Долгое время палеонтологи считали, что выход жизни из океана на сушу произошел через некоторое время после Кембрия — в Силурийском и Девонском периодах, около 428–359 миллионов лет назад. Именно тогда появились первые растения, паукообразные и позвоночные, способные дышать воздухом. Но кембрийский период (539–487 миллионов лет назад), известный «кембрийским взрывом» — резким ростом биоразнообразия, когда возникли основные группы живых существ, включая предков современных червей, моллюсков и членистоногих, — оставался эпохой, в которой живые существа якобы были «запертыми» в океане.
Главным аргументом в пользу гипотезы «запертой» в океане жизни служили условия, в которых находили окаменелости. Почти все находки кембрийского периода обнаруживали в отложениях глубоководных районов. Например, знаменитые сланцы Бёрджес в Канаде — богатейшее в мире место палеонтологических находок, — сохранили мягкотелых существ, обитавших у подножия подводных скал. Это породило мнение о том, что первые живые существа не покидали морских глубин.
В 1999 году исследователи собрали образцы осадочных пород из формации Пика в канадском национальном парке Джаспер. Два десятилетия камни пылились в лабораториях, пока команда британских палеонтологов под руководством Джованни Муссини (Giovanni Mussini) из Кембриджского университета не решила их пересмотреть. Оказалось, что породы возрастом 498 миллионов лет сохранили следы древних илистых отмелей, которые периодически пересыхали под солнцем.
Статья по теме: Новая находка из Китая оспорит титул древнейшей птицы
Слои сланцев содержали трещины усыхания — узоры, которые образуются, когда грязь высыхает под солнцем. Это прямое доказательство, что участок древнего мелководья периодически оказывался на воздухе.
Но еще важнее оказалось то, что в этих же слоях нашли окаменелости. Среди них — останки кольчатых червей (предки современных дождевых червей), приапулидов (морские черви с зубастой глоткой) и фрагменты существ, похожих на Wiwaxia — «слизней» с броней из шипов и пластин.
Все перечисленные организмы типичны для кембрийских отложений, но ранее их находили только в глубоководных зонах. Теперь же ученые получили свидетельства, что эти существа выходили на границу воды и суши, что требовало от них физиологических изменений, позволяющих выживать в экстремальных условиях.
«Им пришлось адаптироваться к перепадам температур, высыханию и УФ-излучению. Это требовало физиологических механизмов, которые мы раньше не связывали с такими древними существами», — объяснила Сяоя Ма (Xiaoya Ma) из Эксетерского университета, один из авторов похожего исследования.
В 2022 году команда Ма изучила Маотяньшаньские сланцы — еще одну кембрийскую экосистему, сохранившуюся в дельте древней реки. Но там организмы жили под водой постоянно. Формация Пика стала первым свидетельством, что часть фауны Кембрия могла переживать кратковременные «выходы» на сушу.
Раньше ученые предполагали, что живые существа начали осваивать сушу только после появления растений, которые стабилизировали почву и создали пищевую базу. Но открытие в формации Пика показало, что даже без наземной флоры некоторые виды экспериментировали с выходом из воды.
Статья по теме: Ученые нашли капли воды возрастом 600 миллионов лет. Открытие приблизит к разгадке тайн «кислородного взрыва»
Еще один ключевой вопрос — происхождение найденных существ. Если эдиакарские организмы (635–539 миллионов лет назад) действительно были их предками, как предполагается, то способность переносить «климатический стресс» могла развиться раньше Кембрия. Например, Auroralumina attenboroughii — организм, похожий на медузу, найденный в эдиакарских отложениях Англии, — вероятно, обитал на мелководье. Значит, эксперименты с переходом между водой и сушей могли начаться еще до «кембрийского взрыва». Однако доказательств в поддержку этой гипотезы у палеонтологов практически нет.
Открытие в формации Пика ставит новые вопросы перед палеонтологами: Как часто организмы покидали воду в ту эпоху? Насколько далеко заходили? И главное — зачем? Возможно, их привлекали бактериальные маты на илистых отмелях или так они спасались от хищников. Но ясно одно — это открытие не просто новая глава в учебниках палеонтологии, а напоминание о том, что эволюция часто опережает ожидания ученых.
Результаты исследования представлены в журнале Palaeontology.