Это кембрийское членистоногое Waptia fieldensis из знаменитых сланцев Берджесс. Однако сегодня мы рассмотрим не конкретное ископаемое или группу организмов, а исключительный способ сохранения окаменелостей некоторых из древнейших известных животных кембрия и недавно изменившуюся интерпретацию того, как формировались эти ископаемые слои. Палеонтологи обычно предполагали и утверждали, что идеальная и полная сохранность, особенно нежных мягкотелых организмов, предполагает мягкое осаждение in situ (с лат. «в исходном месте» – прим перев.) без значительного переноса, который непременно повредил бы эти хрупкие тела.

Это мнение было опровергнуто экспериментальными исследованиями, которые показали, что такие организмы могут оставаться совершенно неповрежденными даже при переносе на расстояние более 20 км в турбулентных потоках осадочных пород (Bath Enright et al. 2017).¹ Но как это относится к реальным палеонтологическим сайтам, особенно к важнейшим источникам изысканно сохранившихся окаменелостей первых животных, появившихся в результате Кембрийского взрыва? Два новых исследования пересмотрели мои взгляды на два ключевых местонахождения – сланцы Берджесс и сланцы Эму-Бей.

Сланцы Берджесс

Сланцы Берджесс, всемирно известное местонахождение окаменелостей в Канадских Скалистых горах, представляет собой одно из наиболее полных источников информации о Кембрийском взрыве, периода около 508 млн лет назад, когда в ископаемом состоянии впервые появилось удивительное разнообразие сложных форм жизни. Открытая в 1909 году палеонтологом Чарльзом Дулиттлом Уолкоттом, сланцевая порода Берджесс является исключительной не только по обилию окаменелостей, но и по необычайной сохранности мягкотелых организмов, которые обычно отсутствуют в ископаемом материале.

Эта сохранность включает в себя мелкие детали тканей и придатков, запечатлевая сложные анатомические особенности, которые освещают раннюю историю животных. Научные объяснения этой уникальной сохранности сосредоточены на тафономии – процессах, которые происходили с этими организмами от момента смерти до их окаменения, подчеркивая роль быстрого захоронения и аноксических условий.

Согласно преобладающей тафономической модели, организмы в сланцах Берджесс были быстро погребены подводными оползнями или турбидитами, которые были обычны для глубоководных морских сред, где обитали эти существа. Эти оползни погребли организмы в мелкозернистой, богатой глиной матрице, изолировав их от падальщиков и разложения. Кроме того, в толще воды над местом захоронения, вероятно, было мало кислорода, что создавало аноксические или дизоксические условия, препятствовавшие бактериальному разложению.

Отсутствие кислорода в сочетании с быстрым захоронением позволило мягким тканям этих животных сохраниться в мельчайших деталях. Со временем происходило минеральное замещение органических материалов, в частности, через углеродные пленки, которые сохраняли тонкие анатомические особенности. В некоторых случаях происходило замещение других минералов, стабилизировавших структуры достаточно долго для того, чтобы они окаменели.

Дальнейшие исследования подчеркивали точные геохимические и седиментологические условия, которые позволили сохранить этот уникальный объект. Изучение минералогии глины и концентрации следовых металлов в сланцах Берджесс позволило предположить, что специфические химические взаимодействия в осадочных породах препятствовали разложению, возможно, создавая среду, токсичную для разлагающих микробов. В результате сланцы Берджесс представляют собой не только ключевой снимок кембрийской жизни, но и выдающийся пример той роли, которую играют тафономические процессы в определении того, что мы видим в ископаемом состоянии.

Таким образом, даже традиционная точка зрения рассматривала ископаемое скопление из сланцев Берджесс как результат катастрофического быстрого захоронения. Однако, по мнению Bath Enright et al. 2017, «исключительная сохранность организмов в отложениях используется для утверждения, что перенос этих животных должен был быть минимальным», в чем авторы сомневаются на основании проведенных ими экспериментов. В более позднем последующем исследовании (Bath Enright et al. 2021)² те же авторы проверили это с помощью экспериментов по созданию аналоговых потоков и показали, что перенос многощетинковых червей, или полихет на десятки километров не вызывает значительных повреждений.

Они пришли к выводу, что «организмы из сланца Берджесс в классическом сайте Walcott Quarry могли подвергнуться значительной транспортировке и могут представлять собой объединение более чем одного сообщества». Соавтор исследования доктор Ник Минтер в пресс-релизе Портсмутского университета (2021 г.)⁶ отметил, что «этот результат может удивить ученых или заставить их более осторожно подходить к интерпретации ранних морских экосистем полумиллиардной давности». Разумеется, этот результат также имеет важные последствия для нашего понимания более 40 известных местонахождений консервации типа Берджесс-Шейл (Burgess-Shale-Type, BST).

Сланцы Эму-Бей

Еще одно местонахождение BST – сланцы Эму-Бей, расположенные на острове Кенгуру в Южной Австралии. Это одно из самых значительных мест залегания кембрийских окаменелостей за пределами Северной Америки, дающее ценные сведения о Кембрийском взрыве, особенно в отношении разнообразия членистоногих. Как и сланцы Берджесс, сланцы Эму-Бей отличаются исключительной сохранностью мягких тканей в окаменелостях, включая глаза, пищеварительные тракты и нежные придатки, которые дают детальное представление об анатомии ранних животных. Датируемый примерно 514 млн лет назад, он сохранил разнообразные кембрийские формы жизни, особенно трилобитов и аномалокаридид, которые сохранились с высокой точностью, показывая тонкие структуры, которые обычно не окаменевают.

Научные взгляды на тафономию сланца Эму-Бей объясняют его сохранность быстрым захоронением и местными условиями окружающей среды. Как и в случае со сланцем Берджесс, исследователи предположили, что окаменелости были быстро замурованы в мелкозернистых отложениях, вероятно, во время подводных селевых потоков, которые унесли организмы в более глубокие, бедные кислородом воды.

Аноксические условия в среде захоронения замедлили бы бактериальный распад и свели к минимуму разрушение падальщиками, а мелкозернистый осадок защитил бы хрупкие структуры от механического разрушения. Это уникальное сочетание быстрого захоронения и аноксии, возможно, дополненное специфическими химическими взаимодействиями в отложениях, позволило сланцу Эму-Бей запечатлеть тонкие анатомические детали, добавив важную часть к нашему пониманию кембрийских экосистем.

Согласно новому исследованию Gaines et al. (2024),³ опубликованному в журнале Science Advances, сланцы Эму-Бей должны быть интерпретированы по-новому. Авторы документально подтверждают массовый перенос мягкотелых организмов вниз по склону в «гравитационных потоках осадочных пород, движимых плотностью», вызванных «эпизодическими высокоэнергетическими событиями».

В пресс-релизе поясняется, что отложения «катастрофически выпадали в океан селевыми потоками», а это «не то место, где можно было бы ожидать увидеть сохранение нежных мягкотелых существ» (цитата Гейнса в NSF 2024).⁴ Авторы пришли к выводу, что большинство таксонов из более чем 25 000 окаменелостей были перенесены и, следовательно, не захоронены in situ, что объясняет, почему «до этих находок научное сообщество спорило о том, представляет ли сланец Эму-Бей мелководную или глубоководную среду» (NSF 2024).⁴

Идеальная сохранность окаменелостей не исключает длительного переноса

Что делает пересмотр понимания тафономии этих двух ключевых кембрийских местонахождений очень интересным, так это то, что идеальная сохранность окаменелостей из этих мест теперь считается согласующейся с длительным переносом в бурных и турбулентных потоках осадка. Разумеется, это относится не только к местонахождениям Burgess Shale и Emu Bay Shale, но может быть экстраполировано на множество других «Konservat-Lagerstätten» с хорошо сохранившимися морскими и наземными окаменелостями по всему миру, таких как девонский Hunsrück Shale в Германии и меловая Jehol biota в Китае (Bath Enright et al. 2017).

Хорошим примером является новое исследование O'Connell et al. (2024),⁵ посвященное биоте Нама в терминальном эдиакаре, в котором показано, что мягкотелые и биоминерализующие организмы переносились в гравитационных потоках осадочного материала, вызванных штормами и другими событиями. Авторы обнаружили, что «почти все мягкотелые и биоминерализующие организмы, сохранившиеся в изученных отложениях, были перенесены до окончательного захоронения». Авторы также отмечают, что «другие работы показывают, что турбулентные и переходные потоки могут переносить мягкотелые организмы на большие расстояния с незначительными повреждениями (около 20 км; Bath Enright et al., 2017, 2021)».

Теория эволюции не является ни фактом, ни знанием

Эти новые интерпретации показывают, как быстро вчерашняя мудрость научных учебников может быть опровергнута как устаревшее заблуждение. В строгом смысле понятия «знание» мы ничего не знаем с уверенностью о далеком прошлом. Все, что у нас есть, – это постоянно меняющийся набор весьма предварительных и зачастую слабо подкрепленных догадок в сочетании с дикими предположениями и причудливыми сюжетами, которые впоследствии чаще всего оказываются правдоподобными, но ложными. Знаменитый философ науки Карл Поппер почитал эту процедуру «догадок и опровержений» как самую суть научного метода.

Однако существует фундаментальное различие между повторяющимися и наблюдаемыми закономерными процессами, которые можно математически смоделировать и эмпирически проверить, и единичными событиями в прошлом, которые можно лишь вероятностно предположить, основываясь на косвенных доказательствах и определенных предположениях. История Земли, палеобиология и эволюционная биология – все это исторические «гуманитарные» науки, которые не могут рассматриваться наравне с экспериментальными «естественными» науками, такими как физика, химия, генетика или физиология. Только последние науки дают нам все преимущества современной медицины и технологий.

Исторические науки – это, по сути, размышления в башне из слоновой кости, не имеющие никакой практической ценности и обладающие сомнительным научным статусом. Поэтому я считаю знаменитую сентенцию биолога-эволюциониста Теодосия Добжанского о том, что «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции», одним из самых больших мифов и просчетов в современной науке. Напротив, все эти «просто так» истории макроэволюции совершенно не нужны в реальной (экспериментальной) биологии. Я бы даже предположил, что «мало что в биологии имеет смысл, кроме как в свете замысла», именно поэтому язык замысла так вездесущ и незаменим даже в мейнстримных биологических науках.