На протяжении трёх миллиардов лет Землёй правили бактерии, а затем, казалось бы, совершенно внезапно произошёл кембрийский взрыв — и в течение считанных десятков миллионов лет на сцену ворвалась многоклеточная жизнь.
Сейчас постепенно становится ясно, что этому событию в действительности предшествовала долгая и тщательная подготовка. Просто эдиакарская биота (635–540 млн лет) была в основном мягкотелой, то есть не имела таких частей, которые с лёгкостью фоссилизуются, вроде экзоскелетов из хитина, как у современных насекомых и ракообразных.
Однако образцы докембрийской «брони» всё же иногда находят, и последние на сегодня удалось обнаружить в Парагвае. Организмы, названные Corumbella werneri, были неподвижными и хищными обитателями морского дна. Они имели трубчатое тело, в котором углерод стал замещаться минералами, прежде всего кальцитом, что, впрочем, ещё не мешало экзоскелету оставаться органическим, а потому гибким.
«Трубочки» состоят из микроскопических сегментов — сросшихся многоугольных пластин. Последние имеют отверстия, порой идущие рядами, а иногда расположенные совершенно случайно. Функция «пор» пока не разгадана. Структура пластин аналогична тем, что существовали у более поздних организмов, которые могут быть связаны с некоторыми современными медузами.
Возникновение скелетов на основе кальцита можно объяснить так. Одна из гипотез гласит, что это стало результатом изменения химии океана, когда концентрация кальция быстро возросла до современного уровня. Адаптация к новым условиям заставила клетки избавляться от лишнего кальция, что привело к его накоплению. В результате естественного отбора выжили те организмы, у которых отложение кальция приводило к формированию защитного панциря.
Другое объяснение фокусируется на насущной необходимости иметь такую «броню». Распространение хищников могло спровоцировать эволюционную гонку вооружений, и существа с твёрдыми частями имели больше шансов на то, что есть их не станут.
Что интересно, тот же образец породы содержит также экземпляр клоудины, которая уже приобрела скелет из карбоната кальция. Это подтверждает вторую гипотезу, то есть предположение о том, что генезис скелета был связан с повышением давления со стороны хищников и необходимостью завоевания новых ниш, а не с геохимическими изменениями окружающей среды, взявшими низкий старт, кстати, только в кембрии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.
Подготовлено Дмитрием Целиковым по материалам Ars Technica.
Наиболее распространённые группы рыб, обитающих сегодня в океанах, озёрах и реках, возникли примерно в одно время с млекопитающими и птицами, утверждают сотрудники Йельского университета (США) и их коллеги.
Сравнительный генетический анализ свыше 200 видов рыб дал более ранние, чем ожидалось, примерные даты появления костистых рыб из класса лучепёрых: лососёвых, окунеобразных, тунцов и др.
Анализ также показал, что самыми ранними представителями современных костистых рыб были угреобразные и альбулеобразные, а не тропические пресноводные араваноидные, как полагали некоторые учёные.
«Половину позвоночных животных составляют лучепёрые рыбы, но мы мало знаем об их эволюционной истории, в отличие от других групп позвоночных: лягушек, ящериц, птиц и млекопитающих, — отмечает ведущий автор Томас Ниар. — Рыба, как правило, рассматривается как примитивное существо, но мы выяснили, что большинство современных групп возникло совсем недавно — во время так называемой второй эпохи рыб».
Эпохой рыб кличут девонский период (415–355 млн лет назад), когда развились многие разновидности — и костистые, и хрящевые (акулы, скаты и др). Считалось, что современные группы костистых рыб появилась около 150 млн лет назад. Новое исследование говорит о том, что это произошло аж вдвое раньше.
Между тем, согласно новому анализу, большинство сегодняшних групп костистых рыб возникло гораздо позже — в меловом периоде и палеоцене, то есть 120–60 млн лет назад, вместе с первыми млекопитающими и птицами. Возможно, массовое вымирание, случившееся 65 млн лет назад, освободило ниши не только для последних, как мы привыкли считать, но и для рыб.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Подготовлено Дмитрием Целиковым по материалам Йельского университета.
Существуют две наиболее известные причины события массового вымирания в конце мезозоя. Метеорит, врезавшийся в Юкатанский полуостров - и массовые извержения вулканов в Индии, случившиеся за 100 тыс. лет до этого. Однако, точно подтвердить эти гипотезы сложно, так как не удаётся найти образцы осадочных пород, образовавшиеся в нужное время, то есть охватившие все события, могущие способствовать исчезновению. К тому же камни должны содержать большое количество окаменелостей, иначе так и останется неизвестным, когда именно вымерли те или иные виды.
Томас Тобин из Университета штата Вашингтон (США) утверждает, что ему удалось обнаружить отвечающие всем требованиям экземпляры на острове Сеймур неподалёку от Антарктического полуострова.
Исследователь нашёл два слоя в горных породах, сформировавшихся в мелком море. Один из них восходит ко времени падения метеорита, а другой расположен в 40 м ниже. Оба несут останки вымерших существ. Датировка показала, что нижнее вымирание произошло примерно за 150 тыс. лет до метеорита — на пике индийских извержений. Судя по соотношению изотопов в породе, более раннему исчезновению сопутствовал рост температуры воды на 7 ˚C. Как известно, чем ближе к полюсам, тем сильнее ощущается изменение климата.
Каждый раз исчезало примерно одинаковое количество видов, но группы видов различались. Вулканы погубили обитателей морского дна, поскольку в результате глобального потепления (поначалу способствовавшего активизации биологических процессов в океане) существенно снизилась концентрация растворённого в воде кислорода. А метеорит уничтожил жителей поверхностных вод. Он же повлиял и на обитавших на суше.
Такая гипотеза, говорит о том, что в действительности в конце мелового периода произошло два вымирания — каждое в своей среде.
Горообразование в Северной Америке и эволюция динозавров
Бум возникновения новых видов динозавров, возможно, связан с появлением Скалистых гор и внутреннего моря в древней Северной Америке.
Пик разнообразия утконосых и рогатых динозавров пришёлся на кампанский ярус мелового периода (около 75 млн лет назад). Например, в геологической формации «Парк динозавров» на территории Канады обнаружено семь видов первых и пять — вторых, относящихся к этому времени. Напротив, в образовании Хелл-Крик (США) маастрихтского яруса (65 млн лет назад) найден лишь один вид утконосого динозавра и, может быть, три вида рогатых, не больше.
Терри Гейтс из Университета штата Огайо (США) и его коллеги предложили первое, по их словам, внятное объяснение этому феномену.
Известно, что экологические изменения могут серьёзно повлиять на эволюцию. Поэтому, когда в глаза исследователей бросилась активная геологическая перестройка Северной Америки, случившаяся 70–80 млн лет назад, эксперты сразу ухватились за эту идею.
В начале и середине мелового периода тектонические силы подняли западную часть территории современных Соединённых Штатов, создав огромную горную систему Севир, которая протянулась от американского юго-запада до канадской Альберты. Позже одна из тектонических плит под Северной Америкой сдвинулась и дальше на восток образовался ещё один хребет — Ларамидский. Так протекало детство нынешних Скалистых гор.
Область к востоку от Севира уходила вниз, где раскинулось мелкое Западное внутреннее море, простиравшееся от канадской Арктики до Мексиканского залива. В результате континент был разделён на три больших острова, густо заселённых динозаврами.
Западный остров, Ларамидия, разбитый на несколько частей предшественниками Скалистых гор, предлагает палеонтологам (особенно Юты) очень богатую коллекцию останков динозавров. Дело в том, что изоляция, подчёркивает г-н Гейтс, зачастую приводит к более быстрому развитию новых анатомических черт.
В конце концов продолжение континентального подъёма привело к тому, что внутреннее море исчезло, и динозавры с разных островов получили возможность встречаться и конкурировать между собой. В результате новые виды стали появляться не раз в сотню тысяч лет, как раньше, а раз в миллион.
Замечено, что сокращение разнообразия динозавров началось задолго до их резкого вымирания. Новая гипотеза говорит о том, что бум видообразования динозавров был скорее аномалией, вызванной естественными барьерами. Когда последние перестали играть важную роль, динозавры вернулись к обычному состоянию. Иными словами, то был не упадок, а восстановление статус-кво.
Возможно, описанные процессы повлияли на видообразование динозавров и на других континентах. Так, до Южной Америки могли добраться только те ящеры, которые обитали в южной части Ларамидии, а до Азии (по сухопутному мосту) — лишь жители северной области острова.
Результаты исследования опубликованы в журнале PLoS ONE.
Подготовлено Дмитрием Целиковым по материалам LiveScience.
