Автор сообщества Биореактор: биолог Никита Игнатенко
Не соответствует тематике Хабра!
Просим всех людей, кто считает, что Хабр только для для тех кто пишет статьи о программах, как например человек на скриншоте, ознакомьтесь, пожалуйста, с мнением администрации на этот счёт в комментариях под нашей статьёй о слепнях. Если Вас это не удовлетворит, то, пожалуйста, не тратьте своё время на прочтение данной статьи!
Эта статья абсолютно соответствует тематике тех хабов, в которых эта статья находится и той сложности технического материала, которую требуют от статьи данные хабы. Лучше переходите сразу к прочтению других материалов, которые соответствуют вашим потребительским предпочтениям. Открою вам истину капитана: лента Хабра настраивается так, как захотите вы! Не нравятся наши статьи, читайте хабы, где пишут исключительно по IT! Не портите себе настроения, уважайте мнение других и хорошего Вам дня! Живите дружно!
Протерозойский эон медленно подходит к концу. Ещё недавно по всей Земле царствовал криогений — эпоха долгой зимы сроком в 85 миллионов лет. Теперь наступает планетарная оттепель. Континентальные ледники дают начало рекам. Океаны, промерзавшие до дна, вновь становятся жидкими, а в атмосфере появляется кислород.
Времена безраздельного правления бактерий подходят к концу. На палеонтологическую сцену выходят новые существа. Спустя полмиллиарда лет они пошатнут человеческие представления о нормальном, и получат название «вендская биота».
Говоря о необычных организмах, мы склонны использовать язык аналогий.
Археоптерикс — это когтистая и зубатая птицеящерица:
Мамонт — как слон, только мохнатый и живёт в тундре:
Вендобионт.... Непонятно что:
Представим себе, как по дну суперокеана Панталасса медленно ползёт нечто, закрученное на манер трёхлучевой звезды.
Наиболее мелкие вендобионты получили название «эмбрионы» по аналогии с зародышами других, менее экзотичных организмов:
Немного поодаль колышется живой мешок:
Во все стороны простирается бактериальный мат, неотличимый от озёрной ряски. К нему присосалось стёганое одеяло длиной в четыре с половиной метра:
Около дикинсонии заметны несколько чарний:
Черви? Кораллы? Оболочечники? Учёные разных школ высказывали много версий, но все они ходили вокруг известных таксонов. Нужна изрядная доля авантюризма, чтобы открыто признать: в докембрийских отложениях раскопана уникальная группа живых организмов. Эволюция сыграла в жестокую игру с вендобионтами, поскольку они даже не оставили потомков. Черты их строения не встречались ни до, ни после. Говоря о вендской биоте, мы ведём речь о пасынках естественного отбора.
Каждый помнит со школы: симметрия живых организмов — это закономерность в расположении одинаковых частей тела. Если кого-то можно сложить пополам, то он двусторонне-симметричный. Обладатели сферической симметрии похожи на шар, радиальной — имеют вид морской звезды.
Представители вендской биоты здорово отличались от всего, известного нам. Их симметрия скользящего отражения напоминала закрытую молнию, портняжные стежки или косу из трёх прядей.
Живой организм постоянно решает две задачи: оптимального питания и газообмена. Обе накладывают ограничения на линейные размеры и площадь тела. Фанерозойские многоклеточные предпочли развить выросты тела. Жабры. Пищеварительный тракт. Лёгкие. Всё это — попытка упаковать побольше поверхности в малый объём. Вендобионты избрали другой путь. Они превратились в плоские ленты со вздутиями. О сложных структурах не шло никакой речи. По всей видимости, нервная система тоже была крайне примитивной, а всасывание и выделение питательных веществ происходило на клеточном уровне.
«И что? — спросит дотошный читатель. — Чем эти создания принципиально отличались от современных медуз?»
Ответ простой. Медуза — гетеротроф. Чтобы жить и расти, она должна отлавливать планктон, мелкую рыбу и плавучую органику. Подтип Стрекающих нуждается в поставках еды из внешнего мира, а вендобионты были самодостаточными.
Их желеобразные тела хорошо пропускали солнечный свет. Изнутри полые трубки были нашпигованы колониями одноклеточных водорослей. Растения плодились в безопасных условиях, а их носитель медленно поглощал излишки биомассы за счёт клеточного пищеварения. По итогу, все участники симбиоза оставались в выигрыше.
Разумеется, идиллия не могла продолжаться долго. Приближался кембрий, а вместе с ним — великое вымирание и последующий эволюционный взрыв. Безобидные вендобионты, неспособные даже к пассивной защите, едва могли противостоять зарождавшимся хищникам. Конкуренция за среду обитания стала последним ударом, подкосившим старые формы жизни.
Так мы думали раньше.
В 1990-м году палеоботаник Грегори Реталлак выступил со смелым заявлением: отдельные представители вендской биоты жили на суше.
Поначалу его тезисы вызвали нешуточную полемику, но вскоре критикам пришлось отказаться от части нападок. Дело в том, что небольшой размер и плохая окатанность в зёрнах палеопочв, где находили останки вендобионтов, могли сформироваться только на суше под воздействием ветра. На тот же факт указывали следы усыханий и растрескивания.
Если Реталлак прав, то жизнь вышла под небо гораздо раньше, чем мы привыкли думать. Похоже, некоторая доля вендобионтов попробовала стать лишайниками, хоть и не имела отношения к грибам.
Как известно, лишайники — результат симбиоза гриба и водоросли. Сотрудничество идёт на пользу всем участникам. Гриб получает дармовые углеводы, не так остро нуждаясь в органическом детрите. Водоросль находится в комфортной среде, где ей не грозит высыхание.
Палеонтологи часто находят водные формы в окружении следов ползания или качения. Находки свидетельствуют, что морские вендобионты могли быть подвижными. Если когда-нибудь выяснится, что их сухопутные кузены тоже имели возможность перемещаться в пространстве, то биологию придётся делить на «до» и «после».
Не растения, не животные и не грибы. Единственное, что мы готовы сказать об этих созданиях — они были многоклеточными и стремились занять все экологические ниши. Чужеродность вендобионтов роднит их с инопланетянами. Инопланетянами Старой Земли.
***
PS: Все тезисы, приведённые в данной статье, можно и нужно считать логическим развитием некоторых допущений. Автор не выносит своих суждений, а лишь проводит обзор некоторых гипотез, существующих в тематической литературе. Загадочность вендской биоты во многом обусловлена её слабой изученностью. Динозавры известны людям чуть ли не с античных времён, хотя понимание, чьи кости периодически находят в пустынях, начало появляться лишь в XIX веке. Вплоть до середины XX века была принята догма, что все многоклеточные организмы появились в кембрии, а раньше жили только бактерии. Странные находки докембрийских «животных» записывались в случайные артефакты или геологические феномены. По меркам науки, вендобионты открыты буквально вчера. Возможно, новые исследования прольют свет на их биологию, и тогда часть нынешних предположений окажется неактуальной.
Источники информации:
MacGabhann B. A. (2014). There is no such thing as the ‘Ediacara Biota’. Geoscience Frontiers, 5 (1): 53—62. doi:10.1016/j.gsf.2013.08.001
Малаховская Я. Е., Иванцов А. Ю. Вендские жители земли. — Архангельск: Изд-во ПИН РАН, 2003. — 48 с.
Иванцов А. Ю., Леонов М. В. Отпечатки вендских животных — уникальные палеонтологические объекты Архангельской области. — Архангельск: Дирекция ООПТ, 2008. — 96 с.
Все картинки, прикреплённые к тексту, принадлежат их авторам, и взяты из открытых источников.
Комментарии (36)
ilmarinnen
02.09.2022 19:29+6Приближался кембрий, а вместе с ним — великое вымирание и последующий эволюционный взрыв. Безобидные вендобионты, неспособные даже к пассивной защите, едва могли противостоять зарождавшимся хищникам.
Есть мнение, что «кембрийский взрыв» — это аберрация восприятия нами прошлого. То есть когда придумали это понятие, то было известно, что до какого-то времени, если смотреть на слои, «ничего не было» — вернее не находили, ибо не было кальциесодержащих остатков. (а эти остатки нам было проще искать, так как мы исторически ищем «скелетики» — потому что сами их оставляем). А потом они «резко» появились — начиная с какого-то слоя. Для подобного не обязательно вымирание или катастрофа. Просто появилось очередное эволюционное приспособление, которое оказалось весьма успешным. Всё-таки речь идёт о сотнях миллионов лет — там пара миллионов — это «сразу»- не?
Goupil
02.09.2022 19:56+5Потому кембрийский взрыв и является одной из самых больших загадок в палеонтологии. До него действительно находят нечто невразмительное, не пойми растение или животное или вообще гриб. А после сразу все типы животных, в весьма продвинутом виде - хордовые, иглокожие, членистоногие, моллюски, и книдарии. Ну странно что твердый скелет возник сразу и у всех.
И насколько помню "генетические часы" расхождения разных типов животных указывают на докембрий, но непонятно, почему это не коррелирует с ископаемыми останками.
lordleto
03.09.2022 06:50+1Возможно в этот момент был какой-то фактор, резко ускоривший мутации, например космическая радиация, или какой то локальный радиационный фон.
kometakot
03.09.2022 08:05Больше похоже на то, что кембрийский Океан был естественной песочницей для эволюционирующих организмов, таким эдемским садом. Квадрильоны особей, бесчисленно размножающихся с быстрым репродуктивным циклом, без существенных, ограничивающих размножение факторов. Квинтиллионы неточных копий генома изначального предка. Сколько копий генома, столько раз эти копии испытывались внешней средой на приспособляемость, и в итоге таким мощным брутфорсом и были отобраны все те типы живых существ, которые имели потенциал к дальнейшему развитию.
phenik
03.09.2022 07:47Ну странно что твердый скелет возник сразу и у всех.
Обычно считается, что останки исчезают из-за катастроф — вулканической деятельности, землетрясений, ударов метеоритов, и других катаклизмов, но что-то все-же остается. Но есть другой, медленный и куда более глобальный катастрофический процесс — тектоника плит. Она может просто утащить в мантию целые области, где происходило эволюционное развитие, т.е были промежуточные формы, безо всякого следа. Возможно из-за этого возникают такие лакуны в летописи ископаемых видов.
И насколько помню «генетические часы» расхождения разных типов животных указывают на докембрий, но непонятно, почему это не коррелирует с ископаемыми останками.
ra3vdx
03.09.2022 17:05Почему странно? Возможно, глобально изменился показатель pH мирового океана, что дало возможность строить нерастворимые скелеты
С чем это связано - не могу сказать. Может быть с деятельностью бактерий, может, с вулканизмом, а может, и с тем и с другим.
webdi
02.09.2022 20:17+1А что с Фанерозоем?
InBioReactor Автор
02.09.2022 20:25+1Фанерозой устал, слег и улетел в Вальгаллу (но это не точно). Но вся команда ответственная за качественные статьи ушла в новый проект с чистого листа. Пишем только о науке и научпопе. Все как и раньше, как когда-то давно. Вот ссылка на нас.
PereslavlFoto
03.09.2022 03:53+1Новому проекту будет под стать публиковаться по свободной лицензии Creative Commons Share-Alike.
Sergeant101
02.09.2022 22:41+11Спасибо автору, статья годная, гораздо интересней чем читать про "страдания" программистов в Германии.
Sergeant101
02.09.2022 23:22+2Симметрия скользящего отражения - очень характерно для растений.
Эта вендобиота напоминает мне то, чего не может быть - животных автотрофов.
Однако остаётся вопрос: если оно автотрофы, зачем им ползать?
Искать где больше света?
InBioReactor Автор
02.09.2022 23:33+1Зачем ползать, это вопрос спорный. Может и для света. Эти организмы очень странные как не крути)
phenik
03.09.2022 07:59+5Когда люди смотрят на современные виды, на функциональность их строения и поведения, то часто возмущаются — ну не могла эволюция методом проб и ошибок добиться такого. Где промежуточные формы? ошибки? тупиковые ветви? Когда что-то находят возмущаются еще больше — ну не могла эволюция создать такие странности граничащие с уродством, как они могли выживать? А сами плодят эти странности путем селекции — коров и свиней на полпути к ходячим сарделькам, домашних питомцев странных форм, размеров и поведения на полпути к паразитам, хотя и по своей воле, не имеющих никаких шансов выжить в дикой природе. Вот такие тройные стандарты)
Radisto
03.09.2022 05:05+2А есть еще одна ничем не обоснованная, но, на мой взгляд, хорошая гипотеза, что один из потомков вендобиотов - это трихоплакс
Goupil
Громкое утверждение, промерзнуть на 4-5 киллометров глубины океану затруднительно. Даже не факт, что льдами была покрыта вся планета. И кислород, насколько помню, никуда не исчезал во время криогения.
InBioReactor Автор
Встречный вопрос: откуда вы взяли глубину мелководного океана в 4-5 км?
Zoolander
"Геологи, придерживающиеся противоположной точки зрения, считают, что океанские впадины очень молодые, образовались лишь в мезозое, и с тех пор непрерывно углубляются и расширяются. Такое предположение возникло после того, как океанографическими исследованиями было установлено, что некоторые участки океанов погрузились недавно, причем не только участки, близкие к континенту (напр., глубоко погруженные вулк. конусы в Алеутской дуге с ясными следами наземной эрозии), но и удаленные от континентов части океана. Об этом свидетельствуют гайоты в ю.-з. части Тихого океана, представляющие погрузившиеся вулк. конусы, вершины которых расположены на глубине 2—3 км, а с их склонов тралами извлечены пробы с мелководной меловой фауной, указывающей на то, что в меловое время это были вулк. острова "
http://www.cnshb.ru/AKDiL/0042/base/RG/005975.shtm
Goupil
Средняя глубина океанов 3-3,5 км, и океанические впадины не формируют большую часть мирового океанического дна, ее формирует подводная котловина.
Что посреди океана может быть совсем молодая порода, да еще остатки вулканического острова со всем, что на нем поросло - ну так там срединно-океанические хребты. Они поднимаются на 2 км над котловиной, может в исключительных случаях могут доходить до поверхности воды. Например Исландия.
InBioReactor Автор
В статье говорится о современной эпохе?
Goupil
Однако есть основания предполагать что тогда, сотни миллионов лет назад, мировой океан был совсем мелкий?
Я вяжусь конкретно к фразе, что океаны промерзли до дна. Заливы, моря, особенно внутренние - может быть, но не мировой океан. Даже спутники газовых гигантов под слоем льда почти наверняка имеют жидкий океан. Он предполагается и у Плутона, а там куда темнее и холоднее.
Жизни, особенно эукариотической, надо было где-то прятаться, вмерзание в лед миллионы лет она бы не перенесла.
InBioReactor Автор
В статье нигде не сказано конкретно про мировой океан, сказано цитирую:
Нам известна гипотеза "Земля- Снежок", а там как раз упоминалось возможность замерзания до 2 км, предполагается, что именно такой глубины были многие океаны. Разумеется не все промерзало полностью, вероятно были оазисы.
Имеются основания предполагать, что Земля была снежком, однако автор статьи вконце отписал:
Goupil
И тут можно привязаться как биологу к самой фразе. Прокариоты (не только бактерии) и эукариоты не имеют прямой связи с многоклеточностью, есть почти полноценно многоклеточные прокариоты.
Сама статья прекрасная, но такая ошибки как пятна на прекрасной белоснежной блузке, немного портят впечатление.
InBioReactor Автор
Придраться можно, если бы мы это утверждали сейчас в 2к22 году 21-го века. Но написано:
Вы же не станете утверждать, что даже о археях уже знали якобы до 50, а точнее до 70 годов XX века, не говоря обо всём остальномGoupil
Тогда да, претензий нет. До Вёзе и Фокса о том, что археи это не какие-то археобактерии и мир ими буквально кишит никто не знал.
Sergeant101
Почти полноценно многоклеточные прокариоты - это как?
Я знаю про вольвокс, но это уже вроде эукариоты.
InBioReactor Автор
Актиномицеты наверное какие-нибудь
Goupil
Еще цианобактерии и некоторые другие.
InBioReactor Автор
На одной из стадий развития они образуют что-то отдалённо похожее на грибной мицелий. Однако опять же упор на это стали делать сравнительно недавно, а их систематику вообще потихоньку меняют на основе геномных данных. Я очень не уверен, что в начале XX века уже об этом задумывались на полном серьёзе.
Zoolander
по поводу промерзания "до дна" - смотрите, я не утверждаю, что так все и было, как опишу дальше
я отдаю отчет, что это гипотеза - но интересная гипотеза, описывающая интересные механики в геймплее экосистемы Земли
Речь идет о гипотезе "Земля-снежок"
В ней описывается такая механика, как уменьшение числа доступной воды за счет превращения ее в лед. Казалось бы, очевидная механика. Но нет, не настолько очевидная, чтобы мы могли вообразить, насколько вода могла превратиться в лед. По оценкам в теории "Земли-снежка" - ледяной покров мог забрать до двух километров глубины.
Вкупе с описанной другой гипотезой, которую я привел в другом комментарии, мы получаем интересную комбинацию - [возможно] более мелкие океаны + [возможно] минус два километра воды за счет льда. Огромная часть океанов действительно бы промерзла до дна.
Средняя глубина Северного ледовитого океана сегодня - 1225 метров. Ну, если бы он существовал в теоретическую эпоху "Земли-снежка", то точно бы промерз насквозь.
Goupil
Возможно. Единственно, я конечно не геолог, но насколько знаю гипотеза земли-снежка основана на факте нахождения косвенных геологических признаков ледников на низких, тропических, широтах. До сих пор ведутся дискуссии насколько это достоверные признаки.
Касательно промерзания - интересно подумать, не растапливало ли геотермальное тепло ледники у дна? Все-таки океаническая кора тонкая.
Timnet
Да и недра земли были наверное более горячими чем сейчас.
Goupil
Наверно, но не сильно. Возраст земли 4.5 миллиарда лет, великое оледенение случилось сравнительно "недавно", 650 миллионов лет назад.
Jian
Гипотеза Снежка — это хоть какое решение Парадокса Молодого Солнца.
Без Снежка — получится, что данные геологии прямо противоречат данным астрономии.
axe_chita