На юге КНР палеонтологи обнаружили «сокровищницу» кембрийских окаменелостей. Ученые нашли не просто несколько остатков древних существ, а хорошо сохранившуюся экосистему, застывшую во времени полмиллиарда лет назад.
В начале кембрийского периода (начался 541 миллион лет назад) за относительно короткий по геологическим меркам срок — несколько десятков миллионов лет — в океане произошел резкий скачок разнообразия живых организмов. Этот феномен получил название «кембрийский взрыв». Он считается важной вехой в эволюции жизни на Земле, поскольку в ископаемой летописи начинают появляться многочисленные сложные организмы. Именно в кембрии сформировались многие филогенетические линии, ведущие к современным животным.
Однако 513,5 миллиона лет назад уровень кислорода в океане значительно упал, что привело к гибели многих групп организмов, особенно обитателей мелководья. В палеонтологии это явление называют синским событием. Его считают первым крупным массовым вымиранием в раннем кембрии, но не самым первым в истории.
Долгое время палеонтологи судили о масштабах этой катастрофы лишь по остаткам существ с твердым скелетом — трилобитов, археоциатов, мелких раковин. Такие организмы сохраняются в породах гораздо лучше. Их легче найти, описать и сравнить. Поэтому именно по ним ученые делали выводы о том, что происходило во время вымирания. Но это только часть живого мира.
Судьба мягкотелых обитателей оставалась загадкой. Их ткани почти не сохраняются в обычных условиях. В результате создается ложное ощущение, что в древнем океане таких существ либо почти не было, либо они вымерли целиком.
На самом деле мягкотелые организмы могли составлять большую часть экосистемы и по-разному пережить вымирание: кто-то исчез, а кто-то, наоборот, выжил и занял освободившиеся ниши. Но без их следов ученые не видят полной картины. Поэтому выводы получались однобокими. Казалось, что вымирание уничтожило почти все живое, хотя на глубине жизнь могла продолжаться и даже развиваться. Изучение мягкотелых существ может показать, как на синское событие отреагировал весь океан, а не только те, чьи останки лучше всего сохранились.
В 2021 году команда китайских палеонтологов под руководством Хань Цзэна (Han Zeng) из Нанкинского института геологии и палеонтологии начала работы в карьере в уезде Хуаюань и обнаружила «сокровищницу» кембрийских окаменелостей, датируемых 512 миллионами лет. На сегодня ученые извлекли и проанализировали 8681 окаменелость, принадлежащих 153 видам. Почти 60 процентов этих видов наука раньше не знала. Древняя экосистема получила название хуаюаньская биота.
В отличие от многих других подобных экосистем, хуаюаньская сохранила достаточно много останков морских обитателей, которые, по-видимому, пережили синское событие.
Цзэн и его коллеги выяснили, что обнаруженное сообщество состояло из 16 групп животных. Большинство из них обитало на глубине, у края континентального шельфа. Именно эта зона, как показала находка, пострадала от синского события меньше, чем мелководье.
Основную массу находок составляют членистоногие. Кроме них, в породах ученые нашли моллюсков, брахиопод с раковинами, а также стрекающих (кишечнополостных). Крупнейшим животным экосистемы стало членистоногое Guanshancaris kunmingensis длиной почти 80 сантиметров. В свое время оно занимало вершину пищевой цепи и выступало главным морским хищником Хуаюаня.
Сохранность окаменелостей поражает воображение. Мягкие части тел отпечатались в мельчайших деталях: видны конечности, усики, щупальца, дыхательные органы вроде жабр, глотка, кишечник, а в некоторых случаях — даже глаза и фрагменты нервной ткани. Ученые считают, что такой феноменальной сохранности способствовало быстрое захоронение животных под слоем ила, который изолировал тела от кислорода, бактерий и падальщиков.
Открытие сразу поставили в один ряд с самыми знаменитыми кембрийскими «сокровищницами» — биотой Чэнцзян в Китае (520 миллионов лет) и сланцами Бёрджес в Канаде (508 миллионов лет). Более того, две группы организмов, ранее открытых в Канаде, теперь нашлись и в Китае. Это указывает на широкий географический ареал этих групп и возможность дальнего расселения их личинок с помощью океанических течений.
Правда, в Хуаюаньской биоте не хватает одного важного звена — рыб, что вызывает вопросы. Вероятно, в тот период популяции рыб сокращались и в этих районах они встречались крайне редко, либо глубоководные участки были неподходящими для них. В любом случае, анализ окаменелостей не завершен. Цзэн и его коллеги продолжают изучать образцы, возможно, среди них будут и рыбы.
Научная работа опубликована в журнале Nature.
Автор: Игорь Байдов