Проблема «Кембрийского взрыва» в дарвиновской эволюции хорошо известна нашим читателям. Со времен самого Дарвина эволюционисты бьются над вопросом: как за один геологический миг могло возникнуть 16 или более сложных форм тела животных? Если бы теория Дарвина была верна, то где в докембрийской летописи окаменелостей найти доказательства существования предков?

Вера в (отсутствующие) окаменелости

Эволюционные палеонтологи верят в то, что отсутствующие кембрийские предки действительно существовали, поскольку, по генетическим оценкам, их происхождение относится к сотням миллионов лет до «взрыва». Они признают, что окаменелостей не хватает, но молекулярные часы, по-видимому, свидетельствуют о длительном периоде, предшествовавшем кембрийскому биоразнообразию. Возможно, когда-нибудь будут найдены окаменелости предков, которые подтвердят молекулярные часы. Возможно, предковые формы были слишком малы, чтобы проявиться, или материал, в котором они были захоронены, не был пригоден для сохранения.

Для изучения последней возможности ученые Оксфордского университета под руководством д-ра Росса П. Андерсона изучили тафономический потенциал неопротерозойских (докембрийских) отложений со всего мира. Их работа опубликована (в открытом доступе) в журнале Trends in Ecology & Evolution.¹ Оксфордские новости называют ее «самой тщательной на сегодняшний день оценкой условий сохранности, в которых, как ожидается, могут быть обнаружены самые ранние ископаемые животные».

«Например, метод "молекулярных часов" предполагает, что животные впервые появились 800 млн лет назад, в начале неопротерозойской эры (от 1000 млн лет назад до 539 млн лет назад). Этот подход использует скорость накопления мутаций в генах для определения момента времени, когда два или более видов живых существ в последний раз имели общего предка. Но хотя в породах раннего неопротерозоя встречаются ископаемые микроорганизмы, такие как бактерии и протисты, ископаемых животных не обнаружено.

Это поставило палеонтологов перед дилеммой: не переоценивает ли метод молекулярных часов момент начала эволюции животных? Или животные существовали в раннем неопротерозое, но были слишком мягкими и хрупкими, чтобы сохраниться?» (Курсив добавлен)

Группа Андерсона сначала изучила минералогию двадцати лучших кембрийских местонахождений ископаемых, таких как сланцы Берджесс. С помощью трех аналитических методов они определили, что породы типа Burgess-Shale (BST), в частности кембрийские аргиллиты, обогащены определенными глинами, которые, по-видимому, и обеспечивают их исключительную сохранность. Затем они задались вопросом, имеют ли неопротерозойские породы сходную с BST минералогию. Большинство из них не имеют такой минералогии, пришли к выводу они. Но три из них имеют: одна в Нунавуте (Канада), одна в Сибири и одна в Норвегии. Этим объектам присвоены даты 800-789 млн лет назад – тонийский период.

«Учитывая, что в условиях BST в кембрии сохраняются мелкие, мягкие и хрупкие животные, отсутствие широко распространенных ископаемых животных в неопротерозойских толщах, даже если сохранение BST имело место, говорит о реальном отсутствии животных в это время».

Угадайте результат

Предки кембрийских животных не были обнаружены в трех местах:

«Микроаналитическое изучение прямых ассоциаций глин с микрофоссилиями из трех наиболее биологически разнообразных неопротерозойских аргиллитов – ∼1000-миллионной Лахандинской группы (Сибирь, Россия) и ∼800-миллионных формаций Сванбергфьеллет (Шпицберген, Норвегия) и Винниатт (Нунавут, Канада) – позволяет предположить, что в формировании биоразнообразия в неопротерозойских аргиллитах, и ∼800-миллионнолетних формаций Сванбергфьеллет (Шпицберген, Норвегия) и Винниатт (Нунавут, Канада) роль сохранения BST под действием глин в некоторых неопротерозойских условиях была столь же значимой, как и в кембрии. В этих трех отложениях сохранились многоклеточные и нитчатые микроорганизмы, а также формы со сложными шипами/отростками, которые, по-видимому, являются более хрупкими, чем типичные сфероидальные формы с органическими стенками, распространенные в неопротерозойских сообществах. Элементное и минералогическое картирование (синхротронная инфракрасная микроспектроскопия) выявило обогащение каолинита, непосредственно прилегающего к клеточным стенкам и образующего защитные ореолы вокруг окаменелостей.

Сходство в распределении глин в окаменелостях из этих трех неопротерозойских отложений и из сланцев Берджесс позволяет предположить, что в обоих случаях глины прикреплялись к разлагающимся тканям или осаждались на них, и что условия, способствующие сохранению BST, существовали в обоих временных периодах. Разнообразие ископаемых организмов и биополимеров, сохранившихся таким образом, не обнаруживает филогенетической предрасположенности. С каолинитом связаны окаменелости из сланцев Берджесс, представляющие стволовые таксоны из различных групп (Canadia – аннелиды, Marrella и Opabinia – эуартроподы [настоящие членистоногие – прим. перев.], Ottoia – приапулиды, Pikaia – хордовые). Среди микрофоссилий, ассоциирующих с каолинитом, встречаются хлорофит, другие неопределенные эукариоты и, вероятно, цианобактерии – организмы, состоящие из разнообразных биополимеров. Однако окаменелости метазоев [многоклеточные – прим. перев.] из этих неопротерозойских отложений не обнаружены».

Их вывод: предки животных «не эволюционировали к этому времени».

Родство животных

Еще одно несоответствие может быть установлено на эдиакарский период (600-574 млн лет назад). Большинство эдиакарских местонахождений сложены песчаниками, но обладают хорошим тафономическим потенциалом, примером чего могут служить детальные окаменелости организмов Dickinsonia, Kimberella и листоподобных организмов. Животное родство этих организмов вызывает сомнения, но окаменелости доказывают, что минералогия могла сохранить кембрийских предков, если бы они существовали.

«Сравнение роли глин в сохранении кембрийских и неопротерозойских мягкотелых ископаемых наглядно показывает значение тафономических данных для обоснования отсутствия животных. Мы представили новое максимальное ограничение для животных в ∼789 млн лет (тонийский период), в то время как однозначные окаменелости из биоты Эдиакара устанавливают минимальное ограничение в ∼574 млн лет (эдиакарский период)».

Это устанавливает две опорные точки на эволюционной шкале, где минералогия и палеонтология сходятся в выводе: «Животных здесь нет, приятель». Команда Андерсона хочет продолжить изучение пластов между этими периодами, чтобы увидеть, сохраняется ли тенденция «доказательства отсутствия». Если да, то это еще больше ограничит «мягкий максимум возраста животных». В своих заключительных замечаниях они пишут:

«Древность животных остается одним из наиболее фундаментальных и в то же время трудноразрешимых вопросов биологии. Хотя ископаемые и молекулярные часы часто дают противоречивые оценки происхождения животных, более четкое понимание условий окаменения (см. раздел "Нерешенные вопросы"), в частности сохранения BST, может стать ключом к согласованию этих несопоставимых данных. Интеграция мягких максимальных границ, ограниченных тафономическими данными, в молекулярные часы открывает перспективы для создания более надежной хронологии ранней эволюции животных».

Основано на предположениях

Деликатно сказано, но вот в чем загвоздка: чтобы примирить противоречия, придется отдать молекулярные часы. Окаменелости можно взять в руки и сфотографировать. Молекулярные часы основаны на предположениях о скорости мутаций. Ископаемые должны калибровать молекулярные часы, а не наоборот.

«Это дает первое "доказательство отсутствия" и подтверждает мнение о том, что животные не эволюционировали к началу неопротерозойской эры, вопреки некоторым оценкам молекулярных часов».

Если предков животных не было 800 млн лет назад, а 574 млн лет назад в наилучших тафономических условиях их еще не было, то какова вероятность того, что они будут найдены в промежутке? По здравому размышлению, шансов мало. В противном случае эволюционистам остается только рассказывать о призраках: животные появились, но не оставили следов. Аналогичный аргумент можно привести и в отношении времени между эдиакаром и кембрием, поскольку в этом интервале ископаемые предки животных также отсутствуют. Наука должна заниматься тем, что можно наблюдать, а не тем, что необходимо для того, чтобы популярная теория не была фальсифицирована.

Разумный вывод из этой работы состоит в том, что молекулярные часы ошибочны, и в докембрийских слоях не было предков животных. Это устраняет аргумент о «длинном запа́ле» и придает бо́льшее значение Кембрийскому взрыву.