Едіакарська фауна

Представник едіакарської фауни Dickinsonia costata

Едіака́рська фа́уна — сукупна назва багатоклітинних морських організмів едіакарію, які є одними з найдавніших відомих багатоклітинних. З'явилися близько 680 млн. років тому та процвітали аж до початку кембрію 542 млн. років тому. В кембрійських відкладах безсумнівних залишків таких організмів не знайдено (проте не виключено, що певні рідкісні відбитки належать саме вцілілим представникам едіакарської фауни, що датуються пізнім середнім кембрієм (510 до 500 млн. р. т.).

Деякі едіакарські організми певними рисами нагадують тварин більш пізніх часів, тому існують версії, що вони були з ними близько спорідненими. Але ці припущення зараз менш популярні, ніж у минулому.

Віднести їх навіть до певного царства — Тварин, Грибів, Найпростіших чи якогось іншого — складно; має широке визнання думка, що ці організми слід виділити до окремого царства вендобіонти (Vendobionta) (раніше Vendozoa). Їх дивна форма і відсутність явної спорідненісті з пізнішими організмами схиляють до думки, що едіакарська фауна є «невдалою спробою» утворення багатоклітинного життя, а пізніше багатоклітинне життя незалежно еволюціонувало від неспоріднених одноклітинних організмів.

Історія

Першою знахідкою залишків едіакарської істоти був відбиток дископодібної Aspidella terranovica, відкрита у 1868 році. Проте, оскільки її залишки лежали нижче за геологічні пласти, у яких, як тоді вважалося, містилися перші сліди життя, пройшло чотири роки перш ніж з'явилася думка, що це можуть бути скам'янілості. Припущення канадського палеонтолога Елкана Біллінґса про те, що залишки можуть мати органічне походження, не сприйняв серйозно жоден з його сучасників. Ці пласти вважались результатом діяльності газів чи результатом конкреції (зрощення) твердих порід. Питання залишилось відкритим, оскільки на той час у всьому світі не було виявлено подібних зразків. У 1933 році щось подібне знайшов у Намібії німець Ґеорґ Ґюріх, але стійке переконання, що перші форми життя з'явилися лише у кембрії, призвело до того, що про який-небудь зв'язок з Aspidella навіть не думали. У 1946 році Реґ Спріґ помітив щось схоже на «медузи» під час дослідження Едіакарського узгір'я гірського хребта Фліндерс у Австралії. Та пласт віднесли до раннього кембрію, тому значного наукового інтересу знахідка не викликала.

Все змінилося після відкриття у 1957 р. докембрійської форми життя — листеподібної чарнії. Проте деталі таких форм життя збереглися погано через те, що усі подібні зразки знаходили на той час у пісковиках. Лише після знахідки на острові Ньюфаундленд скам'янілостей, добре збережених у вулканічній породі, вчені дістали змогу розгледіти деталі докембрійських форм життя. Таким чином, період достовірного існування на Землі багатоклітинних тварин подовжився майже на 100 мільйонів років і з'ясувалося, що цих істот неодноразово знаходили і раніше (наприклад, в Україні у 1916 році), однак визнавали за неорганічні рештки.

Термінологічна плутанина щодо назви для нововідкритої фауни породила кілька паралельних найменувань: «Едіакарська» (від назви узгір'я у південній Австралії, що у свою чергу утворене від «ідіякра», мовою місцевих аборигенів — «тут є вода») і паралельні найменування «сіньянська» (від гори Сіньян у східному Китаї) та «вендська» (запропонована російськими вченими у 1950-х роках). У 2004 р. Міжнародний союз геологічних наук затвердив основну міжнародну назву періоду — «едіакарій».

Спроба реконструкції едіакарської екосистеми

Усі численні групи багатоклітинних, що з'явилися на початку кембрію, були представлені дрібними організмами (міліметри чи перші сантиметри), едіакарська ж фауна складалася з великих чи дуже великих безхребетних розміром до півтора метрів. Серед них були як радіально-симетричні форми, називані «медузоїдами», так і двосторонньо-симетричні; одні з них (петалонами) зовні нагадують сучасні корали «морські пера», інші (як дикінсонія і сприггіна) — кільчастих червів і членистоногих. Перші дослідники едиакарської фауни вважали ці форми реальними предками сучасних кишковопорожнинних та червів і включали їх до складу відповідних типів і класів тварин. Ця точка зору має прихильників і донині («австралійська школа»). Однак більшість дослідників вважають, що подібність тут чисто зовнішня, і едіакарські організми являють собою щось зовсім особливе і не зв'язане скільки-небудь прямою спорідненістю з сучасними групами тварин.

Насамперед, едіакарські організми мають відмінний від звичних нам фанерозойських тварин план будови. Майже у всіх двосторонньо-симетричних едіакарських організмів ця сама симетрія трохи порушена; у «членистих» форм праві і ліві половинки «сегментів» зміщені одна щодо іншої, приблизно так, як у застебнутій блискавці (симетрія ковзного відображення). Зазвичай це пояснювали деформацією тіл у процесі поховання, поки М. О. Федонкін не звернув увагу на те, що порушення ці підозріло регулярні й одностайні. Він довів, що для едіакарських організмів характерний особливий план будови, складовою якого є симетрія ковзного відображення. Серед багатоклітинних тварин цей тип симетрії зустрічається вкрай рідко.

З іншого боку, Б. Раннегар установив, що у едіакарських організмів збільшення розмірів тіла в ході індивідуального розвитку організму досягається за рахунок ізометричного росту (коли всі пропорції тіла залишаються незмінними, як при простому збільшенні зображення предмета). Тим часом усім відомим багатоклітинним, включаючи найпримітивніших, таких як кишковопорожнинні і черви, притаманний не ізометричний, а алометричний ріст із закономірною зміною пропорцій тіла (наприклад, у людини у послідовності «зародок — дитина — дорослий» абсолютний розмір голови збільшується, тоді як відносний зменшується). Проти віднесення едіакарських організмів до сучасних таксонів тварин існують заперечення і більш дрібного масштабу. Під натиском цих аргументів прихильники прямої спорідненості між едіакарськими і фанерозойськими тваринами потроху відмовлялися від своєї думки, і це тривало доти, поки О. Зейлахер (йому, до речі, належить термін «вендобіонти») не запропонував принципово інше рішення цієї проблеми. Проаналізувавши особливості вендських тварин, він визначив і загальну для них рису: вони є різними варіантами широкої стрічки зі здуттями. Цей тип організації (Зейлахер назвав його «стьобана ковдра») зовсім відрізняється від усіх тих, які існують нині. Зважаючи на все, такий план будови — це особливий шлях до досягнення великих розмірів тіла саме безскелетними формами.

Зейлахер вважає, що форма тіла едіакарських організмів («стьобана ковдра») з її дуже високим відношенням поверхні до об'єму дозволяла їм поглинати з води кисень і метаболіти всією поверхнею тіла. Дійсно, у найбільших едіакарських організмів не видно рота і не зовсім ясно, чи була травна система. Живлячись через поверхню тіла (такий спосіб живлення називають осмотрофним), ці істоти не мали потреби у внутрішніх органах.

Втім, не так давно Д. В. Гражданкін і М. Б. Бурзін припустили, що тіла вендобіонтів були зовсім не товстими «стьобаними ковдрами», а тонкими гофрованими мембранами — їх за аналогією можна назвати «картонками для яєць». У поховання потрапляє, власне, не сама мембрана, а ті «куличики з піску», що виходять при засипанні її «лунок» скаламученим осадом. Ці «картонки для яєць», що мають ідеальне співвідношення об'єму і поверхні, нерухомо лежали на дні, поглинаючи з морської води розчинену в ній органіку.

Крім того, багато дослідників думають, що ці пласкі (і, скоріш за все, прозорі) істоти були буквально нашпиговані симбіотичними одноклітинними водоростями, що робило їх практично незалежними від зовнішніх джерел їжі. Їхньою сучасною екологічною подобою можуть служити так звані автотрофні тварини (підраховано, що коралові поліпи одержують до 70 відсотків їжі від водоростей-симбіонтів).

Отже, на мілководдях едіакарських морів існувала дивна екосистема з «осмотрофних тварин». Зараз відомі тисячі екземплярів різних представників едиакарської фауни, однак на жодному з них немає ушкоджень і слідів укусів. Враховуючи це, можна припустити, що у той час не існувало хижаків, та й взагалі тварин, які б харчувалися великими шматками їжі. Тому едіакарську біоту часто називають «Садом Едіакари» за аналогією з райським садом, де ніхто нікого не їв. Ситуація райського саду, як їй і належить, проіснувала недовго: наприкінці едіакарію вендобіоти зовсім вимерли, не залишивши після себе прямих нащадків. Можливо, «едіакарський експеримент» — перша в історії Землі спроба створити багатоклітинних тварин — закінчився невдачею.

Втім, із приводу долі едіакарської фауни є й інші думки. Крім двох протилежних позицій — «австралійської школи» і Зейлахера — існує і «компромісна». Її прихильники вважають, що в складі едіакарської фауни, крім власне вендобіонтів, унікальних за своєю організацією і властивих тільки цьому часу (а також, можливо, і реліктів якихось доедіакарських фаун), існували і віддалені предки деяких фанерозойських груп.

У зв'язку із цим, як не дивно, насамперед згадують хордових. Характерна для вендобіонтів (і зовсім нетипова для сучасних тварин) симетрія ковзного відображення є саме найпримітивнішого з хордових — ланцетника. При цьому один з едіакарських організмів — ярнемнія — з її торбовидним тілом і двома «сифонами» дуже нагадує асцидію — хордову тварину; до того ж виявилося, що відбитки цього організму сильно збагачені ванадієм, тим самим металом, який є основою дихального пігменту асцидій. Так що деякі дослідники не виключають, хордові ведуть свій родовід напряму від найдавніших на Землі багатоклітинних — вендобіонтів.

Існує багато інших гіпотез щодо природи і родинних зв'язків вендобіонтів. Наприклад, О. Ю. Журавльов запропонував дуже дотепну гіпотезу щодо спорідненності деяких едіакарських організмів з гігантськими (до 20 сантиметрів у діаметрі) глибоководними багатоядерними амебами-ксенофіофорами.

Питання проживання на суші

Прийнято вважати, що вендобіонти — це рештки морських багатоклітинних тварин, хоча вони не обов'язково мали спорідненість з Metazoa у вузькому сенсі, але їх порівнювали і з гігантськими найпростішими, на зразок сучасних ксенофіофорій, і з лишайниками. Остання ідея належить палеонтологу Грегорі Реталляку (Gregory Retallack) з Орегонського університету (США). Проте, в останніх дослідженнях Реталляк висунув гіпотезу про можливість проживання вендобіонтів на суші і «Sedimentology», .