Животные могли эволюционировать на 200 миллионов лет раньше, чем мы думали

Новое исследование показывает, что животные могли возникнуть на сотни миллионов лет раньше, чем они впервые явно появляются в ископаемом слое, что бросает вызов ключевому предположению, которое ученые использовали для оценки времени возникновения животной жизни.

Исследование под руководством Оксфордского университета показывает, что самые ранние животные могли существовать задолго до появления однозначных ископаемых животных. Результаты, опубликованные 2 октября в Science Advances, указывают на то, что животные могли возникнуть глубоко в неопротерозойской эре, возможно еще до некоторых из самых суровых ледниковых периодов в истории Земли.

Эта работа может изменить представление ученых о крупной эволюционной загадке. В ископаемом слое животные, по-видимому, появляются относительно внезапно незадолго до кембрийского периода (539–487 млн лет назад), хотя другие линии доказательств давно предполагают, что их эволюционная история началась гораздо раньше.

В центре нового исследования

В центре нового исследования находится вопрос о том, как исследователи использовали древние залежи ископаемых, чтобы установить максимальный возраст происхождения животных.

Одним из важных участков является биота Вэнган в Китае — примерно 590‑миллионная залежь ископаемых, сохранившихся в породах эдиакарского возраста. На этом участке сохраняются микроорганизмы в исключительной детализации, но ни один из объектов не может быть однозначно идентифицирован как животное.

Из‑за этого отсутствия ученые ранее утверждали, что животные, вероятно, эволюционировали после образования биоты Вэнган. Рассуждение было таково: если бы животные уже существовали тогда, столь необычно хорошо сохранившийся пласт ископаемых должен был бы зафиксировать их следы.

Новое исследование ставит это предположение под сомнение.

Ископаемые Монголии дают решающее испытание

Международная команда, в которую вошли ученые из Калифорнийского университета в Беркли, ETH Цюрих и Йельского университета, провела обширное исследование исключительно хорошо сохранившихся микрофоссилий из биоты Хэсин в Монголии.

Биота Хэсин моложе Вэнгана более чем на 40 миллионов лет, хотя оба сборища ископаемых имеют некоторые общие виды. Важно, что животные уже известны из других мест мира к моменту формирования биоты Хэсин, включая участки в Намибии и южном Китае.

Исследователи изучили более 140 образцов, включая материалы, собранные в ранее неописанных местоположениях, с помощью растровой электронной микроскопии. Их анализ выявил исключительно хорошо сохранившиеся новые виды микрофоссилий, включая акритархи (крошечные сферические организмы с шипами и ветвящимися выростами), а также эмбриоподобные ископаемые, содержащие внутренние клетки.

Несмотря на выдающуюся сохранность, ни один из ископаемых не может с уверенностью быть идентифицирован как животное.

Старший автор, доцент Росс Андерсон (Музей естественной истории, Оксфордский университет), сказал: «Биота Хэсин разрушает аргумент о том, что исключительные микрофоссилии Вэнган означают, что мы увидели бы ископаемых животных в этом сборище, если бы они существовали в то время. Микрофоссилии Хэсин сохранились не хуже, но животные по‑прежнему отсутствуют — несмотря на то, что мы знаем, что к тому времени они уже существовали».

Возможная скрытая история животной жизни

Поскольку животные уже присутствовали на момент формирования биоты Хэсин, но все же не появляются в ее ископаемом составе, исследователи утверждают, что отсутствие животных в Вэнгане нельзя автоматически принимать как доказательство того, что животные еще не эволюционировали 590 миллионов лет назад.

Вместо этого команда изучила значительно более древние залежи ископаемых возрастом примерно от 850 до 730 миллионов лет назад. К ним относятся формация Сванбергфьеллет (Норвегия), группа Биттер-Спрингс (Австралия) и группа Чуар (Аризона, США) — все это богатые ископаемыми отложения, которые считаются способными сохранять животных, хотя в них пока не найдено подтвержденных ископаемых животных.

Эти участки ранее использовали для определения максимально возможного возраста происхождения животной жизни.

Используя эти более древние геологические ограничения, исследователи провели молекулярно‑хронометрический анализ. Эта техника сравнивает генетические различия между живыми видами и сочетает их с датировкой ископаемых и оценками скоростей эволюционных изменений, чтобы вычислить, когда могли жить общие предки.

Когда исследователи использовали эти более древние отложения вместо более молодого эдиакарского участка Вэнган в качестве ограничений, оценка происхождения животных сместилась назад примерно на 200 миллионов лет. Новая оценка помещает возможное возникновение животных в интервал между 800 и 700 миллионами лет назад.

Подсказки из древних химических ископаемых

Другие свидетельства уже намекают на то, что животные могли иметь гораздо более глубокую эволюционную историю, чем указывает их корпусная палеонтология.

Химические ископаемые, также известные как биомаркеры, сохраненные в древних породах, содержат доказательства, совместимые с наличием губок по крайней мере 650 миллионов лет назад. Это поставило бы их на десятки миллионов лет раньше самых древних определенных макроскопических ископаемых животных.

Самые ранние животные, вероятно, были маленькими и мягкотелыми. Без раковин, костей или других твердых структур они были бы гораздо менее вероятны к сохранению в ископаемом виде, чем многие более поздние животные.

Их шансы на сохранение также сильно зависели бы от места обитания и от редкой комбинации химических условий после смерти.

Существовали ли животные до «Снежной Земли»?

Если животные возникли между 800 и 700 миллионами лет назад, этот хронологический отрезок ставит необычайную возможность. Жизнь животных могла уже существовать до того, как Земля вступила в один из самых экстремальных ледниковых периодов своей истории, или животные могли появиться даже в ходе этого сурового периода.

Криогенный период начался примерно 720 миллионов лет назад, когда массивные ледники распространялись по планете в эпизодах, обычно называемых «Снежная Земля».

Новые результаты вновь поднимают вопросы о том, повлияли ли условия, связанные со Снежной Землей, на происхождение и раннюю эволюцию животной жизни.

Первый автор, аспирант Орин Лоул Дёрбин (на момент исследования — студент бакалавриата Оксфордского университета, теперь в Виргинии Тек), сказал: «Телоископаемые доэдиакарского происхождения по‑прежнему ускользают от нас, и этот анализ не доказывает, что животные существовали 800 миллионов лет назад. Тем не менее наши новые ископаемые данные из Монголии подрывают один из основных аргументов в пользу ограничения происхождения животных эдиакарским интервалом. Между тем наши молекулярно‑хронометрические анализы показывают, насколько дальше назад может простираться их эволюционная история».

Исследователи говорят, что будущие работы должны изучать залежи ископаемых в более широком диапазоне местоположений, сред обитания и условий сохранения в поисках свидетельств ранних животных.

Это исследование также должно объединять все доступные линии доказательств, включая корпусные ископаемые животных, следы активности животных и химические биомаркеры.

Профессор Андерсон добавил: «Пока такие доказательства не появятся, точная дата рождения царства животных останется неопределенной».

Материалы предоставлены Оксфордским университетом.

Orin M. Lole Durbin, Eliel S.C. Anttila, Derek E.G. Briggs, Francis A. Macdonald, Ross P. Anderson. Re-evaluating molecular clock maximum age calibrations revives pre-Ediacaran divergence estimates for animals. Science Advances, 2026; 12 (40) DOI: 10.1126/sciadv.aeg6289