировались на образце вида Prototaxites taiti, найденном в кремнистых отложениях Райни в Шотландии. Эта локация уникальна для палеонтологии благодаря горячим минеральным источникам, которые сотни миллионов лет назад законсервировали ткани живых существ с детализацией вплоть до отдельных клеток. Такая сохранность позволила авторам научной работы провести прямое сравнение прототаксита с окаменелостями настоящих грибов и растений, найденных в том же куске породы.
Сначала исследователи с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии заглянули внутрь окаменевших тканей прототаксита. Они увидели сверхсложную систему переплетенных трубок, которая кардинально отличалась от строения грибницы. Тело организма состояло из трех разных типов каналов: тонких, средних и толстых, имеющих кольцевые утолщения.
Трубки соединялись в сложные узлы, названные медуллярными пятнами. Функционально эти хабы напоминали альвеолы в легких млекопитающих или капиллярные клубки: они служили центрами активного обмена веществ и транспорта ресурсов. Такая трехмерная архитектура не встречается ни у одного из известных видов грибов — ни древних, ни современных.
Далее ученые задействовали химический анализ с использованием машинного обучения (ATR-FTIR-спектроскопия), чтобы найти характерные молекулярные следы. Клеточные стенки всех известных грибов содержат хитин и бета-глюканы. В процессе окаменения эти вещества распадаются на специфические соединения, которые сохраняются в камне. Искусственный интеллект обучили различать химические сигнатуры древних растений, бактерий и грибов.
Анализ показал, что окаменелости реальных грибов из шотландского месторождения действительно содержат следы хитина. Однако в образцах прототаксита эти маркеры отсутствовали полностью. Химическая подпись прототаксита была уникальна и не совпадала ни с одной известной группой.
Исследователи также проверили образцы на наличие перилена — пигмента, который вырабатывают грибы-аскомицеты. В окружающей породе вещество присутствовало, но в тканях прототаксита его не оказалось. Это исключило возможность, что прототакситы были гигантскими лишайниками или симбиозом гриба и водоросли. Клеточная стенка загадочных гигантов имела принципиально иной состав, отличный от хитинового панциря грибов или целлюлозного каркаса растений.
Совокупность структурных и химических различий привела ученых к выводу о необходимости пересмотреть классификацию. Прототакситы признали представителями отдельного, неизвестного ранее царства эукариотической жизни. Эта группа существ нашла собственный путь к многоклеточности и гигантизму, создав уникальную биологическую инженерию для вертикального роста и транспортировки веществ. Они были гетеротрофами, то есть потребляли готовую органику из богатых почв девонского периода, но делали это способом, отличным от грибного.
Открытие изменило представление о биоразнообразии древней Земли. В девонском периоде существовала еще одна принципиально иная форма жизни. Эта таинственная цивилизация неподвижных гигантов процветала десятки миллионов лет, но в итоге проиграла эволюционную гонку и исчезла без следа, не оставив прямых потомков в современном мире. Загадка, мучившая науку полтора столетия, разрешилась обнаружением потерянного мира биологии.
Автор: Илья Гриднев