Скелеты в докембрийском шкафу

Кембрийский взрыв ознаменовал крупнейшее событие в истории жизни около 540 миллионов лет назад, когда почти все основные типы животного царства появились в результате внезапного эволюционного скачка. Одним из драйверов этой быстрой диверсификации, вероятно, стало появление животных со скелетами всего за 10 миллионов лет до этого. Исследователи изучают эти первые скелеты, чтобы лучше понять, что привело к их развитию.

Самые ранние минеральные скелеты были обнаружены в 1970-х годах. Большинство этих ископаемых — трубки (например, вложенные конусы Cloudina), которые могли быть домом для червеобразных или кораллоподобных организмов. Группа Шухая Сяо из Технологического университета Вирджинии изучает так называемую биоту Гаоцзяшань формации Дэнъин на юге Китая, возраст которой составляет 541–551 миллион лет. Это место уникально, поскольку окаменелости найдены в нескольких различных типах пород, что даёт несколько «окон» на их сохранность.

Трубчатые окаменелости в образцах Сяо имеют длину несколько миллиметров и диаметр около одного миллиметра. Исследователи полагают, что исходные скелеты содержали карбонат кальция. Важно определить, какая именно кристаллическая форма (кальцит или арагонит) использовалась, так как это ключ к идентификации организма. По словам Сюзанны Портер из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, нет доказательств, что эти первые создатели скелетов дожили до кембрия или передали свои навыки потомкам. Биоминерализация была «изобретена заново» позже.

Господствующая точка зрения гласит, что биоминерализация была частью эволюционной гонки вооружений, движимой хищничеством. Одно из первых её свидетельств — просверленные отверстия в трубчатых скелетах из той же формации Дэнъин, вероятно, оставленные хищником. Сяо и его коллеги ищут дополнительные доказательства этой гипотезы.

Появление скелетов в позднем докембрии (эдиакарский период) зажгло фитиль Кембрийского взрыва. Биоминерализация открыла новые эволюционные возможности, позволив животным увеличиться в размерах и усложнить морфологию. Как отмечает Портер, первые скелеты ознаменовали новую страницу не только в биологии, но и в геологии, поскольку животные начали активно влиять на циклы углерода, кальция и кремния в биосфере.