Российские ученые разгадали тайну скелетной революции
Палеонтологическая экспедиция, работавшая в Хабаровском крае, сумела разгадать тайну скелетной революции, произошедшей на Земле около 545 млн лет назад. Оказалось, что в это время изменился химический состав океана, что позволило самым разным животным одновременно обзавестись твердым скелетом.
К такому выводу пришли Андрей Журавлев (биологический факультет МГУ) и Сергей Сухов (Институт геологии, геофизики и минерального сырья). Их статья, авторами которой стали также специалисты из США и Китая, опубликована в журнале Geology.
Первыми многоклеточными существами на Земле были мягкотелые эдиакарские организмы, внешне напоминающие листья. Но на рубеже эдиакара и кембрия, около 550-520 млн лет назад, всё изменилось: появляются моллюски, рыбы, известковые губки и другие существа с твердым внешним или внутренним скелетом.
Считалось, что причиной этой перемены, которая получила название «скелетной революции», стали изменения в химическом составе морской воды. Однако до сих пор данную гипотезу не удавалось проверить. Авторы статьи смогли сделать это, отправившись на реку Юдома, протекающую по Якутии и Хабаровскому краю.
По берегам Юдомы, в том месте, где в нее впадает река Мая, выходят на поверхность толщи осадочных пород, относящихся к позднему эдиакару и раннему кембрию. Чтобы понять, что происходило в это время, ученые проанализировали минеральный состав пород, а также встречающиеся в них остатки организмов.
Выяснилось, что на отметке в 545 млн лет минерал доломит (CaCO3•MgCO3) уступает месту кальциту и арагониту, минералам на основе карбоната кальция (CaCO3). В наши дни все живые существа строят свой скелет именно из них, тогда как доломит ни разу не был замечен в процессах биоминерализации, поскольку его кристаллы растут медленнее при больших затратах энергии.
На этом же рубеже, когда заканчивается доломит, в слоях породы появляются и первые скелетные организмы. До этого, когда живые существа обитали в насыщенных доломитом морях, им просто не из чего было строит себе скелеты. Однако когда в воде возросла концентрация карбона кальция, это спровоцировало скелетную революцию.
Авторы статьи считают, что химический состав океана изменился из-за увеличения содержания кислорода в поверхностном слое воды. В эдиакаре кислорода в воде было мало, что влекло за собой высокую концентрацию ионов железа - это способствовало образованию доломита. Когда же кислорода стало много, железо исчезло, и в морях наконец в большом количестве появился карбонат кальция.