Це кембрійське членистоноге Waptia fieldensis зі знаменитих сланців Берджесс. Однак сьогодні ми розглянемо не конкретну скам'янілість або групу організмів, а винятковий спосіб збереження скам'янілостей деяких з найдавніших відомих тварин кембрію та інтерпретацію того, як формувалися ці викопні шари, яка нещодавно змінилася. Палеонтологи зазвичай припускали й стверджували, що ідеальне й повне збереження, особливо ніжних м'якотілих організмів, передбачає м'яке осадження in situ (з лат. «у вихідному місці» – прим. перекл.) без значного перенесення, що неодмінно пошкодило б ці тендітні тіла.

Цю думку було спростовано експериментальними дослідженнями, які показали, що такі організми можуть залишатися абсолютно неушкодженими навіть під час перенесення на відстань понад 20 км в турбулентних потоках осадових порід (Bath Enright et al. 2017).¹ Але як це стосується реальних палеонтологічних сайтів, особливо найважливіших джерел вишукано збережених скам'янілостей перших тварин, що з'явилися в результаті Кембрійського вибуху? Два нових дослідження переглянули мої погляди на два ключових місцезнаходження – сланці Берджесс та сланці Ему-Бей.

Сланці Берджесс

Сланці Берджесс, всесвітньо відоме місцезнаходження скам'янілостей в Канадських Скелястих горах, являє собою одне з найповніших джерел інформації про Кембрійський вибух, період близько 508 млн років тому, коли у викопному стані вперше з'явилася дивовижна різноманітність складних форм життя. Відкрита в 1909 році палеонтологом Чарльзом Дуліттлом Волкоттом, сланцева порода Берджесс є винятковою не тільки по великій кількості скам'янілостей, а й по надзвичайній збереженості м'якотілих організмів, які зазвичай відсутні у викопному матеріалі.

Це збереження включає в себе дрібні деталі тканин і придатків, закарбовуючи складні анатомічні особливості, які висвітлюють ранню історію тварин. Наукові пояснення цієї унікальної збереженості зосереджені на тафономії – процесах, що відбувалися з цими організмами від моменту смерті до їхнього скам'яніння, підкреслюючи роль швидкого поховання та аноксичних умов.

Згідно з переважаючою тафономічною моделлю, організми в сланцях Берджесс були швидко поховані підводними зсувами або турбідитами, що були звичайними для глибоководних морських середовищ, де мешкали ці істоти. Ці зсуви поховали організми в дрібнозернистій, багатій глиною матриці, ізолювавши їх від падальників й розкладання. Окрім того, у товщі води над місцем поховання, ймовірно, було мало кисню, що створювало аноксичні або дизоксичні умови, які перешкоджали бактеріальному розкладанню.

Відсутність кисню в поєднанні зі швидким похованням дозволила м'яким тканинам цих тварин зберегтися в найдрібніших деталях. З часом відбувалося мінеральне заміщення органічних матеріалів, зокрема, через вуглецеві плівки, які зберігали тонкі анатомічні особливості. У деяких випадках відбувалося заміщення інших мінералів, які стабілізували структури досить довго для того, щоб вони скам'яніли.

Подальші дослідження підкреслювали точні геохімічні та седиментологічні умови, які дали змогу зберегти цей унікальний об'єкт. Вивчення мінералогії глини й концентрації слідових металів у сланцях Берджесс дало змогу припустити, що специфічні хімічні взаємодії в осадових породах перешкоджали розкладанню, можливо, створюючи середовище, токсичне для розкладаючих мікробів. В результаті сланці Берджесс являють собою не тільки ключовий знімок кембрійського життя, а й знаменний приклад тієї ролі, яку відіграють тафономічні процеси у визначенні того, що ми бачимо у викопному стані.

Таким чином, навіть традиційна точка зору розглядала викопне скупчення зі сланців Берджесс як результат катастрофічного швидкого поховання. Однак, на думку Bath Enright et al. 2017, «виняткове збереження організмів у відкладеннях використовується для твердження, що перенесення цих тварин мало бути мінімальним», у чому автори сумніваються на підставі проведених ними експериментів. У більш пізньому подальшому дослідженні (Bath Enright et al. 2021)² ті самі автори перевірили це за допомогою експериментів зі створення аналогових потоків й показали, що перенесення багатощетинкових червів, або поліхет на десятки кілометрів не спричиняє значних ушкоджень.

Вони дійшли висновку, що «організми зі сланців Берджесс у класичному сайті Walcott Quarry могли зазнати значного транспортування й можуть являти собою об'єднання більш ніж однієї спільноти». Співавтор дослідження доктор Нік Мінтер у пресрелізі Портсмутського університету (2021 р.)⁶ зазначив, що «цей результат може здивувати науковців або змусити їх обережніше підходити до інтерпретації ранніх морських екосистем півмільярдної давності». Зрозуміло, цей результат також має важливі наслідки для нашого розуміння понад 40 відомих місцезнаходжень консервації типу Берджесс-Шейл (Burgess-Shale-Type, BST).

Сланці Ему-Бей

Ще одне місцезнаходження BST – сланці Ему-Бей, розташовані на острові Кенгуру в Південній Австралії. Це одне з найзначніших місць залягання кембрійських скам'янілостей за межами Північної Америки, що дає цінні відомості про Кембрійський вибух, особливо щодо різноманітності членистоногих. Як і сланці Берджесс, сланці Ему-Бей вирізняються винятковим збереженням м'яких тканин в скам'янілостях, включно з очима, травними трактами й ніжними придатками, які дають детальне уявлення про анатомію ранніх тварин. Датований приблизно 514 млн років тому, він зберіг різноманітні кембрійські форми життя, особливо трилобітів та аномалокарідідів, які збереглися з високою точністю, показуючи тонкі структури, які зазвичай не кам'яніють.

Наукові погляди на тафономію сланців Ему-Бей пояснюють його збереження швидким похованням та місцевими умовами навколишнього середовища. Як і у випадку зі сланцями Берджесс, дослідники припустили, що скам'янілості були швидко замуровані в дрібнозернистих відкладеннях, ймовірно, під час підводних селевих потоків, які віднесли організми в глибші, бідніші киснем води.

Аноксичні умови в середовищі поховання сповільнили би бактеріальний розпад й звели до мінімуму руйнування падальниками, а дрібнозернистий осад захистив би крихкі структури від механічного руйнування. Це унікальне поєднання швидкого поховання й аноксії, можливо, доповнене специфічними хімічними взаємодіями у відкладеннях, дало змогу сланцю Ему-Бей закарбувати тонкі анатомічні деталі, додавши важливу частину до нашого розуміння кембрійських екосистем.

Згідно з новим дослідженням Gaines et al. (2024),³ опублікованим в журналі Science Advances, сланці Ему-Бей мають бути інтерпретовані по-новому. Автори документально підтверджують масове перенесення м'якотілих організмів вниз схилом у «гравітаційних потоках осадових порід, рухомих густиною», викликаних «епізодичними високоенергетичними подіями».

У прес-релізі пояснюється, що відкладення «катастрофічно випадали в океан селевими потоками», а це «не те місце, де можна було б очікувати побачити збереження ніжних м'якотілих істот» (цитата Гейнса в NSF 2024). Автори дійшли висновку, що більшість таксонів із понад 25 000 скам'янілостей було перенесено, а отже, не поховано in situ, що пояснює, чому «до цих знахідок наукове співтовариство сперечалося про те, чи представляє сланець Ему-Бей мілководне або глибоководне середовище» (NSF 2024).⁴

Ідеальне збереження скам'янілостей не виключає тривалого перенесення 

Що робить перегляд розуміння тафономії цих двох ключових кембрійських місцезнаходжень дуже цікавим, то це те, що ідеальне збереження скам'янілостей з цих місць тепер вважається таким, що узгоджується з тривалим перенесенням в бурхливих й турбулентних потоках осаду. Зрозуміло, це стосується не тільки місцезнаходжень Burgess Shale і Emu Bay Shale, але може бути екстрапольоване на безліч інших «Konservat-Lagerstätten» з добре збереженими морськими та наземними скам'янілостями по всьому світу, як-от девонський Hunsrück Shale в Німеччині та крейдова Jehol biota в Китаї (Bath Enright et al. 2017).

Хорошим прикладом є нове дослідження O'Connell et al. (2024),⁵ присвячене біоті Нама в термінальному едіакарі, в якому показано, що м'якотілі та біомінералізуючі організми переносилися в гравітаційних потоках осадового матеріалу, викликаних штормами та іншими подіями. Автори виявили, що «майже всі м'якотілі та біомінералізуючі організми, що збереглися у вивчених відкладеннях, були перенесені до остаточного поховання». Автори також зазначають, що «інші роботи показують, що турбулентні та перехідні потоки можуть переносити м'якотілі організми на великі відстані з незначними ушкодженнями (близько 20 км; Bath Enright et al., 2017, 2021)».

Теорія еволюції не є ні фактом, ні знанням

Ці нові інтерпретації показують, як швидко вчорашня мудрість наукових підручників може бути спростована як застаріла помилка. У строгому сенсі поняття «знання» ми нічого не знаємо з впевненістю про далеке минуле. Усе, що в нас є, – це постійно мінливий набір вельми гаданих й часто слабко підкріплених припущень в поєднанні з дикими припущеннями та химерними сюжетами, які згодом найчастіше виявляються правдоподібними, але неправдивими. Знаменитий філософ науки Карл Поппер вважав цю процедуру «здогадок й спростувань» як саму суть наукового методу.

Однак існує фундаментальна відмінність між повторюваними й спостережуваними закономірними процесами, які можна математично змоделювати й емпірично перевірити, й поодинокими подіями в минулому, які можна лише ймовірнісно припустити, ґрунтуючись на непрямих доказах та певних припущеннях. Історія Землі, палеобіологія та еволюційна біологія – все це історичні «гуманітарні» науки, які не можуть розглядатися нарівні з експериментальними «природничими» науками, такими як фізика, хімія, генетика або фізіологія. Тільки останні науки дають нам усі переваги сучасної медицини та технологій.

Історичні науки – це, по суті, роздуми у вежі зі слонової кістки, які не мають жодної практичної цінності й мають сумнівний науковий статус. Тому я вважаю знамениту сентенцію біолога-еволюціоніста Теодосія Добжанського про те, що «ніщо в біології не має сенсу, окрім як у світлі еволюції», одним з найбільших міфів і прорахунків у сучасній науці. Навпаки, всі ці «просто так» історії макроеволюції абсолютно не потрібні в реальній (експериментальній) біології. Я б навіть припустив, що «мало що в біології має сенс, окрім як у світлі задуму», саме тому мова задуму така всюдисуща й незамінна навіть у мейнстримних біологічних науках.