Milline oli elu Maal miljoneid aastaid tagasi?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Bioloogiliste liikide arvu järsk kasv, mida nimetatakse "Kambriumi plahvatuseks", avas fanerosoikumi - "selgesõnalise elu" ajastu. Kuid ka eelmise ajastu "salajane" elu oli väga mitmekesine, tekitades muuhulgas hiiglaslikke vorme. Selle uskumatult iidse fauna saladuste avastamise võimaldasid Venemaal tehtud avastused.

Esimesed jäljed makroskoopiliste pehme kehaga mitmerakulistest olenditest, mida võis hoolikalt seostada eelkambriumiga, leiti 1860. aastatel Newfoundlandi piirkonnast. 20. sajandil tehti märkimisväärseid leide Namiibiast ja Austraaliast. Meie riigi territooriumil leiti kaevudest (Ukraina, Krimm, Uural) kaevandatud südamikust eraldi fossiilid.

Need olid väikesed jäljendid, mis meenutasid kas kettaid või kooke, mida ei tunnistatud isegi kohe elusolendite jäljenditeks: mõned uskusid, et jutt käib geoloogiliste protsesside jälgedest. Häda oli selles, et kivimi vanust ei olnud esialgu võimalik usaldusväärselt määrata ning mõned uurijad omistasid leiud kambriumi, silluuri või ordoviitsiumi ajastule.

Kindlus tekkis alles 1957. aastal, kui Suurbritanniast leitud charnia-nimelise olendi jäljed dateeriti ühemõtteliselt eelkambriumi ajastusse.

Huvitav pole mitte ainult suure hulga eelkambriumi loomade jäänuste avastamise fakt, vaid ka asjaolu, et nende välimus ja struktuur osutusid äärmiselt ebatavaliseks, justkui räägiksid nad võõrast elust. Kuid sellest elustikust, mida nimetatakse Vendi või Ediacarani elustikuks, sai fossiilsete registrite seas esimene massiline mitmerakuliste organismide ilmumine, mis asustasid ookeanis enam kui 600 miljonit aastat tagasi.

Vendi fauna kõige ulatuslikuma ja ainulaadsema jälgede asukoha ajalugu sai alguse 1972. aastal, kui üliõpilane-praktikant AV Stepanov leidis Syuzma jõe suudmest (Arhangelski oblast) Onega poolsaarelt mitmeid organismide jalajälgi ja toimetas leiu ANSSSRi Geoloogia Instituut.

Instituudi töötaja, professor B. M. Keller uuris jäljendeid ja märkis nende sarnasuse Namiibiast pärit eelkambriumi fauna jäljenditega. Varsti saadeti ekspeditsioon Valge mere kaldale, Syuzma põõsaste äärde. Üliõpilase leiukohalt midagi leida ei õnnestunud, kuid umbes viis kilomeetrit jõge ülespoole kohtas ekspeditsioon järsul kaldal paljandit.

Väljaulatuvatel liivakiviplokkidel leiti uued jäljendid. Järgmisel aastal vahetati avastajate järsu 15-meetrise "seina" juures välja uus ekspeditsioon, kuhu kuulusid N. M. Tšumakov ja nende ridade autor.

Lamades ja roomates

Kõik, mida me Vendi faunast teame, on meieni jõudnud õhukeste reljeefidena liivakivi pinnal. Nende olendite kohta on nii negatiivseid kui ka positiivseid esitusi.

Wend oli kolmekiire sümmeetria valdkond. Tribrachidium on sellise olendi klassikaline näide (foto allpool). Looduslike vaenlaste puudumisel (vendi fauna esindajad üksteist ei söönud) lebas tribrachidium rahumeeli põhjas ning et vooluga eri külgedelt toodud toitainete mikroosakesi mitte vahele jätta, omandas kolm suuava. Seejärel sisenes toit kehasse läbi soolestiku kolme haru.

Teine Vendi loomatüüp koosnes kahepoolse struktuuriga organismidest, kuid erinevalt hilisematest loomadest, nagu trilobiidid, ei olnud Vendi olendite parem ja vasak kehaosad täiuslikku sümmeetriat.

Neid iseloomustas nn karjatava peegelduse sümmeetria, kui vastandlikud "kiired" asetsevad "malelaua" mustris üksteise vastas. Alumisel fotol on Dickinsonia looma jäljend. Mõnes seda tüüpi organismis, näiteks Andivas, on tsefalisatsioon selgelt nähtav - peapiirkonna isolatsioon, tõenäoliselt tundlike rakkudega.

Kaitstud jää ja kriidiga

Jõekaldal asuv kalju sai meie jaoks aknaks kujuteldamatult kaugesse minevikku. Tulin sinna mitu aastat järjest ja igal aastal kinkisin meile uusi leide. Kevadel rebis sulav jää rannikult uusi liivaplaate, millel olid Vendi ajastu jäljed. See kõik oli Venemaal esimest korda - sellises koguses, sellises keerukuses ja sellises mitmekesisuses.

Tundus, et pärast uskumatut teaduslikku edu oli raske midagi enamat oodata. Kuid otsustasime sellegipoolest ringi vaadata: Valge meri on suur - järsku on selle kaldale uusi paljutõotavaid asukohti. Valik langes Talvemägedele, mis asuvad umbes 200 km kaugusel Syuzmast mereteest. Siin ei olnud paljandid 10-15 m kõrgune tükike jõekallast, vaid umbes 120 m näiva paksusega savi- ja liivakivikihtide lademed, mis ulatusid pinnale. Need läksid veel 700 maa sügavusse. m.

Ajastu, mil me elame, iseloomustab ebatavaliselt madal ookeanitase: suur hulk vett seotakse polaarmütsid. Soojematel ja pikematel aegadel oli vett nii palju, et praeguse Musta ja Valge mere vahel polnud maismaad.

Tervitused esivanematelt

Üks paljutõotavamaid hüpoteese puudutab vendi looma nimega Ausia fenestrata - temalt pärines ainult 2 jäljendit Valge mere kaldalt (Veel kaks sarnast jäljendit leiti Namiibiast).

Fenestrata tähendab "fenestreeritud" ja tõepoolest, jäljendite järgi taastati selle looma välimus algselt omamoodi kotina, mille pind on täpiline suurte aukudega. See nägi välja nagu käsn, kuid aukude suurus ei olnud selle hüpoteesiga väga kooskõlas. Hiljem tuli veel üks mõte: mis siis, kui trükis ei säilitaks looma täit välimust, vaid ainult osa sellest? "Akendega" kott meenutas silmatorkavalt tunicata tüüpi (tunicata) kuuluvate astsiidide moodi akordide korvi.

Tunikatel on korv sees, kaetud tuunikalaadse kestaga, mis koosneb tselluloosi sarnasest ainest. Astsiidlased on seotud lantseletidega - primitiivsete akordiloomadega, keda leidub kõigi selgroogsete, sealhulgas loomulikult inimeste puu põhjas.

Seega, kui hüpotees Ausia fenestrata sugulusest mantelloomadega on õige, tähendab see, et 550 miljoni aasta vanuses settes kobasime evolutsioonilist haru, mis ulatub Vendi faunast inimesteni.

Ja 25 000 aastat tagasi oli Venemaa tasandik kuni Kiievi laiuskraadini kaetud jääga – see oli tohutu mass, mis ülevalt pidevalt külmus. Ja maakoor hakkas jää raskuse all painduma. Kui jää lahkus, algas vastupidine protsess: justkui "kevadel" hakkas maakoor ülespoole punnitama, tõstes iidsete ookeanide põhja taeva poole.

Talvised mäed, kuhu me saabusime, kasvavad endiselt ülespoole, tõstes üha kõrgemaid savi ja liiva kihte, mis kunagi põhja kogunes. Ja siin on see, mis on huvitav: mõnes kohas on nende lademete peaaegu kilomeetrite pikkused kihistused läbistatud kimberliittorudega – ventilatsiooniavadega, mille kaudu magma pinnale pääses.

Need tuulutusavad on täidetud osaliselt ümbersulatatud, osaliselt muudetud iidse ainega. Ja selles on kummalisel kombel lubjakiviplokke, mida rajoonis pole. Ja plokkides - Kambriumi ja Ordoviitsiumi faunaga fossiilid. Kust see kõik tuleb?

Vastus osutus lihtsaks: savi-liivakihtide kohale kogunes miljonite aastate jooksul hilisemate ookeanide muid setteid, kuid kõik need setted söödi hiljem ära, säilitades üksikud killud lubjarikkast põhjast kimberliittorudes. Pärast vulkaaniplahvatust kukkusid sinna alla lubjakivitükid. Hävinud Kambriumi ja Ordoviitsiumi mere põhjasetteid, on loodus meile paljastanud Eelkambriumi ookeani setted.

Veelgi enam, kuna neid ladestusi katsid miljoneid aastaid teised kivimid, on iidsed kihistused, milles savi ja liivakivi vahelduvad, väga värsked: savid ei ole kaotanud oma elastsust, puuduvad tugevate deformatsioonide jäljed ja seetõttu. Talvemäed said ainulaadseks asukohaks õhukeste ja selgete Vendi fauna jäljenditega.

Ascidia ja selle "korv"

Vanaraud kui teadmiste tööriist

Kui me hakkasime uurima Vendi elustikku (muide, termini "vendi" pakkus välja juba 1952. aastal akadeemik BS Sokolov), oli meil vaid mõned näidised nende salapäraste loomade jäljenditest. Tänaseks on Venemaal tänu ekspeditsioonidele Talvemägedesse, mis ei katkenud isegi 1990. aastatel, kogutud umbes 10 000 proovist koosnev kogu, mille kirjeldamisel on prioriteet Venemaa paleontoloogidel.

See on üleilmse tähtsusega kogu, mis hõlmab eelkõige nende loomade isendeid, kelle jäljendeid leiti ka Newfoundlandist, Uuralitest, Austraaliast ja Namiibiast.

Kuidas sõrmejäljeotsing töötab? Kalju kõrgusel paistab liivakiviplaat. Pole selge, kas sellel on midagi peal või mitte. Selle väljaselgitamiseks on vaja raudkangide ja labidatega eemaldada mitu tonni setet ning vabastada osa plaadi pinnast. Seejärel lõigatakse plaat lahti ja lastakse tükkhaaval alla.

Raskeid liivakiviplokke tuleb tagant tirida. All, kaldal, on plaadi killud nummerdatud ja kokku pandud. Siis pööravad nad selle ümber. Prindid, kui neid on, on plaadi sellel küljel, mis oli suunatud allapoole. Kuid neid pole ikka veel näha, kuna liivakivi on kaetud saviga.

Nüüd tuleb väga hoolikalt savi pintsli ja veega maha pesta ning leida soovitud jäljendid. Leiud tuleb pildistada loojuva päikese kiirte käes, et hämaras reljeef paremini välja tuleks. Juba sellest novellist on selge, et proovide väljavõtmine on füüsiliselt raske töö. Kuid ekspeditsioonide karmid tingimused kompenseerivad avastajate meeletut elevust, kellel oli võimalus heita pilk Maa eluloo salapärasele leheküljele.

Mitteilmsuse maailmas

Fanerosoikumi faunaga tegelevad paleontoloogid tegelevad sageli tõeliste fossiilidega – kestad, kestad, hambad, luud, kivistunud munad. Vendi fauna sündis enne Kambriumile omase aktiivse biomineralisatsiooni ajastut.

Enamikul neist kummalistest olenditest ei olnud skelette, kõvasid kestasid ega kõvasid kestasid. Nende kehad olid pehmed, sageli meduusitaolised ja vähestel liikidel oli paberõhuke seljakilp või torujas kitiintupp.

Seetõttu tegelevad Vendi faunaspetsialistid vaid reljeefidega tsementeeritud liival, mis kunagi ümbritses želatiinset keha, mis kadus peaaegu jäljetult. Sellest ka nende palade tõlgendamise uskumatud raskused. Siin on vaid mõned näited.

Üks iseloomulikke trükitüüpe on nn radiaalpii kettad. Esialgu tõlgendati neid meduusitaoliste organismide jälgedena, mis said vastavad nimed nagu "cyclomedusa". Eeldati, et need meduusid ei ujunud vabalt, vaid istusid pidevalt põhjas (nagu mõned tänapäevased liigid).

See tõlgendus valitses seni, kuni ketaste lähedalt hakati leidma sulesarnaste olendite jäljendeid, misjärel joonistati hoopis teistsugune pilt: "cyclomedusa" on vaid jäljed niinimetatud kinnitusketastest. Organism arenes järgmiselt: vastne vajus põhja, kasvas tema alus, mis katus järk-järgult liivaga.

Ja juba aluselt kasvas külgmiste okstega vars, mille abil loom toitus. Kui olend suri, jäi ketasjälg sagedamini kui varrejälg, kuigi viimane võis algelise fauna jaoks ulatuda tsüklopeeni suuruseni - kuni 3 m kõrguseks ketta läbimõõduga umbes 1 m.

Teine õpiku näide on Dickinsonia. Selle olendi jäljed meenutavad soontega taimede lehti. Nii et võib-olla on see taim? Või seeni? Või midagi muud? Kui see on loom, siis kus avaneb tema suu ja kus on anaal? Nende ridade autor kaitses hüpoteesi, et jutt on fauna esindajast, kuid umbes kaks aastakümmet pidin vastu seisma paljude kolleegide arusaamatustele.

Üks minu peamisi argumente taandus sellele, et jäljendi, mida me kipume võtma kogu looma jälje jaoks, moodustab tegelikult ainult õhuke paberitaoline kest, millest sisestruktuuri elemendid "läbi paistavad". ". Samal ajal on mitu väljatrükki, mis näitavad selgelt, et midagi halo sarnast, mis sarnaneb pehmete kudede jäljendiga, ulatub ribilisest tsoonist kaugemale.

Dickinsonia kuulumist loomadele õnnestus aga lõplikult tõestada alles siis, kui leiti ja uuriti nende olendite roomamise jälgi. Liikuva kõhu jäljed on hägusamad. Kui tee lõpus Dickinsonia suri, on kesta jälg hoopis teistsugune – selge. Seega on tegu loomaga: ta liikus iseseisvalt, imades ilmselt kõhupinna poolt bakterite kujul põhjast toitu.

Fraktaali ja sümmeetria veidrused

Üks esimesi kodumaiste teadlaste kirjeldatud Vendi fauna isendeid oli vendia. Trükis leiti Arhangelski oblastis kaevu südamikust. Loomal oli kahepoolne, kahepoolne, ilmse segmentatsiooniga kehaehitus, mis võimaldas seda olendit isegi "alasti trilobiidiks" nimetada (tõelised trilobiidid ilmusid, nagu teada, Kambriumis).

Kuid isegi siis, B. M. Keller märkas, et segmentide vasak ja parem osa pole üksteise vastas, vaid justkui kabemustris. See nähtus, mida ma nimetasin "karjatamise peegelduse sümmeetriaks", osutus Vendi loomade seas väga levinud, mis on veel üks mõistatus, kuna Kambriumis midagi sellist ei täheldata.

Ilmselt on selline kahepoolsete olendite kummaline sümmeetria seotud teatud organismi kasvu ja arengu iseärasustega - võib-olla toimus nn spiraalne kasv, mis on iseloomulik näiteks taimedele ja seisnes ühe või teise rühma vahelduvas jagunemises. rakkudest.

Rankomorfides - cyclomedusa tüüpi sulesarnastes organismides (neid oli eespool käsitletud) - ei täheldata mitte ainult pilgupeegelduse sümmeetriat, vaid ka struktuuri fraktilisust. Peavarrest ulatuvad torud, mis seejärel hargnevad samamoodi ja hargnevad uuesti uued oksad.

Charnia on üks Vendi fauna ammutuntud vorme. See kuulub niinimetatud sulgede sarnaste organismide hulka ja on suure tõenäosusega loom, kes elas kiindunud elustiili. Charnia, nagu ka mõned teised sarnased vormid, meenutasid oma välimuselt merepõhjast kasvavaid sõnajalapõõsaid.

Peatüvest ulatuv anumate hargnevus oli fraktaalstruktuuriga, mis on üks vendi fauna iseloomulikke tunnuseid. Vendis leidus ka torukujulisi olendeid, kes samamoodi põhjast "hoidsid kinni".

Lisaks kahepoolsetele libiseva peegeldussümmeetriaga olenditele on Vendi keeles märgitud huvitavaid kolmekiire sümmeetriaga organisme, mis on samuti ebatüüpiline järgnevate ajastute jaoks. Nende hulka kuuluvad näiteks tribrachidium, mille jäljend meenutab ringi sisse kirjutatud kolmekiirelist haakristi (tõenäoliselt on need seedesüsteemi kanalite jäljed, mis viivad kolme suuavani).

Siia kuuluvad ka ventogirused - need on munakujulised olendid, millel on keeruline sisemiste õõnsuste süsteem, mis põhineb kolmel kambril.

Külm hiiglastele

Mida rohkem andmeid Vendi fauna mitmekesisuse kohta fossiilide ülestähendamine meile toob, seda teravam on küsimus Vendi elustiku asukohast evolutsioonipuul. Kes olid selle hämmastava vee-elustiku esivanemad ja kas leiate selle järeltulijaid järgmiste ajastute loomade hulgast?

Ilmselgelt polnud Vendi organismid esimesed mitmerakulised loomad. Montana (USA) riiklikus liustikupargis ja Austraalias on leitud 1600–1200 miljonit aastat tagasi elanud mitmerakuliste olendite jäljendite kette. Jäljed, mis näevad välja nagu väikestest helmestest kaelakee, arvatakse olevat pärit hüdroidpolüüpi tüüpi koloniaalmereloomalt.

See elu on miljard aastat vanem kui vendlane, kuid … pole veel leitud muid veendi-eelseid jälgi mitmerakulistest organismidest, eriti mis tahes esivanemate vormidest. See paneb mõtlema, et võib-olla ei olnud loomade hulkraksuse tekkimine ühekordne evolutsiooniline hüpe, vaid mingi strateegia. Näiteks on tänapäevalgi mõned lipulised algloomad, kes kas elavad eraldi ainuraksete organismidena või koonduvad kolooniateks, mis toimivad ühe organismina. Kui käsn sõelale üksikuteks rakkudeks hõõruda, võivad rakud uuesti kokku tulla.

Tehti isegi katseid, mille käigus keskkonna parameetrite (temperatuur, soolsus) muutumisel lagunesid mitmerakulise organismi embrüo rakud, muutudes ainurakseks. Seega on võimalik, et mitmerakuliste organismide pidev põlvnemine Montanast pärit "helmestest" Vendi faunani ei eksisteeri, kuid nende vahel võivad asuda üherakuliste vormide põlvkonnad.

Vendi gigantism leiab ilmselt seletuse selle keskkonna ja ajastu erilistes loodustingimustes. Fakt on see, et selle fauna rikkaimad leiukohad on seal, kus karbonaadid pole põhja kogunenud. Ja see on külmaveebasseinide omadus - just neis on peamised setted muda, savi ja liiv.

Külm vesi sisaldab rohkem hapnikku, seguneb pidevalt, tuues põhjast üles toitainete orgaanika. Vendi loomad üksteist ei söönud – nad imasid veest või põhjast mikroosakesi, mis andsid neile pika eluea ja võime areneda suurvormideks.

Tõenäoliselt põhjustas aga Vendi fauna väljasuremise just planeedi soojenemine ja külmade merede arvu vähenemine. Kambriumis näeme hoopis teistsugust elu – eelkõige kohanenud elama madalama hapnikusisaldusega vees. Kuid biomineralisatsiooniprotsess algas aktiivselt ja loomad hakkasid omandama tugevaid skelette, kestasid ja kestasid.

Küsimusele, kas kambriumi loomade hulgas on tänapäeval Vendi fauna järeltulijaid, tuleks vastata positiivselt, ehkki see on jätkuvalt tuliste teaduslike arutelude teema. Eelkõige leiame neid järeltulijaid molluskite, lülijalgsete, koelenteraatide hulgast. Kambriumis elanud, kuid Vendi juured on palju väljasurnud loomaklasse.