Глубоко в недрах земли, в породах возрастом более полумиллиарда лет, хранятся молекулярные следы, способные переписать первые главы истории жизни. Международная команда геохимиков из Массачусетского технологического института, возможно, разгадала одну из главных загадок эволюции — кем были самые первые животные на нашей планете.
Согласно их исследованию, опубликованному в PNAS, царство животных могло начаться с примитивных морских губок. Их мягкие тела не оставили традиционных окаменелостей, но сохранились в виде химических отпечатков, пишет Tech Explorist.
Ученые обнаружили в древних породах из Омана, Индии и Сибири уникальные органические молекулы — стераны. Эти соединения — геологическое «эхо» стеролов, которые входят в состав клеточных мембран всех сложных организмов, то есть эукариот. У людей, к примеру, эту роль выполняет холестерин, который содержит 27 атомов углерода. У растений есть фитостерины. Однако в образцах возрастом 541 млн лет исследователи нашли нечто необычное — стераны с 30 и 31 атомом углерода.
«Вы не можете быть эукариотом, если у вас нет стеролов в мембранах. Это их молекулярная визитная карточка», — поясняет один из авторов работы.
От современных губок к древним породам
Чтобы доказать, что эти редкие молекулы принадлежали именно древним губкам, ученые провели научное расследование по трем независимым направлениям. Выснилось, что ныне живущие морские губки-демоспондж производят C31-стеролы.
Химики создали в пробирке несколько вариантов C31-стеролов и подвергли их воздействию высоких температур и давления, имитируя геологические процессы. Только два из восьми синтезированных соединений совпали с образцами из древних пород, что исключило их небиологическое происхождение.
Кроме того, уникальные стераны были найдены в нескольких географически удаленных точках, но в породах одного и того же эдиакарского периода. «Это три независимые линии доказательств, которые сошлись в одной точке», — отмечают исследователи.
Эволюция до «кембрийского взрыва»
Открытие отодвигает момент появления животных вглубь времен, в эдиакарский период, который предшествовал знаменитому «кембрийскому взрыву» — внезапному появлению в палеонтологической летописи множества сложных существ с твердыми скелетами. Оказывается, за миллионы лет до этого океан уже населяли мягкотелые, но биологически сложные организмы — губки. Они неспешно фильтровали воду, и их доминирующая роль в экосистемах древней Земли теперь зафиксирована на молекулярном уровне.
«Мы не знаем точно, как они выглядели, но они жили в океане. У них не было кремниевого скелета, и они, вероятно, были похожи на своих современных мягкотелых родственников», — говорит профессор Роджер Саммонс.
Подтвердив надежность стеранов как биомаркеров, ученые планируют продолжить поиски в других древних породах по всему миру. Их цель — точно определить, когда именно появились первые животные и как происходило становление самых ранних экосистем. Это исследование показывает, что история жизни написана не только в костях и раковинах, но и в самой химии камня, и мы только учимся ее читать.
Оставить комментарий