Новое исследование повторно анализирует бразильские окаменелости и предлагает значительную переинтерпретацию эволюции жизни на Земле. Ранее считалось, что свидетельства активности микроскопических мелких животных на морском дне произошли около 540 миллионов лет назад.
Контекст земной эволюции
Наиболее значительные планетарные изменения произошли примерно 580 миллионов лет назад в течение 35 миллионов лет, когда начали появляться животные, а глобальные организмы развивали более сложные формы и привычки. Параллельно произошли химические изменения и увеличение уровня кислорода в океанских водах, что помогает ученым проследить историю планеты.
Важным этапом этого процесса стало начало заселения морского дна микроорганизмами, похожими на червей. Эти остатки сохранились в породах, найденных во всем мире, включая такие места, как Намибия, Китай, Испания, Парагвай, Боливия и Бразилия. В Бразилии основные примеры этого периода находятся в двух районах: один связан с группой Бамбуи, охватывающей Минас-Жерайс и часть Баии, а другой находится недалеко от Корумба в штате Мату-Гросу-ду-Сул.
Новый анализ бразильских окаменелостей
Исследователи под руководством Бруно Беккера-Кербера из Гарвардского университета в США и при участии исследователя из Unesp Лукаса Уоррена провели новый анализ бразильского материала. Они обнаружили, что то, что ранее считалось доказательством сложных организмов, на самом деле представляло собой скопления бактерий и макроводорослей — гораздо более простых существ, которые населяли эти районы миллионы лет назад.
Для достижения этого вывода группа использовала новые аналитические методы и технологии, многие из которых связаны с ускорителем частиц Sirius. Результаты были опубликованы в статье «Proposed Ediacaran meiofaunal burrows from Brazil are pyritized algal/ microbial consortia» в научном журнале Gondwana Research.
Научные последствия открытия
Этот пересмотр может изменить понимание биологической эволюции. Заселение морей является поворотным моментом между геологическими периодами докембрий и кембрий. По словам Уоррена, понимание момента этой колонизации имеет решающее значение для определения этого перехода.
Палеонтологи сталкиваются с проблемой отсутствия сохранившегося генетического материала, что вынуждает их в первую очередь полагаться на морфологию, то есть на анализ формы и структуры окаменелостей. Традиционно эта работа выполнялась вручную, путем сравнения анатомических особенностей с помощью микроскопов и луп.
Пересмотр предыдущих интерпретаций
Сравнивая образцы окаменелостей, первоначально описанные в 2017 году, которые предполагали присутствие первых животных на морском дне, группа заметила несоответствия. Осадочные породы Корумбы демонстрировали волнистые следы, которые тогда интерпретировались как признаки следов беспозвоночных — явление, называемое биотурбацией. Однако команда поняла, что некоторые характеристики не соответствуют животным. Заметные различия включали сохранение клеточных структур, большие колебания диаметра нитей и отсутствие типичных следов рытья.
Эти доказательства привели к выводу, что окаменелости были не туннелями животных, а самими телами нитевидных организмов. Основываясь на толщине нитей и отсутствии сложных животных структур, исследователи определили, что это было сообщество нитевидных микроорганизмов, состоящее преимущественно из цианобактерий и водорослей. Уоррен подчеркнул, что присутствие цианобактерий в океане не ново, поскольку они населяли океан 3,5 миллиарда лет назад.
Поддержка передовой технологии
Прогресс этого исследования стал возможен благодаря использованию современных технологий, таких как микротомография, которая позволяет восстанавливать 3D-изображения без разрушения образца; петрографические слайды для микроскопического анализа состава; и сканирующая электронная микроскопия, которая обеспечивает изображения высокой четкости поверхности. Методы микротомографии проводились на линии света Могно ускорителя частиц Sirius в CNPEM в Кампинасе (СП).
Это оборудование генерирует синхротронное излучение — луч радиации сверхвысокой точности, позволяющий визуализировать внутреннюю структуру окаменелостей и идентифицировать клеточные стенки, подтверждая, что это были тела микроорганизмов, а не туннели. Анализ также использовал зум-томографию для увеличения разрешения в определенных областях.
Датирование и научный вывод
Еще одним ключевым моментом было датирование осадочных пород. Уоррен сообщил, что материал был датирован по вулканическому шлаку, что указывает на то, что, когда породы формировались 550 миллионов лет назад, вулкан отложил датируемые минералы. Это датирование указало на 544 миллиона лет, период, когда простые микроорганизмы уже колонизировали морское дно, но еще не было присутствия сложных животных.
Уоррен заключил, объяснив, что работа иллюстрирует научный метод: гипотезы проверяются с помощью доказательств, а новые технологии позволяют пересматривать устоявшиеся интерпретации, устраняя двусмысленности и предоставляя новые критерии для будущих исследований.