Почему одни животные стали ископаемыми, а другие просто исчезли

Почему некоторые древние животные превратились в окаменелости, а другие бесследно исчезли? Ответ, по крайней мере частично, может скрываться в их собственном организме, как следует из исследования Университета Лозанны (UNIL), опубликованного в журнале Nature Communications.

Учёные выяснили, что размер и химический состав организма играют решающую роль в его способности сохраняться миллионы лет — или, наоборот, исчезнуть в безднах геологического времени.

Окаменевают не только кости: в исключительных случаях сохраняются и мягкие ткани, такие как мышцы, кишечник и даже мозг. Долгое время учёные задавались вопросом, почему лишь определённые животные и органы могут окаменеть в таких условиях.

Чтобы разгадать эту загадку, команда исследователей из UNIL провела эксперименты по контролируемому разложению, анализируя, как деградируют организмы — креветки, улитки, морские звёзды и планарии (плоские черви) — в тщательно контролируемой среде.

С помощью микроэлектродов они измеряли химические изменения в телах животных, уделяя особое внимание колебаниям между богатыми кислородом (окисляющими) и бедными кислородом (восстановительными) условиями. Результаты показали, что более крупные животные и организмы с высоким содержанием белка быстро создавали восстановительную среду, что критически важно для замедления разложения и запуска процессов минерализации или замещения тканей более прочными минералами.

В природе два организма, погребённых вместе, могут иметь совершенно разную судьбу в виде окаменелостей просто из-за различий в размере или внутренней химии, объясняет Нора Кортези, аспирантка UNIL и ведущий автор исследования. Один может исчезнуть полностью, а другой — навеки застыть в камне, добавляет Фарид Салех, руководитель исследования и соавтор работы.

Согласно данным, крупные членистоногие (например, некоторые ракообразные) сохраняются чаще, чем мелкие водные черви или планарии, что может объяснить, почему среди ископаемых кембрийского и ордовикского периодов (около 500 млн лет назад) преобладают членистоногие.

Вводящие в заблуждение пробелы в летописи окаменелостей
Исследование также помогает интерпретировать пробелы в палеонтологической летописи. Моделируя разложение в лаборатории, мы можем отличить экологическое отсутствие (когда животное никогда не обитало в экосистеме) от отсутствия сохранности (когда оно существовало, но не окаменело), отмечает Кортези.

Мелкие организмы с низким содержанием белка, не создающие восстановительных условий, сохраняются реже, а значит, некоторые древние группы могли исчезнуть без следа именно по этой причине. Тем не менее, внешние факторы, такие как климат, солёность или тип осадков, также влияют на фоссилизацию, но воспроизвести эти переменные в лаборатории сложно.

Мы знаем, что солёные или холодные среды замедляют разложение, но наше исследование сосредоточено на роли органического вещества и размера тела, уточняет Кортези. Это ещё один элемент мозаики, но предстоит изучить ещё многое. Исследование, финансируемое Швейцарским национальным научным фондом, подтверждает идею о том, что летопись окаменелостей — это предвзятый архив, где увиденное не всегда отражает истинное разнообразие прошлого.

Понимание этих искажений приближает нас к воссозданию древней жизни такой, какой она была на самом деле, а не только такой, какой мы её находим, заключает Салех.