Миллиондаған жылдар бұрын Жердегі тіршілік қандай болды?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

«Кембрийлік жарылыс» деп аталатын биологиялық түрлер санының күрт өсуі фанерозойды - «айқын өмір» эонын ашты. Дегенмен, алдыңғы дәуірдегі «құпия» өмір де өте алуан түрлі болды, басқа нәрселермен қатар алып формаларды тудырды. Бұл таңғажайып ежелгі фаунаның құпияларын ашу Ресейде ашылған жаңалықтардың арқасында мүмкін болды.

Кембрийге дейінгі кезеңге мұқият жатқызуға болатын макроскопиялық жұмсақ денелі көп жасушалы тіршілік иелерінің алғашқы іздері 1860 жылдары Ньюфаундленд аймағында табылды. 20 ғасырда Намибия мен Австралияда маңызды олжалар табылды. Біздің еліміздің аумағында ұңғымалардан (Украина, Қырым, Орал) алынған өзектен бөлек қазбалар табылды.

Бұл дискілерге немесе торттарға ұқсайтын, тіпті тірі тіршілік иелерінің ізі ретінде бірден танылмаған кішкентай іздер болды: кейбіреулер геологиялық процестердің іздері туралы айтып отырмыз деп сенді. Мәселе мынада, бастапқыда тау жынысының жасын сенімді түрде анықтау мүмкін болмады, ал кейбір зерттеушілер табылғандарды кембрий, силлюр немесе ордовик дәуіріне жатқызды.

Белгілілік тек 1957 жылы Ұлыбританияда табылған шарния деп аталатын тіршілік иесінің ізі кембрийге дейінгі дәуірге қатысты болған кезде ғана пайда болды.

Кембрийге дейінгі жануарлардың үлкен тобының қалдықтарының табылу фактісі ғана емес, сонымен қатар олардың сыртқы түрі мен құрылымы бөтен тіршілік туралы айтқандай өте ерекше болып шыққаны қызықты. Бірақ вендиандық немесе Эдиакаран, биота деп аталатын бұл тіршілік 600 миллион жылдан астам бұрын мұхитты мекендеген қазба жазбаларындағы көп жасушалы организмдердің алғашқы жаппай пайда болуы болды.

Вендиан фаунасының іздерінің ең кең және бірегей орналасуының тарихы 1972 жылы студент-практикант А. В. Степанов Онега түбегінде Сюзма өзенінің сағасында (Архангельск облысы) организмдердің бірнеше іздерін тауып, табылғанын жеткізуден басталды. АССР Геологиялық институты.

Институт қызметкері, профессор Б. М. Келлер іздерді зерттеп, олардың Намибиядан келген кембрийге дейінгі фаунаның ізімен ұқсастығын атап өтті. Көп ұзамай Ақ теңіздің жағасына, Сюзма бұталарына экспедиция жіберілді. Студент тапқан олжалардың орнында ештеңе табу мүмкін болмады, алайда өзеннен бес шақырымдай жоғарыда экспедиция тік жағада төбені кездестірді.

Шығыңқы құмтас блоктарында жаңа іздер табылды. Келесі жылы ашушылардың 15 метрлік тік «қабырғасында» жаңа экспедиция ауыстырылды, оның құрамына Н. М. Чумаков және осы жолдардың авторы кірді.

Өтірік айту және жорғалау

Вендиан фаунасы туралы білетіндердің бәрі бізге құмтас бетіндегі жұқа рельефтер түрінде келді. Бұл тіршілік иелерінің жағымсыз және жағымды көріністері бар.

Вэнд үш сәулелік симметрия патшалығы болды. Tribrachidium - мұндай тіршілік иесінің классикалық мысалы (төмендегі сурет). Табиғи жаулар болмаған кезде (вендия фаунасының өкілдері бірін-бірі жемеген) трибрахидий түбінде тыныш жатып, әртүрлі жақтан ағыс әкелетін қоректік микробөлшектерді жіберіп алмау үшін үш ауыз тесігіне ие болды. Содан кейін ішектің үш тармағы арқылы тамақ денеге енеді.

Вендиялық жануарлардың тағы бір түрі екі жақты құрылымы бар организмдерден тұрды, алайда, трилобиттер сияқты кейінгі жануарлардан айырмашылығы, Вендиялық тіршілік иелерінің денелерінің оң және сол бөліктерінде тамаша симметрия болмады.

Оларға қарсы «сәулелер» бір-біріне қарама-қарсы «шахмат» үлгісінде орналастырылған кезде жайылымдық шағылысу симметриясы деп аталады. Төменгі фотосуретте Дикинсония жануарының басып шығаруы көрсетілген. Осы типтегі кейбір организмдерде, мысалы, Андивада цефализация айқын көрінеді - бас аймағының оқшаулануы, мүмкін, сезімтал жасушалармен.

Мұз және бормен қорғалған

Өзен жағасындағы жартастар біз үшін елестете алмайтын алыс өткенге терезе болды. Мен ол жерге бірнеше жыл қатарынан келдім, жыл сайын жаңа олжалар бердім. Көктемде еріген мұз жағалаудан вендия дәуірінің ізі бар жаңа құм плиталарын жұлып алды. Мұның бәрі Ресейде бірінші рет болды - мұндай мөлшерде, күрделілікте және әртүрлілікте.

Ғажайып ғылыми табыстан кейін бұдан артық ештеңе күту қиынға соғатын сияқты. Дегенмен, біз айналамызға қарауды шештік: Ақ теңіз үлкен - кенеттен оның жағасында жаңа перспективалы орындар пайда болады. Таңдау Сюзмадан теңіз жолынан 200 км қашықтықта орналасқан Қысқы тауларға түсті. Мұндағы төбешіктер биіктігі 10-15 м өзен жағасының бір бөлігі емес, жер бетіне шығып тұрған, қалыңдығы шамамен 120 м болатын саз және құмтас қабаттарының шөгінділері болды. Олар тағы да 700-ге дейін жер қойнауында болды. м.

Біз өмір сүріп жатқан дәуір мұхиттың әдеттен тыс төмен деңгейімен сипатталады: судың көп мөлшері полярлық қақпақтармен байланысты. Жылы және ұзақ уақыттарда судың көп болғаны сонша, қазіргі Ақ және Қара теңіздер арасында құрлық жоқ.

Ата-бабадан келген сәлем

Ең перспективалы гипотезалардың бірі Ausia fenestrata деп аталатын вендиандық жануарға қатысты - одан Ақ теңіз жағасынан тек 2 із қалды (Намибияда тағы екі ұқсас іздер табылған).

Фенестрата «фенестрата» дегенді білдіреді және шын мәнінде, іздерге сәйкес, бұл жануардың сыртқы түрі бастапқыда беті үлкен тесіктермен кесілген сөмке түрі ретінде қалпына келтірілді. Ол губка сияқты көрінді, бірақ саңылаулардың өлшемі бұл гипотезамен өте сәйкес келмеді. Кейінірек тағы бір ой келді: баспа жануардың толық көрінісін сақтамай, оның бір бөлігін ғана сақтаса ше? Терезелері бар қап туникаттар типіне жататын асцидиан тәрізді хордалардың желбезек қоржынына қатты ұқсайтын.

Туникаттарда себет ішінде, целлюлозаға ұқсас заттан тұратын туника тәрізді қабықпен жабылған. Асцидиялар барлық омыртқалы жануарлардың, оның ішінде, әрине, адамдардың ағашының түбінде кездесетін ланцлет - қарабайыр хордалы жануарларға жатады.

Осылайша, егер Ausia fenestrata-ның туникаттармен туысқандығы туралы гипотеза дұрыс болса, бұл 550 миллион жылдық шөгінділерде біз вендия фаунасынан адамдарға өтетін эволюциялық тармақты таптық дегенді білдіреді.

Ал 25 000 жыл бұрын Орыс жазығы Киев ендікке дейін мұзбен жабылған - бұл жоғарыдан үнемі қатып тұрған үлкен масса болды. Ал жер қыртысы мұздың салмағынан майыса бастады. Мұз кеткенде, керісінше процесс басталды: «көктем» дегендей, жер қыртысы көне мұхиттардың түбін аспанға көтеріп, жоғары көтеріле бастады.

Біз жеткен қысқы таулар бұрынғысынша түбінде жиналып қалған саз бен құмның одан сайын биіктеген қабаттарын көтеріп, әлі де жоғары көтеріліп жатыр. Бір қызығы мынада: кей жерлерде бұл шөгінділердің бір шақырымға жуық қабаттары кимберлит құбырларымен тесілген – магма жер бетіне шығып кеткен саңылаулар.

Бұл саңылаулар жартылай қайта балқытылған, жартылай өзгертілген ежелгі заттармен толтырылған. Оның ішінде, бір ғажабы, ауданда жоқ әктас блоктары бар. Ал блоктарда – кембрий және ордовик фаунасы бар қазбалар. Мұның бәрі қайдан шыққан?

Жауап қарапайым болып шықты: сазды-құмды қабаттарда миллиондаған жылдар бойы кейінгі мұхиттардың басқа шөгінділері жиналды, бірақ бұл шөгінділердің барлығы кейіннен кимберлит құбырларында әк түбінің жекелеген бөліктерін сақтап, жеп кетті. Онда жанартау жарылысынан әктас кесектері құлаған. Кембрий және ордовик теңіздерінің түбіндегі шөгінділерді жойып, табиғат бізге кембрийге дейінгі мұхиттың шөгінділерін ашты.

Оның үстіне бұл шөгінділер миллиондаған жылдар бойы басқа жыныстармен жабылғандықтан, саз бен құмтас алмасып тұрған ежелгі қабаттар өте балғын: саздар икемділігін жоғалтпаған, күшті деформациялардың іздері жоқ, сондықтан Қысқы таулар вендия фаунасының жұқа және айқын іздері бар бірегей орын ретінде аяқталды.

Асцидия және оның «себеті»

Скраттар білім құралы ретінде

Біз вендия биотасын зерттей бастағанда (айтпақшы, «вендиандық» терминін 1952 жылы академик Б. С. Соколов ұсынған), бізде осы жұмбақ жануарлардың іздерінің бірнеше үлгілері ғана болды. Бүгінгі таңда 1990 жылдары да тоқтамаған Қысқы тауларға экспедициялардың арқасында Ресейде 10 000-ға жуық үлгілер жинағы жиналды және оларды сипаттаудағы басымдық ресейлік палеонтологтарға тиесілі.

Бұл дүниежүзілік маңызы бар топтама, атап айтқанда, іздері Ньюфаундленд, Орал, Австралия және Намибияда табылған жануарлардың үлгілерін қамтиды.

Саусақ ізімен іздеу қалай жұмыс істейді? Жартастың биіктігінде құмтас тақтасы шығып тұрады. Үстінде бірдеңе бар ма, жоқ па, белгісіз. Анықтау үшін бірнеше тонна шөгінділерді ломдармен және күректермен алып тастау және плита бетінің бір бөлігін босату керек. Содан кейін тақтайшаны екіге бөліп, бөлшектеп төмен түсіреді.

Ауыр құмтас блоктарын артқы жағына сүйреп апару керек. Төменде, жағада, плитаның үзінділері нөмірленіп, біріктірілген. Содан кейін олар оны аударады. Басып шығарулар, егер бар болса, тақтаның төмен қараған жағында болады. Бірақ олар әлі де көрінбейді, өйткені құмтас сазбен жабылған.

Енді сіз сазды щеткамен және сумен өте мұқият жуып, қажетті іздерді табуыңыз керек. Табылған жерлер рельеф аз жарықта жақсырақ көрінуі үшін батып бара жатқан күн сәулесінде суретке түсірілуі керек. Қазірдің өзінде осы қысқа әңгімеден үлгілерді алу физикалық тұрғыдан ауыр жұмыс екені анық. Бірақ экспедициялардың қатал шарттары жер бетіндегі тіршілік тарихының жұмбақ бетіне үңілуге мүмкіндік алған ашушылардың ессіз толқуының орнын толтырады.

Айқын емес әлемде

Фанерозой фаунасымен жұмыс істейтін палеонтологтар көбінесе нағыз қазбалармен - қабықтармен, қабықтармен, тістермен, сүйектермен, тасталған жұмыртқалармен айналысады. Венд фаунасы кембрийге тән белсенді биоминерализация дәуіріне дейін дүниеге келген.

Бұл оғаш тіршілік иелерінің көпшілігінің қаңқасы да, қатты қабығы да, қатты қабығы да болмаған. Олардың денелері жұмсақ, көбінесе медузаға ұқсайтын және бірнеше түрі қағаз тәрізді жұқа дорсальды қалқанмен немесе түтік тәрізді хитинді қабықпен мақтана алады.

Сондықтан, вендиандық фауна мамандарымен айналысатынның бәрі цементтелген құмдағы рельефтер болып табылады, ол бір кездері із-түзсіз жоғалып кеткен желатинді денені орап алған. Сондықтан бұл тректерді түсіндірудің керемет қиындығы. Міне, бірнеше мысал ғана.

Басып шығарудың сипатты түрлерінің бірі - радиалды тіс дискілері. Бастапқыда олар медузаға ұқсас организмдердің іздері ретінде түсіндірілді, олар «цикломедуза» сияқты сәйкес атауларды алды. Бұл медузалар еркін жүзбейді, бірақ үнемі түбінде отырды (кейбір заманауи түрлер сияқты).

Бұл түсіндіру дискілердің жанында олар қауырсынға ұқсас кейбір тіршілік иелерінің іздерін таба бастағанға дейін басым болды, содан кейін мүлдем басқа сурет салынды: «цикломедуза» - бұл тіркеме дискілердің іздері. Организм келесі жолмен дамыды: дернәсіл түбіне батып кетті, оның табаны өсіп, бірте-бірте құммен жабылған.

Ал қазірдің өзінде түбінен сабақ бүйір тармақтарымен өсті, оның көмегімен жануар тамақтанды. Жаратылыс өлген кезде, дискі ізі сабақтың ізіне қарағанда жиі қалды, дегенмен соңғысы қарабайыр фауна үшін циклоптық өлшемдерге жетуі мүмкін - дискінің диаметрі шамамен 1 м болатын биіктігі 3 м-ге дейін.

Оқулықтың тағы бір мысалы - Дикинсония. Бұл тіршілік иесінің іздері тамырлы өсімдіктердің жапырақтарына ұқсайды. Мүмкін бұл зауыт шығар? Әлде саңырауқұлақ па? Әлде басқа нәрсе ме? Бұл жануар болса, оның аузы қай жерде, ал аналь қайда? Бұл жолдардың авторы біз фаунаның өкілі туралы айтып отырмыз деген гипотезаны қорғады, бірақ шамамен жиырма жыл бойы мен көптеген әріптестер тарапынан түсініспеушіліктерге қарсы тұруға тура келді.

Менің негізгі дәлелдерімнің бірі, біз бүкіл жануардың ізі ретінде қабылдайтын із шын мәнінде ішкі құрылымның элементтері «жарқырап» өтетін жұқа қағаз тәрізді қабықтан ғана қалыптасады. «. Сонымен қатар, жұмсақ тіндердің ізіне ұқсас ореол тәрізді нәрсе қырлы аймақтан асып түсетінін анық көрсететін бірнеше басып шығару бар.

Дегенмен, Дикинсонияның жануарларға тиесілі екенін бұл тіршілік иелерінің жорғалауының іздері табылып, зерттелгенде ғана дәлелдеу мүмкін болды. Қозғалыс қарынның іздері бұлыңғыррақ. Егер жолдың соңында Дикинсония өлсе, қабықтың ізі мүлдем басқаша - анық. Осылайша, бұл жануар: ол өз бетінше қозғалады, іштің бетімен төменнен бактерия түріндегі тағамды сіңіреді.

Фракталдық және симметриялылық

Отандық ғалымдар сипаттаған вендия фаунасының алғашқы үлгілерінің бірі Вендия болды. Басылым Архангельск облысындағы құдықтың өзегінен табылған. Жануардың екі жақты, екі жақты, айқын сегментациясы бар дене құрылымы болды, бұл тіпті бұл тіршілік иесін «жалаңаш трилобит» деп атауға мүмкіндік берді (нағыз трилобиттер, белгілі болғандай, кембрийде пайда болды).

Бірақ сонда да Б. М. Келлер сегменттердің сол және оң жақ бөліктері бір-біріне қарама-қарсы емес, шахмат тақтасында орналасқанын байқады. Мен «жайылымдық шағылысу симметриясы» деп атаған бұл құбылыс вендия жануарлары арасында өте кең таралған болып шықты, бұл тағы бір жұмбақ, өйткені кембрийде мұндай ештеңе байқалмайды.

Шамасы, екі жақты тіршілік иелерінің мұндай оғаш симметриясы организмнің өсуі мен дамуының кейбір ерекшеліктерімен байланысты - мүмкін, мысалы, өсімдіктерге тән және бір немесе басқа топтың кезектесіп бөлінуінен тұратын спиральды өсу деп аталатын нәрсе болған шығар. жасушалардан.

Ранкоморфтарда – цикломедуза типті қауырсын тәрізді организмдер (олар жоғарыда талқыланды) – жалт-жұлт етудің симметриясы ғана емес, сонымен қатар құрылымның фракталдығы да байқалады. Түтікшелер негізгі сабақтан тарайды, олар кейін бірдей тармақталады, ал жаңа бұтақтар қайтадан тармақталады.

Шарния - вендия фаунасының бұрыннан белгілі түрлерінің бірі. Ол қауырсын тәрізді организмдерге жатады және, ең алдымен, бекітілген өмір салтын жүргізген жануар. Шарния, сондай-ақ басқа да ұқсас формалар, сыртқы түрі бойынша теңіз түбінен өсетін папоротник бұталарына ұқсады.

Негізгі сабақтан созылған тамырлардың тармақталуы вендия фаунасына тән белгілердің бірі болып табылатын фрактальды құрылымға ие болды. Сондай-ақ Вендианның түбінен «ұстап тұрған» түтік тәрізді тіршілік иелері болды.

Вендианда сырғанау симметриясы бар екі жақты тіршілік иелерінен басқа, үш сәулелік симметриялы қызықты организмдер атап өтілді, бұл кейінгі дәуірлер үшін де тән емес. Оларға, мысалы, ізі шеңберге жазылған үш сәулелі свастикаға ұқсайтын tribrachidium (бұл үш ауыз тесігіне апаратын ас қорыту жүйесінің арналарының іздері болуы мүмкін) жатады.

Бұған вентогирлер де кіреді - бұл үш камераға негізделген ішкі қуыстарының күрделі жүйесі бар жұмыртқа тәрізді тіршілік иелері.

Алыптар үшін суық

Вендиандық фаунаның алуан түрлілігі туралы деректер бізге қаншалықты көп болса, вендия биотасының эволюциялық ағаштағы орны туралы мәселе соғұрлым өткір болады. Бұл таңғажайып су тіршілігінің ата-бабалары кімдер болды және оның ұрпақтарын кейінгі дәуірлердегі жануарлардан таба аласыз ба?

Вендиялық организмдер алғашқы көп жасушалы жануарлар болмағаны анық. Монтанадағы (АҚШ) және Австралиядағы Ұлттық мұздық саябағында 1600-1200 миллион жыл бұрын өмір сүрген көп жасушалы тіршілік иелерінің іздерінің тізбектері табылды. Кішкентай моншақтардың алқасына ұқсайтын іздер гидроидты полип түріндегі колониялық теңіз жануарынан шыққан деп есептеледі.

Бұл өмір вендиядан миллиард жыл үлкен, бірақ … көп жасушалы организмдердің, әсіресе кез келген тектік формалардың Вендианға дейінгі басқа іздері әлі табылған жоқ. Бұл, мүмкін, жануарларда көп жасушалылықтың пайда болуы бір реттік эволюциялық секіріс емес, қандай да бір стратегия болды деген ойға жетелейді. Мысалы, қазірдің өзінде жекелеген біржасушалы организмдер ретінде өмір сүретін немесе біртұтас организм ретінде әрекет ететін колонияларға жиналатын кейбір жік тәрізді қарапайымдар бар. Егер губканы електен жеке ұяшықтарға сүртсе, жасушалар қайтадан жиналуы мүмкін.

Тіпті тәжірибелер де жүргізілді, оның барысында қоршаған ортаның параметрлері (температура, тұздылық) өзгерген кезде көп жасушалы организмнің эмбрионының жасушалары ыдырап, бір жасушаға айналады. Сонымен, Монтанадан «моншақтардан» вендия фаунасына дейін көп жасушалы организмдердің үздіксіз тізбегі болмауы мүмкін, бірақ олардың арасында біржасушалы пішіндердің ұрпақтары болуы мүмкін.

Вендиялық гигантизм өз түсіндірмесін сол ортаның және сол дәуірдің ерекше табиғи жағдайында табуы мүмкін. Бұл фаунаның ең бай жерлері түбінде карбонаттар жиналмаған жерлерде кездеседі. Бұл суық су бассейндерінің қасиеті - оларда негізгі шөгінділер лай, саз және құм болып табылады.

Суық суда оттегі көп, ол үнемі араласып, қоректік органикалық заттарды түбінен шығарады. Вендиялық жануарлар бір-бірін жемейді - олар судан немесе түбінен микробөлшектерді сіңірді, бұл олардың ұзақ өмір сүруін және үлкен пішіндерге айналу мүмкіндігін қамтамасыз етті.

Дегенмен, сірә, бұл планетаның жылынуы және суық теңіздер санының азаюы вендия фаунасының жойылуына себеп болды. Кембрийде біз мүлдем басқа өмірді көреміз - атап айтқанда, оттегі мөлшері аз суда өмір сүруге бейімделген. Бірақ биоминерализация процесі белсенді түрде басталып, жануарлар күшті қаңқаларды, қабықтарды және қабықтарды ала бастады.

Қазіргі уақытта кембрий жануарларының арасында вендия фаунасының ұрпақтары бар ма деген сұраққа оң жауап беру керек, бірақ ол қызу ғылыми талқылаулардың тақырыбы болып қала береді. Атап айтқанда, бұл ұрпақтарды моллюскалар, буынаяқтылар, целентераттар арасында кездестіреміз. Кембрийде өмір сүрген, бірақ тамыры вендияда болған жануарлардың көптеген жойылған кластары бар.