Dodano: 29 lipiec 2021r.

Odkryto skamieniałości, które mogą należeć do pierwszych zwierząt na Ziemi

Na obszarze Terytoriów Północno-Zachodnich w Kanadzie naukowcy natrafili na zagadkowe skamieniałości sprzed 890 milionów lat. Autorzy odkryć przekonują, że są to pozostałości po pradawnych gąbkach morskich. Jeśli twierdzenia te zostaną potwierdzone, znalezione struktury będą reprezentować najstarsze znane skamieniałości zwierząt na Ziemi. Co więcej, skamieniałe szczątki sugerowałyby, że zwierzęta na naszej planecie pojawiły się o około 350 milinów lat wcześniej, niż dotychczas zakładano.

Odkryto skamieniałości, które mogą należeć do pierwszych zwierząt na Ziemi

 

Większość głównych grup zwierząt – stawonogi czy mięczaki – po raz pierwszy pojawia się w zapisie kopalnym eksplozji kambryjskiej, która miała miejsce około 541 mln lat temu. Jednak opisane na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-021-03773-z) skamieniałości gąbek z północno-zachodniej Kanady mogą być starsze o 350 milionów lat, co znacznie przesuwa datę najwcześniej znanych zwierząt na Ziemi.

Nowe odkrycia rozpaliły debatę wśród paleontologów, którzy od dawna toczyli spory, kiedy po raz pierwszy wyewoluowały złożone formy życia zwierzęcego na naszej planecie.

Skamieniała gąbka sprzed 890 mln lat

Około miliarda lat temu obecnie górzysty region północno-zachodniej Kanady był pod wodą. W osadach tego prehistorycznego środowiska morskiego najprawdopodobniej zachowały się szczątki pradawnych gąbek. Ich ślady odkryła Elizabeth Turner z Laurentian University. Uczona bada skały w odległym regionie Terytoriów Północno-Zachodnich w Kanadzie od lat 80. ubiegłego wieku. Rejon ten jest trudno dostępny i można tam dotrzeć jedynie śmigłowcem.

Turner po raz pierwszy dostrzegła dziwaczne skamieliny na początku lat 90. Pocięła znalezione kawałki skały wielkości pięści na sekcje o grubości 30 mikronów, a następnie przeanalizowała ich zawartość pod mikroskopem. Niektóre próbki zawierały maleńkie, rozgałęzione struktury, które wydały się jej zbyt złożone, by mogły zostać wytworzone przez drobnoustroje. Przypominały również struktury podobne do gąbek, które widziała na znacznie młodszych rafach. Ale ani ona, ani jej koledzy nie mogli wówczas ustalić z całą pewnością, czym one są. Gąbki nie były w tamtym czasie przedmiotem jej badań, więc odłożyła te osobliwe skamieliny do późniejszego, dokładnego zbadania.

W następnych dziesięcioleciach inni badacze ustalili proces, w którym gąbki pozostawiają po sobie rozgałęziony wzór kredowego mineralnego kalcytu, który stopniowo zastępuje włóknisty szkielet stworzenia. Jak przyznała Turner, wzór wygląda identycznie jak struktury, które znalazła na swojej starożytnej rafie prawie 30 lat temu. Struktury przypominają też współczesne szkielety gąbek.

- Jeżeli spojrzysz na ciało skamieniałej gąbki przez mikroskop, to ma ono charakterystyczną mikrostrukturę, która została opisana i scharakteryzowana oraz w pełni powiązana ze szkieletem gąbek – powiedziała Turner. - I jest to identyczna struktura jak ta, którą mam w swojej kolekcji - dodała.

Pierwsze zwierzęta

Skały, w których Turner znalazła tajemnicze skamieniałości, to starożytna rafa utworzona przez bakterie fotosyntetyczne – cyjanobakterie zwane też sinicami. Ale sinice nie tworzą tak skomplikowanych wzorów, a mikroskopijne struktury nie pasują do niczego, o czym wiadomo, że jest wytwarzane przez glony lub grzyby.

Rafa została datowana za pomocą wielu metod geologicznych na około 890 milionów lat.

Paleontolodzy uważają gąbki za dobrych kandydatów do najwcześniejszej formy życia zwierzęcego. Jeśli analiza Turner jest prawidłowa, a kanadyjskie skamieliny naprawdę reprezentują starożytne gąbki, wyprzedziłyby one najstarsze znane skamieniałości gąbek o około 350 milionów lat. Byłyby też starsze niż poprzednia najstarsza znana skamielina zwierzęca – płaska istota w kształcie spodka znana jako Dickinsonia, która żyła na dnie morza prawie 600 milionów lat temu.

Naukowcy uważają, że życie na Ziemi pojawiło się około 3,7 miliarda lat temu. Najwcześniejsze zwierzęta pojawiły się znacznie później, ale kiedy dokładnie? Tego nie wiadomo. Do tej pory najstarsze, niekwestionowane skamieniałości gąbek pochodzą sprzed około 540 milionów lat.

Inni naukowcy, jak chociażby Gert Wörheide, geobiolog z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium, już wcześniej sugerowali, że gąbki mogły pojawić się około miliarda lat temu. Oceniając różnice w DNA współczesnych organizmów, a także tempo mutacji, metodą zegara molekularnego może oszacować, kiedy zwierzęta z danej grupy mogły po raz pierwszy wyewoluować. Taką metodę w swoich badaniach zastosował Wörheide i stosując to podejście często okazuje się, że organizmy pojawiły się znacznie wcześniej, niż wynika to z zapisu kopalnego.

Trudne środowisko

Ale jeśli przodkowie współczesnych gąbek naprawdę żyli 890 milionów lat temu, oznacza to, że radzili sobie z bardzo trudnymi warunkami. Miliard lat temu nie było na Ziemi dostatecznie dużo tlenu. Tlen jest niezbędny dla nas i dla zwierząt. Podczas wdechu nasze układy oddechowe przekazują cenną cząsteczkę tlenu do każdego zakątka naszego ciała, dzięki czemu nasze komórki mogą z niego korzystać do wytwarzania energii.

Rafy wytwarzane przez sinice produkowały dużo tlenu, stąd wniosek, że pradawne gąbki mogły się rozwijać w takim środowisku. Nawet gdyby gąbki nie mogły konkurować z cyjanobakteriami o miejsce na rafie, prawdopodobnie osiedliłyby się w bezpośredniej okolicy, by czerpać korzyści z produktu wytwarzanego przez sinice, czyli tlenu. Cyjanobakterie mogły również stanowić pożywienie dla gąbek, odżywiając je polisacharydami zrzucanymi ze ścian komórkowych i nasycając wodę wokół rafy pożywną zawiesiną.

- Istnieje wiele dobrych powodów, dla których gąbka mogła żyć dokładnie w środowisku, w którym znalazłam swoje okazy – powiedział Turner.

- To, co odkryła Turner, jest bardzo specyficzne dla gąbek – powiedział Joachim Reitner, profesor w Centrum Nauk o Ziemi na Uniwersytecie Georga Augusta w Getyndze, który recenzował jej badania. - Ten materiał, który nazywamy gąbką, jest złożonym związkiem białkowym i jest bardzo odporny na degradację mikrobiologiczną. Dlatego w zapisie kopalnym mamy sieci włókien pochodzących od gąbek. Ten typ sieci jest charakterystyczny dla tych stworzeń. Żadne inne organizmy tego nie robią – dodał.


 

Źródło: Science, Live Science, fot. Elizabeth Turner/ Nature