Первые сложные существа: мир до животных

Что за необычные мягкотелые организмы появятся на морском дне в эдиакарском периоде — странные листья до живых существ?

Что, если первые крупные существа на Земле выглядели не как рыбы, черви или медузы, а как мягкие листья, стёганые коврики и отпечатки перьев на морском дне? Именно такой странный мир появляется после глобальных оледенений, о которых мы говорили в прошлый раз. Примерно от шестисот тридцати пяти до пятисот тридцати девяти миллионов лет назад длился эдиакарский период — время, когда жизнь впервые стала заметной не только под микроскопом.

До этого миллиарды лет главными хозяевами планеты были микробы. Они строили тонкие плёнки на дне морей, меняли химический состав воды и атмосферы, выделяли кислород и переживали тяжёлые похолодания. После криогения Земля стала другой: в океаны попадало больше растворённых веществ, менялись круговороты углерода, фосфора и кислорода. Сложная жизнь не возникла мгновенно, но условия для крупных тел явно стали благоприятнее.

Эдиакарские организмы удивляют тем, что почти все они были мягкотелыми. У них не было костей, панцирей или прочных раковин, поэтому сохраниться в породах им было трудно. И всё же они сохранились — чаще как отпечатки на древнем морском дне. Будто мягкую рельефную форму прижали к песку, а потом след быстро накрыл новый слой осадка.

Представьте неглубокое море без рыб, крабов и морских звёзд. Дно покрыто микробными матами — плотными живыми плёнками, похожими на скользкий ковёр. На этом ковре лежат или растут неподвижные существа: одни напоминают овальные простёганные подушки, другие — ветвящиеся перья, третьи — круглые диски. Это не похоже на привычный зоопарк, потому что привычного зоопарка ещё нет.

Некоторые формы получили известные названия, например дикинсония или чарния. Но название не решает главный вопрос: кем они были? Одни могли быть ранними животными или их близкими родственниками, другие — водорослями, колониями клеток или исчезнувшими ветвями жизни. Учёные спорят не из-за полного отсутствия данных, а потому, что эти существа устроены иначе, чем большинство организмов, знакомых нам сегодня.

У многих из них не видно рта, кишечника, глаз, конечностей или следов активной охоты. Возможно, часть таких организмов питалась веществами, растворёнными в воде, или жила в тесной связи с микробами. Большая площадь поверхности помогала обмениваться веществами с окружающей водой. Тонкий лист или разветвлённая пластина в этом смысле похожи на радиатор: чем больше поверхность, тем легче отдавать и принимать.

Но эдиакарский мир не был полностью неподвижным. Ближе к концу периода появляются следы перемещения по дну и возможного соскабливания микробных матов. Один из известных примеров — кимберелла: её часто обсуждают как существо, которое могло ползать и питаться с поверхности дна. Если это верно, перед нами уже намёк на будущий мир животных, где важны движение, поиск пищи и взаимодействие с соседями.

Почему сложные тела вообще стали возможны? Один важный фактор — кислород: крупному многоклеточному организму нужно снабжать клетки энергией, а кислородное дыхание даёт для этого большие возможности. Но одного кислорода мало. Нужны гены, управляющие развитием тела, разделение клеток на разные роли, подходящая экология и достаточно стабильная среда, чтобы такие эксперименты не обрывались сразу.

Эдиакарий можно представить как лабораторию природы. Жизнь пробовала разные варианты: плоские тела, ветвящиеся тела, неподвижное существование, медленное движение, питание через поверхность или с микробного ковра. Не все эти варианты стали предками современных животных. Многие, вероятно, были эволюционными тупиками — не ошибками, а ветвями, которые когда-то процветали, но не дожили до нашего времени.

К концу эдиакарского периода этот странный сад начал исчезать. Причины, скорее всего, были смешанными: менялась химия океанов, появлялись более активные животные, усиливалось рытьё дна, возникали новые пищевые связи. Микробные маты, на которых держался прежний образ жизни, разрушались. Мир становился более подвижным и более жёстким.

Итог такой: до привычных животных Земля уже знала крупную и сложную жизнь, но она была мягкой, необычной и во многом загадочной. Эдиакарские организмы показывают не готовую репетицию современного мира, а набор древних экспериментов. Из этого моря вскоре вырастет кембрийский взрыв, но эдиакарий напоминает: эволюция не идёт по прямой, она пробует и иногда оставляет после себя только тихий отпечаток в камне.