Wat was lewe op aarde miljoene jare gelede?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

'n Skerp toename in die aantal biologiese spesies, wat die "Kambriese ontploffing" genoem word, het die Phanerozoic geopen - die aeon van "eksplisiete lewe". Die "geheime" lewe in die vorige era was egter ook baie uiteenlopend, wat aanleiding gegee het tot onder meer reusagtige vorms. Die ontdekking van die geheime van hierdie ongelooflike antieke fauna is moontlik gemaak deur ontdekkings wat in Rusland gemaak is.

Die eerste spore van makroskopiese meersellige wesens met sagte lyf, wat versigtig aan die Prekambrium toegeskryf kon word, is in die 1860's in die Newfoundland-streek gevind. In die 20ste eeu is betekenisvolle vondste in Namibië en Australië gemaak. Op die grondgebied van ons land is afsonderlike fossiele in die kern gevind wat uit putte (Oekraïne, Krim, Oeral) onttrek is.

Dit was klein afdrukke wat soos skyfies of koeke gelyk het, wat nie eers dadelik as afdrukke van lewende wesens herken is nie: sommige het geglo dat ons praat van spore van geologiese prosesse. Die probleem was dat dit aanvanklik nie moontlik was om die ouderdom van die rots betroubaar te bepaal nie, en sommige navorsers het die vondste aan die Kambrium, Sillurium of Ordovicium toegeskryf.

Sekerheid het eers in 1957 verskyn, toe die afdrukke van 'n wese genaamd charnia wat in Groot-Brittanje gevind is, onomwonde na die Prekambriese era gedateer is.

Dit is interessant, nie net die feit van die ontdekking van die oorblyfsels van 'n groot groep Prekambriese diere nie, maar ook die feit dat hul voorkoms en struktuur uiters ongewoon blyk te wees, asof hulle oor uitheemse lewe praat. Maar hierdie lewe, wat die Vendiese, of Ediacaran, biota genoem word, het die eerste massa-verskyning van meersellige organismes in die fossielrekord geword, wat die see meer as 600 miljoen jaar gelede bewoon het.

Die geskiedenis van die mees uitgebreide en unieke ligging van voetspore van die Vendiese fauna het in 1972 begin, toe student-leerling AV Stepanov verskeie voetspore van organismes op die Onega-skiereiland by die monding van die Syuzma-rivier (Arkhangelsk-streek) gevind het en die vonds aan die Geologiese Instituut van die ANSSSR.

’n Werknemer van die instituut, professor B. M. Keller, het die afdrukke ondersoek en hul ooreenkoms met die afdrukke van die Prekambriese fauna uit Namibië opgemerk. Kort voor lank is 'n ekspedisie na die kus van die Witsee gestuur, by die bosse van Syuzma. Dit was nie moontlik om enigiets te vind op die plek van die vondse wat deur die student gemaak is nie, maar sowat vyf kilometer teen die rivier op het die ekspedisie 'n uitloper op 'n steil wal ontmoet.

Nuwe afdrukke is op uitstaande sandsteenblokke gevind. Die volgende jaar, by die steil 15 meter lange "muur" van die ontdekkers, is 'n nuwe ekspedisie vervang, wat N. M. Chumakov en die skrywer van hierdie reëls ingesluit het.

Lê en kruip

Alles wat ons van die Vendiese fauna weet, het na ons toe gekom in die vorm van dun reliëfs op die oppervlak van die sandsteen. Daar is beide negatiewe en positiewe voorstellings van hierdie wesens.

Wend was die ryk van drie-straal-simmetrie. Tribrachidium is 'n klassieke voorbeeld van so 'n wese (foto hieronder). In die afwesigheid van natuurlike vyande (verteenwoordigers van die Vendiaanse fauna het mekaar nie opgevreet nie), het die tribrachidium vreedsaam aan die onderkant gelê, en om nie die voedingstofmikrodeeltjies wat deur die stroom van verskillende kante gebring is, te mis nie, het dit drie mondopeninge verkry. Toe, deur die drie takke van die ingewande, het kos die liggaam binnegekom.

'n Ander soort diere in Vendiaans het bestaan uit organismes met 'n bilaterale struktuur, maar anders as latere diere soos trilobiete, het die regter- en linkerdele van die liggame van Vendiaanse wesens nie perfekte simmetrie gehad nie.

Hulle is gekenmerk deur die sogenaamde weidingsrefleksie-simmetrie, wanneer opponerende "strale" oorkant mekaar geplaas word in 'n "dambord"-patroon. Die onderste foto toon 'n afdruk van die Dickinsonia-dier. In sommige organismes van hierdie tipe, byvoorbeeld in Andiva, is kefalisering duidelik sigbaar - isolasie van die kopstreek, waarskynlik met sensitiewe selle.

Beskerm deur ys en kryt

Die krans op die rivieroewer het vir ons 'n venster geword na die ondenkbaar verre verlede. Ek het vir 'n paar jaar in 'n ry daar gekom, en elke jaar het ek vir ons nuwe vondste gegee. In die lente het die smeltende ys nuwe sandplate van die kus af geskeur met afdrukke van die Vendiese era. Dit alles was die eerste keer in Rusland - in so 'n hoeveelheid, in so 'n kompleksiteit en in so 'n verskeidenheid.

Dit het gelyk asof dit na ongelooflike wetenskaplike sukses moeilik was om iets meer te verwag. Maar ons het nietemin besluit om rond te kyk: die Witsee is groot - skielik sal daar nuwe belowende liggings aan sy kus wees. Die keuse het geval op die Winterberge, wat sowat 200 km van die seeroete vanaf Syuzma geleë is. Hier was die uitlopers nie 'n stuk van 'n rivieroewer van 10-15 m hoog nie, maar afsettings van klei- en sandsteenlae met 'n oënskynlike dikte van ongeveer 120 m wat op die oppervlak uitgesteek het. Hulle het vir nog 700 die dieptes van die aarde ingegaan. m.

Die era waarin ons leef word gekenmerk deur 'n buitengewoon lae vlak van die see: 'n groot hoeveelheid water word deur poolkappe gebind. In warmer en langer tye was daar soveel water dat daar geen land tussen die huidige Swart en Wit see was nie.

Groete van voorvaders

Een van die mees belowende hipoteses het betrekking op 'n Vendiaanse dier genaamd Ausia fenestrata - slegs 2 afdrukke het daarvan gekom vanaf die kus van die Witsee (nog twee soortgelyke afdrukke is in Namibië gevind).

Fenestrata beteken "fenestreer", en inderdaad, volgens die afdrukke, is die voorkoms van hierdie dier oorspronklik herstel as 'n soort sak, waarvan die oppervlak met groot gate besaai is. Dit het soos 'n spons gelyk, maar die grootte van die gate was nie baie in ooreenstemming met hierdie hipotese nie. Later het nog 'n gedagte gekom: wat as die afdruk nie die volle voorkoms van die dier behou nie, maar net 'n deel daarvan? Die sak met "vensters" het opvallend gelyk soos die kieumandjie van chordate soos ascidians, wat aan die tunicata-tipe (manteldiere) behoort.

In Tunicats is die mandjie binne, bedek met 'n tuniekagtige dop, wat bestaan uit 'n stof soortgelyk aan sellulose. Ascidians is verwant aan lanset - primitiewe chordaatdiere wat aan die voet van die boom van alle gewerwelde diere voorkom, insluitend, natuurlik, mense.

Dus, as die hipotese aangaande die verwantskap van Ausia fenestrata met die manteldiere korrek is, beteken dit dat ons in sedimente van 550 Ma 'n evolusionêre tak wat van die Vendiese fauna na die mens gaan, betas het.

En 25 000 jaar gelede was die Russiese Vlakte bedek met ys tot op die breedtegraad van Kiëf – dit was’n groot massa wat voortdurend van bo af gevries het. En die aardkors het begin buig onder die gewig van die ys. Toe die ys weg is, het die teenoorgestelde proses begin: asof dit "spring", het die kors opwaarts begin uitbult en die bodem van die antieke oseane na die lug opgelig.

Die winterberge, waarheen ons aangekom het, groei steeds opwaarts en lig hoër en hoër lae klei en sand op wat eens op die bodem opgehoop het. En hier is wat interessant is: op sommige plekke word byna kilometer lange lae van hierdie afsettings deur kimberlietpype deurboor – ventilasiegate waardeur magma na die oppervlak ontsnap het.

Hierdie vents is gevul met gedeeltelik hersmelte, gedeeltelik veranderde antieke materie. En daarin, vreemd genoeg, is daar blokke kalksteen, wat nie in die distrik is nie. En in die blokke - fossiele met die Kambriese en Ordoviciese fauna. Waar kom dit alles vandaan?

Die antwoord het eenvoudig geblyk te wees: oor die klei-sand-strata, oor miljoene jare, het ander sedimente van die latere oseane opgehoop, maar al hierdie sedimente is daarna weggevreet, wat individuele fragmente van die kalkbodem in kimberlietpype bewaar het. Klompe kalksteen het daar geval nadat dit deur 'n vulkaniese ontploffing opgegooi is. Nadat die bodemsedimente van die Kambriese en Ordoviciese see vernietig is, het die natuur die sedimente van die Prekambriese oseaan vir ons blootgelê.

Verder, as gevolg van die feit dat hierdie neerslae vir miljoene jare deur ander gesteentes bedek is, is die antieke strata waarin klei en sandsteen afwissel baie vars: die klei het nie hul elastisiteit verloor nie, daar is geen spore van sterk vervormings nie, en daarom die Winterberge het geëindig as 'n unieke ligging met dun en duidelike afdrukke van die Vendiese fauna.

Ascidia en sy "mandjie"

Skroot as 'n instrument van kennis

Toe ons die Vendiaanse biota begin ondersoek het (terloops, die term "Vendian" is al in 1952 deur akademikus BS Sokolov voorgestel), het ons net 'n paar voorbeelde van afdrukke van hierdie geheimsinnige diere gehad. Vandag, danksy ekspedisies na die Winterberge, wat nie eers in die 1990's opgehou het nie, is 'n versameling van ongeveer 10 000 monsters in Rusland versamel, en die prioriteit in die beskrywing daarvan behoort aan Russiese paleontoloë.

Dit is 'n versameling van wêreldbelang, wat veral eksemplare van daardie diere insluit, wie se afdrukke ook in Newfoundland, die Oeral, Australië en Namibië gevind is.

Hoe werk die vingerafdruksoektog? Op die hoogte van die krans steek 'n sandsteenplaat uit. Dit is nie duidelik of daar iets op is of nie. Om uit te vind, is dit nodig om 'n paar ton sediment met koevoete en grawe te verwyder en 'n deel van die plaatoppervlak te bevry. Dan word die blad oopgeskeur en stuk vir stuk laat sak.

Swaar sandsteenblokke moet agterop gesleep word. Onder, op die oewer, word fragmente van die blad genommer en saamgevoeg. Dan draai hulle dit om. Die afdrukke, indien enige, is aan die kant van die bord wat na onder wys. Maar hulle kan steeds nie gesien word nie, aangesien die sandsteen met klei bedek is.

Nou moet jy die klei baie versigtig met 'n kwas en water afwas en die verlangde afdrukke vind. Die vondste moet in die strale van die ondergaande son gefotografeer word, sodat die reliëf beter in swak lig verskyn. Reeds uit hierdie kortverhaal is dit duidelik dat die onttrekking van monsters fisies harde werk is. Maar die strawwe toestande van die ekspedisies vergoed vir die waansinnige opgewondenheid van die ontdekkers wat 'n kans gehad het om na die geheimsinnige bladsy van die geskiedenis van lewe op Aarde te kyk.

In 'n wêreld van nie-vanselfsprekendheid

Paleontoloë wat met Phanerozoic fauna werk, hanteer dikwels werklike fossiele – skulpe, skulpe, tande, bene, gefossileerde eiers. Die Vendiese fauna is gebore voor die era van aktiewe biomineralisering wat inherent is aan die Kambrium.

Die meeste van hierdie vreemde wesens het geen geraamtes, geen harde doppe, geen harde doppe gehad nie. Hulle liggame was sag, dikwels jellievisagtig, en min spesies het met 'n papierdun dorsale skild of buisvormige chitienskede gespog.

Daarom is al waarmee Vendiese fauna-spesialiste te doen kry, reliëfs op die gesementeerde sand, wat eens die gelatienagtige liggaam omhul het, wat amper spoorloos verdwyn het. Vandaar die ongelooflike moeilikheid om hierdie snitte te interpreteer. Hier is net 'n paar voorbeelde.

Een van die kenmerkende tipes afdrukke is die sogenaamde radiale-tandskyfies. Aanvanklik is hulle geïnterpreteer as spore van jellievisagtige organismes, wat die ooreenstemmende name soos "cyclomedusa" gekry het. Daar is aanvaar dat hierdie jellievisse nie vrylik geswem het nie, maar voortdurend op die bodem gesit het (soos sommige moderne spesies).

Hierdie interpretasie het die oorhand gekry totdat hulle naby die skyfies afdrukke begin kry het van sommige wesens soortgelyk aan 'n veer, waarna 'n heeltemal ander prentjie geteken is: "cyclomedusa" is net spore van die sogenaamde aanhegtingsskyfies. Die organisme het op die volgende manier ontwikkel: die larwe het tot op die bodem gesink, sy basis het gegroei, wat geleidelik met sand bedek is.

En reeds vanaf die basis het 'n stam gegroei met sytakke, met behulp waarvan die dier gevoed het. Toe die wese dood is, het die skyfafdruk meer gereeld gebly as die stamafdruk, hoewel laasgenoemde siklopiese groottes vir primitiewe fauna kon bereik - tot 3 m hoog met 'n skyfdeursnee van ongeveer 1 m.

Nog 'n handboekvoorbeeld is Dickinsonia. Die afdrukke wat deur hierdie wese gelaat word, lyk soos die blare van geaarde plante. So miskien is dit die plant? Of 'n sampioen? Of iets anders? As dit 'n dier is, waar is sy bek dan oop, en waar is die anale? Die skrywer van hierdie reëls het die hipotese verdedig dat ons van 'n verteenwoordiger van die fauna praat, maar ek moes ongeveer twee dekades lank die misverstand van baie kollegas weerstaan.

Een van my hoofargumente het daarop neergekom dat die afdruk, wat ons geneig is om te neem vir die spoor van die hele dier, eintlik net gevorm word deur 'n dun, papieragtige dop waardeur die elemente van die interne struktuur "deurskyn". ". Terselfdertyd is daar verskeie afdrukke, wat duidelik wys dat iets soos 'n stralekrans, soortgelyk aan 'n afdruk van sagte weefsel, verby die geribde sone strek.

Dit was egter moontlik om finaal te bewys dat Dickinsonia slegs aan diere behoort wanneer die spore van kruip van hierdie wesens gevind en bestudeer is. Die spore van die bewegende maag is meer vaag. As die Dickinsonia aan die einde van die pad gesterf het, is die spoor van die dop heeltemal anders - duidelik. Dit is dus 'n dier: dit het onafhanklik beweeg en blykbaar voedsel van onder in die vorm van bakterieë deur die oppervlak van sy buik absorbeer.

Fraktale en Simmetrie Vreemdhede

Een van die eerste monsters van die Vendiese fauna wat deur huishoudelike wetenskaplikes beskryf is, was die Vendia. Die afdruk is gevind in 'n kern van 'n put in die Archangelsk-streek. Die dier het 'n bilaterale, tweesydige liggaamstruktuur met duidelike segmentering gehad, wat dit moontlik gemaak het om hierdie wese selfs "naakte trilobiet" te noem (ware trilobiete het, soos bekend, in die Kambrium verskyn).

Maar selfs dan het B. M. Keller het opgemerk dat die linker- en regterdele van die segmente nie oorkant mekaar is nie, maar as 't ware in 'n skaakbordpatroon. Hierdie verskynsel, wat ek "grazing refleksiesimmetrie" genoem het, blyk baie algemeen onder Vendiese diere te wees, wat nog 'n raaisel is, aangesien niks van die soort in die Kambrium waargeneem word nie.

Blykbaar word so 'n vreemde simmetrie van bilaterale wesens geassosieer met 'n paar eienaardighede van die groei en ontwikkeling van die organisme - miskien was daar 'n sogenaamde spiraalgroei, kenmerkend, byvoorbeeld, van plante en bestaan uit afwisselende verdeling van een of ander groep van selle.

By rankomorfe - veeragtige organismes van die cyclomedusa-tipe (hulle is hierbo bespreek) - word nie net die simmetrie van die kykweerkaatsing waargeneem nie, maar ook die fraktaliteit van die struktuur. Buise strek vanaf die hoofstam, wat dan op dieselfde manier vertak, en nuwe takke vertak weer.

Charnia is een van die lank bekende vorme van die Vendiese fauna. Dit behoort aan die sogenaamde veeragtige organismes, en is heel waarskynlik 'n dier wat 'n gehegte leefstyl gelei het. Charnia, sowel as 'n paar ander soortgelyke vorms, het in hul voorkoms gelyk soos varingbosse wat van die seebodem af gegroei het.

Die vertakking van die vaartuie wat vanaf die hoofstam gestrek het, het 'n fraktale struktuur gehad, wat een van die kenmerkende kenmerke van die Vendiese fauna is. Daar was ook buisvormige wesens in die Vendian, wat eweneens aan die onderkant "vasgehou het".

Benewens bilaterale wesens met sweefweerkaatsingsimmetrie, word interessante organismes met driestraalsimmetrie in die Vendian opgemerk, wat ook atipies is vir daaropvolgende eras. Dit sluit byvoorbeeld die tribrachidium in, waarvan die afdruk lyk soos 'n drie-straal swastika wat in 'n sirkel ingeskryf is (dit is heel waarskynlik spore van die kanale van die spysverteringstelsel wat na die drie mondopeninge lei).

Dit sluit ook ventogirusse in - dit is eiervormige wesens met 'n komplekse stelsel van interne holtes wat op drie kamers gebaseer is.

Koud vir die reuse

Hoe meer data oor die diversiteit van die Vendiese fauna die fossielrekord ons bring, hoe meer akuut is die vraag na die plek van die Vendiese biota op die evolusionêre boom. Wie was die voorouers van hierdie wonderlike waterlewe, en kan jy sy afstammelinge onder die diere van daaropvolgende eras vind?

Uiteraard was Vendiaanse organismes nie die eerste veelsellige diere nie. In die National Glacial Park in Montana (VSA) en in Australië is kettings van afdrukke van veelsellige wesens gevind wat 1600-1200 miljoen jaar gelede geleef het. Die afdrukke, wat lyk soos 'n halssnoer van klein kraletjies, is vermoedelik van 'n koloniale seedier van die hidroïede polieptipe.

Hierdie lewe is 'n biljoen jaar ouer as die Vendiaanse, maar … geen ander pre-Vendiese spore van meersellige organismes, veral enige voorvaderlike vorms, is nog gevind nie. Dit laat 'n mens dink dat die opkoms van meerselligheid by diere miskien nie 'n eenmalige evolusionêre sprong was nie, maar 'n soort strategie. Byvoorbeeld, selfs vandag is daar 'n paar flagellaat-protosoë, wat óf as aparte eensellige organismes lewe, óf in kolonies versamel wat as 'n enkele organisme optree. As die spons in individuele selle op 'n sif gevryf word, kan die selle weer bymekaar kom.

Selfs eksperimente is uitgevoer waartydens, wanneer die parameters van die omgewing (temperatuur, soutgehalte) verander het, die selle van die embrio van 'n meersellige organisme gedisintegreer en eensellig geword het. Dit is dus moontlik dat daar geen aaneenlopende afstamming van meersellige organismes van "krale" van Montana tot die Vendiaanse fauna is nie, maar generasies van eensellige vorms kan tussen hulle lê.

Vendiaanse gigantisme vind waarskynlik sy verklaring in die spesiale natuurlike toestande van daardie omgewing en daardie era. Die feit is dat die rykste plekke van hierdie fauna gevind word waar karbonate nie op die bodem opgehoop het nie. En dit is 'n eienskap van kouewaterbekkens - dit is daarin dat die hoofsedimente slik, klei en sand is.

Koue water bevat meer suurstof, dit meng voortdurend, wat die organiese voedingstowwe van die bodem af na vore bring. Vendiaanse diere het mekaar nie geëet nie – hulle het mikrodeeltjies uit die water of van die bodem af geabsorbeer, wat hulle 'n lang lewe en die vermoë gebied het om in groot vorms te ontwikkel.

Dit was egter heel waarskynlik die verwarming op die planeet en die vermindering in die aantal koue see wat die uitsterwing van die Vendiese fauna veroorsaak het. In die Kambrium sien ons 'n heeltemal ander lewe - veral aangepas om in water met 'n laer suurstofinhoud te leef. Maar die proses van biomineralisering het aktief begin, en diere het sterk geraamtes, skulpe en skulpe begin verkry.

Die vraag of daar vandag afstammelinge van die Vendiese fauna onder die Kambriese diere is, moet positief beantwoord word, hoewel dit die onderwerp van hewige wetenskaplike besprekings bly. In die besonder vind ons hierdie afstammelinge onder weekdiere, geleedpotiges, selenterate. Daar is baie uitgestorwe klasse diere wat in die Kambrium gewoon het, maar wortels in die Vendiaanse het.