Могли ли эдиакарские ископаемые жить на суше?

Рис. 1. Отпечаток Dickinsonia Sprigg, 1947 — типичного представителя вендобионтов из красноцветных песчаников эдиакарской пачки в Южной Австралии. Фото José Antonio Gámez Vintaned

О том, кто же такие вендобионты — загадочные гигантские ископаемые организмы, существовавшие в конце эдиакарского периода (580–542 млн лет назад), — ведутся непрекращающиеся споры, но до сих пор никто не сомневался в их морском происхождении. И вот американский палеонтолог Грегори Реталляк из Орегонского университета высказал мнение, что вендобионты жили не в морской среде, а на суше.

Вендобионты по-прежнему служат хорошим предлогом для выдвижения самых неожиданных гипотез. Общими признаками вендобионтов являются отсутствие конечностей и пищеварительных органов, асимметричное расположение правых и левых сегментов и наличие ветвящейся трубчатой системы, пронизывающей все тело (рис. 1). Принято считать, что это остатки морских многоклеточных животных, хотя не обязательно имевших родство с Metazoa в узком смысле, но их сравнивали и с гигантскими простейшими, вроде современных ксенофиофорий, и с лишайниками. Последняя идея принадлежит палеонтологу Грегори Реталляку (Gregory Retallack) из Орегонского университета (США). И вот теперь Реталляк заявляет на страницах журналов Nature и Sedimentology, что вендобионты вообще обитали на суше.

По мнению Реталляка, всё с самого начала пошло не так: когда Реджиналд Спригг (Reginald Sprigg) открыл отпечатки организмов на Эдиакарских холмах в Южной Австралии, то неверно посчитал большинство из них остатками медуз, а слои, где они были найдены, — морскими отложениями. Знаменитый исследователь Антарктиды, геолог Дуглас Моусон (Douglas Mawson), описавший эдиакарские красноцветные песчаники, кстати сказать, считал их наземным комплексом отложений. Этот комплекс осадочных пород теперь называется эдиакарской пачкой (рис. 2).

Переизучив эдиакарскую пачку, Реталляк сделал вывод, что в ней присутствуют несколько уровней с палеопочвами. Признаками палеопочв служат деформации, которые могли происходить именно в рассыпчатом осадке; мелкая размерность и плохая окатанность зёрен, характерные для отложений, образовавшихся на суше под действием ветра; необычайная обогащённость этих горизонтов лёгкими изотопами углерода и кислорода, кривые распределения которых к тому же имеют сопряжённую форму; песчаные слепки кристаллов гипса. В песчаниках эдиакарской пачки много полевого шпата, а красноцветные аргиллиты содержат карбонатные стяжения, которые не должны были бы в них присутствовать, если бы эти породы испытали позднее меловое или третичное выветривание. Бугорчатая поверхность эдиакарских слоёв с трещинами усыхания, скорее, могла появиться в аридных условиях пустынь, в том числе арктического типа, чем на морском мелководье или в лагуне.

Рис. 2. Карта (а) и обобщенный разрез (b) нагорья Флиндерс в Южной Австралии, где распространена эдиакарская пачка. Изопахиты показывают палеорельеф, на который ложится эдиакарская пачка. На разрезе выделены красноцветы. Значками показаны уровни находок наиболее важных ископаемых органических остатков: археоциаты (бесспикульные обызвествлённые губки), трилобиты, строматолиты (тонкослоистые бактериальные отложения), акритархи (фитопланктон), вендобионты. Рисунок из приложения к обсуждаемой статье в Nature

Сами эдиакарские ископаемые при этом выглядят как отпечатки организмов, которые развивались непосредственно в почвенном слое. Некоторые из них — Phyllozoon hanseni и Aulozoon sp. — очень напоминают «окошечные» лишайники, характерные для пустынных почв. В петрографических шлифах видно, что ветвящиеся трубчатые структуры эдиакарских организмов уходят глубоко в палеопочву, подобно цианобактериальным нитям, гифам грибов или ризоидам лишайников (рис. 3). И всё это очень напоминает захоронения остатков организмов в палеопочвах последующих эпох — фанерозоя.

Рис. 3. Палеопочвы эдиакарской пачки: (а) подошва слоя песчаников с отпечатками организмов, истёртыми дисковидными отпечатками (обведены кружками) и трещинами усыхания; (b) уровни развития палепочв, которым даны названия; (с, d) вертикальные петрографические сечения, показывающие нижнюю поверхность Dickinsonia; (е–g) другие ископаемые организмы и перекрывающие его косослоистый песчаник. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Среди палеопочвенного комплекса организмов встречаются такие характерные вендобионты как Charniodiscus arboreus, Dickinsonia costata, Praecambridium sigillum, Spriggina floundersi, Tribrachidium heraldicum и другие. Причём их обилие, разнообразие и индивидуальные размеры возрастают в более зрелых палеопочвах с низкой засолённостью и высоким содержанием биогенных веществ. Поскольку в современных пустынях, таких как Синай и Негев, загипсованность почвы усиливается с её возрастом, то неудивительно, что отпечатки самых крупных дикинсоний приурочены к палеопочвам с наиболее высоким содержанием гипса (до 10%). Наиболее близким аналогом эдиакарских палеопочв могут служить почвы, развивающиеся сейчас на прибрежной равнине Каспийского моря в районе Атырау (Казахстан), где среднегодовые температуры составляют 8 C, а количество осадков — 160 мм в год. Свидетельством низких температур во время формирования эдиакарских палеопочв являются дропстоуны (галька и валуны, выпавшие из тающих айсбергов) в одновозрастной формации Билли-Спрингс (Billy Springs).

Всё это подтверждает, что эдиакарские организмы в большинстве своём были наземными лишайниками или другими симбиотическими консорциями и колониями бактерий; ископаемые следы, подобные Archaeonassa, были проложены наземными моллюсками, червями или даже слизевиками. А Radulichnus, который и название своё получил за сходство с царапинами, оставленными радулой моллюска, по мнению Реталляка, представляет собой вовсе не царапины, а отпечатки игольчатых кристаллов льда... (рис. 4)

Рис. 4. Реконструкция палеоусловий формирования эдиакарской пачки. Вверху даны разрезы палеопочвенных профилей, слева направо: Warrutu, Muru и Yaldati — с отпечатками игольчатых кристаллов льда и почвенными корками органического происхождения, Wadni — с полигональными трещинами, Inga — с трещинами и почвенными корками. Рисунок из приложения к обсуждаемой статье в Nature

Столь радикальное изменение взглядов на природу вендобионтов, разумеется, не могло не вызвать яростной полемики на страницах тех же журналов. Палеонтолог Шухай Сяо (Shuhai Xiao) из Политехнического университета Виргинии в заметке «Взбаламучивая воды» (Muddying the waters) заявил, что не стоит злоупотреблять термином «почвы» для обозначения образований, появившихся задолго до наземных растений с их корневой системой. Цветовые вариации слоёв зависят от состава минералов, а отнюдь не от времени, когда они подверглись выветриванию; гипс и карбонатные стяжения — обычные для нормальных морских отложений образования, а облегчённый изотопный состав вполне объясняется более поздними изменениями осадка, связанными с его литификацией. А главное — многие отпечатки эдиакарских организмов можно найти на поверхности осадка со знаками волновой ряби или со следами их волочения течениями, то есть, опять же, сформировавшегося в водной среде (рис. 5). В довершение всего, эдиакарские организмы обнаружены по всему миру в морских отложениях самого разного типа — от известняков до чёрных сланцев. И вряд ли лишайники, даже эдиакарские, могли ползать, а Dickinsonia могла.

Рис. 5. Отпечатки Dickinsonia на поверхности эдиакарского слоя со знаками волновой ряби. Рисунок из критической заметки Shuhai Xiao Muddying the waters к обсуждаемой статье в Nature

Седиментолог Пол Нот из Университета штата Аризона был не столь категоричен, но отметил, что Грегори Реталляк не смог привести ни одного серьёзного седиментологического свидетельства в пользу наличия эдиакарских палеопочв. Тем не менее,его идеи ещё раз заставляют задуматься о необычной природе эдиакарских организмов и, возможно, той среды, в которой они существовали. И почему бы некоторым из них не жить на суше?

Палеонтологи Ричард Коллоу (Richard Callow) из Абердинского университета, Мартин Бразье (Martin Brasier) из Оксфордского университета и Данкан Макилрой (Duncan McIlroy) из Мемориального университета Ньюфаундленда, изучавшие разрезы Южной Австралии, отметили, что эдиакарская пачка представляет собой целый комплекс разнообразных морских отложений, от очень мелководных до достаточно глубоководных. И хотя отдельные слои эдиакарской пачки могли сформироваться вне морских условий, та часть пачки, которая содержит ископаемые остатки, имеет именно морское происхождение.

Источники:

1) Gregory J. Retallack. Ediacaran life on land // Nature. 2013. V. 493. P. 89–92.
2) Gregory J. Retallack. Were the Ediacaran siliciclastics of South Australia coastal or deep marine? // Sedimentology. 2012. V. 59. P. 1208–1236.
3) Shuhai Xiao. Mudding the waters // Nature. 2013. V. 493. P. 28–29.
4) L. Paul Knauth. Not all at sea // Nature. 2013. V. 493. P. 92.
5) Richard H. T. Callow, Martin D. Brasier, Duncan McIlroy. Discussion: «Were the Ediacaran siliciclastics of South Australia coastal or marine?» by Retallack et al., Sedimentology, 59, 1208–1236 // Sedimentology. 2013. V. 60. P. 624–627. Doi:10.1111/j.1365–3091.2012.01363.x.

Андрей Журавлёв