Mackenzie kalnų Ediakarano fosilijos verčia pergalvoti laiką

Jie buvo aptikti atokioje Mackenzie kalnų įlinkio vietoje: keisti, minkštakūniai įspaudai senajame uolienoje, tokie fosilijų pavyzdžiai, kurie perrašo laiko juostas. Kai kurie egzemplioriai datuojami maždaug prieš 567 milijonus metų, ir kartu jie rodo, kad judėjimas, lytinis dauginimasis ir kiti gyvūnų gyvenimo požymiai atsirado anksčiau, nei manyta.

Hipotetinės giliavandenės paleobendruomenės rekonstrukcija iš naujos fosilijų vietos Kanados Šiaurės vakarų teritorijose, parengta remiantis tyrėjų surastomis fosilijomis.

Radinys, kuris komplikuoja paprastą pasakojimą

Daugumą Žemės ankstyvos istorijos valdomas mikrobinis gyvenimas. Tada, geologinėje akimirkoje, įraše atsiranda plika akimi matomi organizmai. Paleontologai daugumą tos keistos faunos vadina Ediakaru. Naujoji Kanados vieta, atrasta Amerikos gamtos istorijos muziejaus ir Dartmouth tyrėjų komandų ir aprašyta Science Advances, talpina daugiau nei 100 fosilijų ir kelias rūšis, anksčiau neįrašytas Šiaurės Amerikoje.

Kas daro šią vietą reikšmingą, yra ne tik radinių skaičius, bet ir kontekstas. Rinkinys priskiriamas tai, ką tyrėjai atpažįsta kaip Baltosios jūros bendruomenę, organizmų grupę, iki šiol žinomą iš Europos, Azijos ir Australijos. Tos fosilijos buvo datuotos maždaug prieš 559–550 milijonų metų. Kanados medžiaga atstumia kai kurias Baltosios jūros tipo fosilijas 5–10 milijonų metų atgal ir dalinai patenka į senesnį Avalon laikotarpį. Chronologija tampa sudėtinga gerąja prasme; tai verčia iš naujo apmąstyti, kada atsirado sudėtingi gyvūnų bruožai ir kaip jie plito senoviniuose vandenynuose.

Ką fosilijos atskleidžia apie ankstyvą gyvūnų gyvenimą

Kai kurie Ediakarano organizmai yra gąsdinantys. Plokštūs diskai. Lapą primenantys šakoteliai. Briaunuoti ovalai. Daugelis neturi kietųjų dalių, kurios įprastai formuoja fosilijas, todėl jų išsaugojimui reikalingos specialios sąlygos. Tačiau šiuose įspaudų pavidaluose galime matyti elgesį ir kūno planus.

Dickinsonia fosilija, plokščias organizmas, kuris judėdavo jūros dugnu, neturėjęs burnos ir maitinęsis įsiurbdamas bakterijas bei dumblius per visą apatinį paviršių.

Naujojoje Kanados vietoje tyrėjai dokumentavo kelis kertinius taksonus, kurie atskleidžia ankstyvą gyvūnų biologiją. Tarp jų:

• Dickinsonia: plokščias, segmentuotas organizmas, kuris, matyt, judėjo per jūros dugną ir maitinosi įsiurbdamas mikrobiines kilimas per savo apatinį paviršių. Galvokite apie jį kaip senovinį mobilų kilimo-ėdiklį.
• Funisia: susitelkęs, vamzdinis organizmas, kurio populiacijos struktūra rodo lytinį dauginimąsi, greičiausiai sinchronizuotą nerštą, panašų į platinamą nerštą, kurį matome daugelyje šiuolaikinių jūrų bestuburių.
• Kimberella: gyvūnas su raumeniniu pėdos organu, naudojamu apvalyti substratą, dažnai interpretuojamas kaip ankstyvasis moliuskams artimas giminaitis ir kandidatas į seniausią žinomą dvikryptį (bilaterinį) kūno planą, turintį aiškią priekį ir galą bei kairę-dešinę simetriją.
• Eoandromeda: galbūt ktenoforų giminaitė, turinti sraigtines žangas, kurios rodo ankstyvąsias eksperimentacijas su plėšrumu ir judesiu.

Eoandromeda fosilija, galimai ktenoforų rūšis su aštuonomis spiralėmis žangomis.

Šios fosilijos nėra tik smalsumo objektai. Judėjimas ir lytinis dauginimasis yra sudėtingi elgesiai, reikalaujantys integruotų fiziologinių sistemų. Jeigu Dickinsonia iš tikrųjų judėjo ir Funisia iš tikrųjų neršė, tada pagrindiniai gyvūnų gyvenimo elementai susiformavo anksčiau, nei nurodė įprastas Baltosios jūros laiko juostos aiškinimas.

Kodėl gilesni vandenys yra svarbūs

Vienas iš ryškių Mackenzie radinių bruožų yra numanoma aplinka. Sedimentologija ir susijusios fosilijos rodo, kad šie organizmai gyveno santykinai giliuose, jūrų tolimajame vandenyje, o ne sekliuose pakrantės platformose, kur formuojasi daugelis fosilijų rinkinių. Tai rodo modelį, kuriame evoliucinė naujovė pirmiausia įsitvirtino stabilesnėse, gilesnėse jūrinėse buveinėse, o vėliau šios formos migravo link kranto.

Gilus vanduo nereiškia begyvystės. Jis gali būti labiau apsaugotas nuo trumpalaikių temperatūros ir deguonies svyravimų. Per milijonus metų toks stabilumas gali suteikti ekologinę erdvę naujiems kūno planams ir reprodukcijos strategijoms atsirasti ir išlikti. Kai jie susiformuoja, šie sprendimai gali išplisti į labiau kintančias seklias zonas, kur vėliau stiprėja diversifikacija ir konkurencija.

Šiame tyrime tyrėjai rado aiškių Baltosios jūros bendruomenės pėdsakų senovinėse Kanados Mackenzie kalnų uolienose, esančiose Kanados Šiaurės vakarų teritorijose, ant Sahtú Dene ir Métis tradicinių žemių, kurie suteikė tyrėjams pagalbą ir leidimą prieiti prie vietos.

Mokslinis kontekstas ir pasekmės

Mokslininkai dalija Ediakarano gyvenimą į tris plačias grupes, atspindinčias pokyčius maždaug prieš 575–538 milijonus metų. Avalon grupė užima senesnį intervalą, po jos seka Baltosios jūros grupė, o vėliau atsiranda Nama grupė. Kiekviena grupė atspindi pokyčius įvairovėje, morfologijoje ir ekologiniuose sąveikose.

Baltosios jūros taksonų radimas Šiaurės Amerikoje sumažina geografinę spragą įraše. Tai taip pat komplikuoja paprastus, tiesinius modelius apie tai, kaip vystėsi gyvūnų bruožai. Kanados fosilijos užima stratigrafinę padėtį po šimtais pėdų jaunesnių uolienų, kurios gali išsaugoti papildomą medžiagą. Kitaip tariant, atradimas gali būti pirmasis matomas daug didesnio archyvo smaigalys.

Justin Strauss, dirbęs regione apie 15 metų, pažymėjo, kad radinys atveria naujas galimybes rekonstruoti Ediakarano aplinkas ir laiko juostas. Detali regioninė geologija kartu su neįprastai turtinga fosilijų medžiaga suteikia tyrėjams retą galimybę patikrinti hipotezes apie tai, kur ir kada gyvūnų lygmens sudėtingumas pirmiausia konsolidavosi.

Ekspertės įžvalga

"Kai randami organizmai, kurie taip seniai rodo koordinuotą dauginimąsi arba aktyvų judėjimą, tai verčia mus perskaičiuoti ankstyvos gyvūnų evoliucijos modelius," sako daktarė Lena Moretti, paleobiologė, tirianti prieškambro ekosistemas. "Giliavandenės buveinės gali veikti kaip evoliucinės inkubacijos vietos. Jos yra stabilios, apsaugotos ir leidžia trapiosioms gyvenimo istorijoms vystytis be tokio pat aplinkos kintamumo, koks būdingas arčiau kranto. Yra pagrindo manyti, kad daug pagrindinių naujovių prasidėjo atokiuose vandenyse ir tik vėliau įsiskverbė į seklias buveines."

Dk. Moretti pastebėjimas atspindi augančią nuostatą paleontologijoje: kontekstas yra toks pat svarbus kaip morfologija. Laiko juostos, gautos iš skirtingų vietų, yra trapios, kol nepadarysime tankesnio, gerai datuoto vietovių tinklo visame pasaulyje.

Ką daryti toliau

Artimiausi žingsniai yra metodologiniai ir logistiniai. Komandos grįš prie Mackenzie iškyšų, kad detaliau žemėlapiuotų stratigrafiją, imtų daugiau horizontų geochronologijai ir išplėstų sistemingus kasinėjimus. Aukšto tikslumo datavimas bus lemiamas. Tvirtas absoliutaus amžiaus pagrindas gali nustatyti, ar šios fosilijos tikrai yra senesnės už kitas Baltosios jūros vietas, ar regioninė tektonika ir užkasimas pakeitė regimą seką.

Tyrėjai taip pat palygins morfologiją ir populiacijos struktūras su kitomis klasikinėmis Ediakarano vietovėmis. Ar šie Kanados Dickinsonia individai rodo tuos pačius augimo modelius kaip ir Australijos pavyzdžiai? Ar Funisia numanoma reprodukcinė ekologija atitinka populiacijos struktūras kitur? Lyginant skirtingas vietas galima nustatyti, ar matome konvergentinę evoliuciją, arealų plėtrą ar plačiai susijusią, kosmopolitišką fauną.

Vieta Kanados Šiaurės vakarų teritorijose, kur tyrėjai atkasė didelę Ediakarano biotos fosilijų įvairovę.

Išvada

Mackenzie kalnų fosilijos primena, kad fosilijų įrašas nėra statiškas. Tai pleištinis audinys, kuris kartais atskleidžia naują lopą taip ryškų, kad priverčia iš naujo piešti žemėlapius ir laiko juostas. Jei Kanados rinkinys atlaikys tolesnį patikrinimą, jis pakeis pagrindinius gyvūnų kilmės žymenis: ne tik kada pasirodė sudėtingi elgesiai, bet ir kur jie pirmiausia įsitvirtino. Paleontologams tai yra kvietimas gilintis į įrašą ir laukti netikėtumų.