Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству. Лишь в наши дни анализ окаменелостей позволил, кажется, определиться-таки с этим гигантским созданием древней Земли, отчего, впрочем, оно не перестало быть крайне удивительным.

История Prototaxites — прекрасный пример того, что видеть и понять — что же ты видишь, как говорится, две большие разницы. Американский учёный Доусон (J.W. Dawson), первым описавший это загадочное создание (в 1859 году), полагал, что это окаменелости гнилой древесины, как-то связанной с нынешними тисами (Taxus), потому и дал им название Prototaxites. Только вот до настоящих тисов этому созданию было "топать и топать", ведь распространён Prototaxites был хоть и по всей Земле, но только 420-350 миллионов лет назад.

В конце девятнадцатого столетия учёные стали думать, что это была морская водоросль, точнее — коричневая морская водоросль, и это мнение укрепилось, надолго попав в энциклопедии и учебники. Хотя представить себе нечто подобное водоросли (или колонии водорослей?), выросшее в виде "ствола" шести-, а иной раз и девятиметровой высоты — трудновато.

Между прочим, Prototaxites был крупнейшим организмом на суше в то время: позвоночные только-только стали появляться, так что вокруг странного высокого "столба" бегали бескрылые насекомые, многоножки, да ползали черви.

Первые же сосудистые растения, далёкие предки хвойных и папортниковых, пусть и появились на 40 миллионов лет раньше, тем не менее, в момент, когда на Земле обосновались Prototaxites (в раннем девоне), ещё не поднимались выше метра.

Кстати, о размерах. В Саудовской Аравии был найден образец Prototaxites длиной 5,3 метра, который имеет диаметр 1,37 метра в основании и 1,02 метра на другом конце. В штате Нью-Йорк откопали ствол длиной 8,83 метра с диаметром 34 сантиметра на одном конце и 21 сантиметр на другом. Сам же Доусон описал экземпляр из Канады — длиной 2,13 метра и максимальным диаметром в 91 сантиметр.

Что ещё важно отметить в отношении строения Prototaxites. У него нет таких клеток, какие есть у растений. Но есть очень тонкие капилляры (трубки) диаметром от 2 до 50 микрометров.

В наши дни учёные, опираясь на результаты многолетних исследований данного представителя древнего живого мира, выдвинули новые версии. Одни специалисты, начиная с Франциса Хюбера (Francis Hueber) из американского национального музея естествознания (Smithsonian Institution, National Museum of Natural History), склонились к тому, что Prototaxites является плодоносящим телом огромного гриба; другие — к тому, что это огромный лишайник. Последнюю версию, со своими аргументами, выдвинул Марк-Андре Селозе (Marc-Andre Selosse) из университета Монпелье (Universite de Montpellier II).

Один из горячих сторонников версии о грибе — Чарльз Кевин Бойс (Charles Kevin Boyce), ныне работающий в университете Чикаго (University of Chicago). Он выпустил несколько работ, посвящённых детальному изучению Prototaxites

Бойс не устаёт удивляться этому созданию. "Независимо от того, какие аргументы вы выдвигаете, всё равно получается что-то сумасшедшее, — говорит исследователь. — Гриб в 20 футов высотой не имеет никакого смысла. Ни одна морская водоросль не даст 20 футов высоты. Но вот она — окаменелость — перед нами".

Недавно Францис Хюбер закончил титаническую работу: собрал множество экземпляров Prototaxites из разных стран и сделал сотни тончайших срезов, выполнив тысячи их фотографий. Анализ внутренней структуры показал, что это — гриб. Однако учёный был разочарован тем, что не смог найти характерные репродуктивные структуры, которые явно указали бы всем, что, мол, это действительно гриб (что придало уверенности противникам Хюбера из "стана лишайников").

Последнее (по времени, но явно не последнее в истории Prototaxites) доказательство грибной сущности странного организма девонского периода — это статья Хюбера, Бойса и их коллег в журнале Geology.

"Большой спектр найденных изотопов трудно примирить с аутотрофным метаболизмом, но зато он согласуется с анатомией, указывающей на гриб, и с предположением, что Prototaxites был гетеротрофным организмом, жившим на субстрате, богатом различными изотопами", — пишут авторы статьи.

Говоря проще, растения получают свой углерод из воздуха (из углекислого газа), а грибы — из почвы. И если все растения одного вида и одной эпохи покажут одно и то же соотношение изотопов, у грибов оно будет зависеть от того места, на котором они растут, от рациона то есть.

Кстати, анализ соотношения изотопов углерода в разных экземплярах Prototaxites помогает сейчас учёным воссоздать и родные экосистемы этого древнего создания. Поскольку одни его экземпляры, похоже, "ели" растения, другие пользовались в качестве пищи микробным сообществом почвы, третьи, возможно, получали питательные вещества из мхов.

О загадке большого роста палеозойского гриба рассуждает соавтор данного исследования, Кэрол Хоттон (Carol Hotton), из Смитсонианского музея естествознания: она считает, что большие размеры помогали грибу дальше распространять свои споры — по разрозненным болотцам, хаотично разбросанным по пейзажу.

Ну а на вопрос, как этот гриб вырастал до таких чудовищных размеров, учёные отвечают просто: "Медленно". Ведь съесть этот гриб в то время было некому.

Но что делать? Срезы окаменелостей упорно "не хотели" напоминать срезы деревьев, да и вообще — на растение не были похожи. Кольца на срезах, кстати, там наблюдаются, но это не годовые кольца деревьев.

Растительноядные, покрытые панцирем анкилозавры знамениты своей массивной «палицей» на конце хвоста, которая, видимо, служила им орудием обороны. Но специалистам известна и другая их интригующая особенность: подавляющее большинство обнаруженных останков этих динозавров оказались захоронены кверху брюхом.

Дискуссии на эту тему начались еще в 1930-х, и до настоящего времени появилась масса гипотез, важнейшие из которых были проверены недавно группой палеонтологов во главе с Джорданом Мэллоном из Канадского музея естественной истории. Но для начала они убедились в том, что «проблема ориентации анкилозавров» – не исторически сложившийся миф. Ученые рассмотрели 36 находок, сделанных на территории Канады, и отчеты их авторов, подтвердив, что 26 из них действительно располагались вверх ногами. Случайностью это не объяснить.

Экспресс-инфо по стране

Канада – государство в Северной Америке.

Столица – Оттава

Крупнейшие города: Торонто, Монреаль, Ванкувер, Калгари, Оттава, Виннипег

Форма правления – Конституционная монархия

Территория – 9 984 670 км 2 (2-я в мире)

Население – 34,77 млн чел. (38-я в мире)

Официальные языки: английский, французский

Религия – христианство

ИЧР – 0,913 (9-я в мире)

ВВП – $1,785 трлн (11-я в мире)

Валюта – канадский доллар

Граничит с США

Затем авторы начали проверку ключевых теорий, объясняющих этот феномен. Первая из них предполагает, что анкилозавры были довольно неловкими в движениях и, упав на спину, не могли перевернуться обратно, а хищники опрокидывали их на спину, добираясь до незащищенного панцирными пластинами брюха. Никаких подтверждений этому ученые не обнаружили, да и следы от зубов обнаружились только на одном из исследованных образцов. «Если бы анкилозавры были такими неповоротливыми, они вряд ли просуществовали бы около 100 млн лет», – добавляет Джордан Мэллон.

Другая гипотеза считает, что все связано с формой панцирного туловища анкилозавров и с расположением центра их тяжести. Когда животное умирало и разлагалось бактериями, его брюхо должно было раздуваться, что могло естественным образом переворачивать его вверх ногами. В пользу этой гипотезы обычно указывается, что такое происходит с современными броненосцами. Однако когда коллеги Мэллона сами обследовали 174 тела животных, сбитых автомобилями, подтверждения этому не нашлось. Авторы проследили и за разложением некоторых мертвых броненосцев, при этом ни один из них «естественным образом» не перевернулся на спину.

Еще одна модель объясняет ориентацию останков тем, что тела умерших животных могли оказываться в водоеме, на плаву, и легко переворачивались под собственной тяжестью. Впоследствии они оказывались на дне или на мели и заносились осадочными породами уже в таком перевернутом положении. Для проверки этой версии Мэллон и его соавторы разработали трехмерные компьютерные модели плавучести тел двух основных разновидностей анкилозавров (анкилозаврид и нодозаврид) с учетом плотности их костей, объема легких и т. п.

Помещая модели в виртуальную реку и «надувая» их животы – как под действием газов, которые после смерти продолжают выделять кишечные бактерии, – ученые следили за их поведением. В случае динозавра гипотеза работала: уже небольшого случайного отклонения было достаточно, чтобы тело на плаву переворачивалось вверх ногами. Анкилозавриды оказались более устойчивы, но достаточно сильной волной и они переходили к более стабильной перевернутой ориентации. Именно так, видимо, происходило когда-то в природе, оставив палеонтологам одну из многочисленных, и теперь уже решенных, загадок динозавров.

Вновь проанализировав данные о строении загадочного вымершего животного, ученые решили, что оно не может

Странные окаменелости, обнаруженные еще в середине ХХ в. на территории американского штата Иллинойс, стали началом одной из самых интересных загадок палеонтологии. В честь нашедшего первый образец Фрэ

Вновь проанализировав данные о строении загадочного вымершего животного, ученые решили, что оно не может быть рыбой, как считалось еще недавно. Загадка туллимонстра остается открытой.

Странные окаменелости, обнаруженные еще в середине ХХ в. на территории американского штата Иллинойс, стали началом одной из самых интересных загадок палеонтологии. В честь нашедшего первый образец Фрэнсиса Талли (Francis Tully) эти существа были названы «туллимонстрами», сегодня их известно несколько сотен. Останки датированы возрастом около 310 млн лет - в то время на этой территории располагалась богатая жизнью речная дельта. При этом строго классифицировать этих животных не удается.

Отпечатки мягкотелых туллимонстров слишком расплывчаты и неопределенны, поэтому палеонтологи выдвигают самые разные версии об их строении и облике, относя их порой то к моллюскам, то к членистоногим. В 2016 г. Виктория Маккой (Victoria McCoy) и ее соавторы описали их как родственников миног: «Туллимонстр - позвоночный», - называлась статья, опубликованная ими в Nature. «Туллимонстр - беспозвоночный», - спорит с этим новая статья, вышедшая в журнале Paleontology.

Туллимонстр может оказаться кем угодно / Lauren Sallan

Авторы прошлогодней статьи, изучив более чем тысячу останков туллимонстров, отметили светлую полосу, идущую вдоль середины тела, как нотохорд, примитивный позвоночник. Некоторые другие детали напомнили ученым жаберные мешки и зубы, также характерные для позвоночных - точнее говоря, бесчелюстных рыб, родственников современных миксин и миног.

Авторы новой статьи оспаривают эти трактовки. Лорен Саллан (Lauren Sallan) из Университета Пенсильвании и ее коллеги отмечают, что положение элементов, которые были приняты за жаберные мешки, показывает, что они вряд ли могли участвовать в дыхании. Не согласуется со строением позвоночного и расположение детали, которую идентифицировали в качестве печени. В своей работе Саллан и ее соавторы обратились к анатомии глаз туллимонстра.

Интерпретация туллимонстра: позвоночное / Nobu Tamura

Они имели уже достаточно сложное строение и содержали меланосомы - клетки, накапливающие пигмент меланин. Однако форма глаз туллимонстра была еще самой примитивной, чашевидной, лишенной линзы-хрусталика. «Проблема в том, что если у них чашевидные глаза, то они не могут быть позвоночными, - говорит Лорен Саллан, - поскольку у всех позвоночных глаза более сложные, либо упростились уже вторично. При этом такие глаза есть у множества других существ - примитивных хордовых, моллюсков и некоторых червей».

Не нашлось у туллимонстров и аналогов некоторых других структур, имеющихся у морских позвоночных, - следов слуховой капсулы, которая служит животным для поддержания баланса, и боковой линии, органа чувств. «Можно было бы ожидать, что хотя бы в некоторых останках из них они сохранятся, - подчеркивает Саллан. - Получается, что у этих созданий есть то, чего не должно быть у позвоночных, но нет того, что наверняка должно было бы быть и сохраниться».

Отпечаток туллимонстра в Музее естественной истории в Милане / Wikimedia Commons

Таким образом, авторы вновь анализируют старые данные и делают предположение о том, что туллимонстр относился все-таки к какой-то группе беспозвоночных. При этом никаких новых исследований не проведено, и многие специалисты отмечают, что тайна остается тайной - ни на моллюска, ни на червя, ни на членистоногое странное существо тоже совсем непохоже.

Резкое увеличение биоразнообразия, произошедшее в кембрийский период, долгое время подготавливалось молекулярной эволюцией, которая в итоге привела к кембрийскому взрыву видового разнообразия.

Трилобит - одно из древних членистоногих, чьё появление пришлось на кембрийский период (фото mattheaton).

В биологии существует известный парадокс кембрийского взрыва. Суть его в том, что с какого-то момента жизнь на земле начинает демонстрировать колоссальное разнообразие форм, следы которых можно найти в доисторических окаменелостях. Этот момент случился в кембрийский период - но до того никаких признаков будущих жизненных форм обнаружить не удавалось. Революционные скачки в природе относительно редки, а если говорить о всепланетном масштабе, так и вовсе невероятны. Между тем складывается ощущение, что организмы приобрели разом, будто на массовой распродаже, невероятное число новых признаков и начали быстро разбегаться по систематическим группам.

Разумеется, можно предполагать божественное вмешательство или то, что какие-нибудь инопланетяне вытряхнули на Землю мешок новых видов. Учёные, однако, не прекращали попыток найти хоть какое-то научное объяснение палеонтологической загадке. Над проблемой внезапного «возникновения» новых ископаемых видов размышлял ещё Чарльз Дарвин - и пришёл к выводу, что в таких случаях археологам и палеонтологам нужно во всех смыслах «лучше копать».

Группа биологов-эволюционистов из нескольких американских университетов опубликовала в журнале Science статью, в которой излагаются результаты очередного переосмысления загадки кембрийского взрыва. Учёные подвергли пересмотру взаимосвязи между останками древних существ с учётом новейших находок, а также археологический возраст этих находок. Были уточнены генеалогические отношения ископаемых видов с их современными потомками. Кроме того, использовались данные молекулярной генетики: исследователи восстановили генеалогию нескольких генов, имеющихся у 118 современных видов. Всё вместе позволило уточнить точки ветвления на генеалогическом древе и точно определить, когда та или иная группа начала собственный эволюционный путь.

В общем, выводы исследователей сводятся к тому, что кембрийской революции предшествовала долгая невидимая эволюция. В течение миллионов лет организмы накапливали генетические и биохимические изменения, которые в кембрии привели к появлению разных форм жизни: накопленные внутренние изменения наконец вылились в изменения внешние. Авторы сравнивают это с индустриальной революцией: изобретения, небольшие технологические инновации накапливались в течение длительного времени без особых изменений в средствах производства, пока, наконец, не привели к глобальному технологическому сдвигу.

Накопленные генетические изменения до какого-го времени были сбалансированы внешней средой и взаимоотношениями между видами. И с биохимической точки зрения разные организмы уже до кембрия могли значительно отличаться друг от друга, демонстрируя большое биоразнообразие. Впоследствии должно было хватить малейших экологических подвижек, чтобы дать накопленным изменениям проявить себя с внешней стороны. Кстати, одной из весьма смелых, хотя и довольно спорных гипотез, выдвигаемых в статье, является утверждение, что докембрийские животные поедали друг друга более интенсивно: это и может быть одной из причин скудости докембрийских ископаемых останков.

Нельзя сказать, что новая гипотеза не привлекла к себе внимания критиков. Так, одна из претензий к авторам состоит в том, что они не учли так называемые гены-сироты, составляющие примерно 30% всех генов животных. Эти гены не имеют «родственников»-гомологов, и многие считают, что именно их внезапное появление могло послужить причиной кембрийского взрыва биоразнообразия. Впрочем, в этой гипотезе, увы, присутствует слово «внезапно», от которого наука всегда старается всеми силами избавиться.