Первыми животными на Земле могли быть морские губки

Ученые из Массачусетского технологического института представили новые убедительные доказательства, подтверждающие, что одними из первых животных на Земле были вероятные предки современных морских губок. Это открытие, подробно изложенное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, основано на обнаружении в древних породах специфических «химических окаменелостей» — остатков биомолекул, которые были погребены, трансформированы и сохранены в осадочных породах на протяжении сотен миллионов лет.

Суть открытия заключается в идентификации особых типов стеранов — геологически устойчивых форм стеролов, таких как холестерин, которые являются ключевыми компонентами клеточных мембран сложных организмов. Исследователи проследили происхождение этих конкретных стеранов до класса морских губок, известных как демогубки (Demospongiae). Современные демогубки представляют собой мягкие и скользкие организмы-фильтраторы, обитающие в океанах. Ученые предполагают, что их древние аналоги, возможно, имели схожие характеристики, но не обладали кремниевым скелетом, как пояснил почетный профессор геобиологии Массачусетского технологического института Роджер Саммонс.

Данное исследование является развитием работы, впервые опубликованной этой же группой в 2009 году. Тогда ученые обнаружили в эдиакарских породах возрастом более 541 миллиона лет необычное обилие стеранов, содержащих 30 атомов углерода (C30). Они выдвинули гипотезу, что эти соединения являются химическими следами древних губок, появившихся еще до кембрийского взрыва — периода резкого увеличения разнообразия многоклеточной жизни. Однако после публикации возникли альтернативные объяснения, ставившие под сомнение биологическое происхождение этих стеранов, в том числе версии об их образовании другими организмами или в результате неживых геологических процессов.

Новое исследование было направлено на опровержение этих сомнений и укрепление первоначальной гипотезы. Ученые не только повторно обнаружили стераны C30 в докембрийских породах из Омана, Западной Индии и Сибири, но и нашли новое, еще более редкое химическое ископаемое — стеран, содержащий 31 атом углерода (C31). Ключевым аргументом стало то, что ген, общий для губок-демо, способен производить предшественников обоих типов стеранов.

Для подтверждения биологического происхождения этих соединений исследователи предприняли комплексный подход. Они проанализировали образцы современных демогубок и обнаружили в них стеролы — биологические предшественники стеранов C31. Далее в лабораторных условиях был синтезирован ряд различных стеролов C31, которые затем подвергли процессам, имитирующим геологическое преобразование в течение миллионов лет. Результаты показали, что продукты только двух из восьми синтезированных стеролов точно соответствуют соединениям, найденным в древних породах. Это строгое соответствие свидетельствует против случайного небиологического образования данных молекул.

Таким образом, исследование представляет три взаимодополняющих и согласованных доказательства: наличие специфических стеранов в древних породах, их обнаружение в современных губках и успешное лабораторное воспроизводство пути их геологического преобразования. Как подчеркивает ведущий автор исследования Любна Шавар, эта работа демонстрирует, как можно аутентифицировать биомаркер, подтверждая, что сигнал исходит от жизни, а не является результатом загрязнения или абиогенной химии.

Открытие надежных химических индикаторов существования древних губок открывает новые перспективы для палеонтологии. Команда планирует продолжить поиски стеранов C30 и C31 в древних породах по всему миру. Анализ большего количества образцов позволит уточнить временные рамки появления первых животных на Земле и даст более полное представление о самых ранних этапах эволюции жизни. Это исследование укрепляет позицию о том, что предки демогубок были одними из первых эволюционировавших животных, появившихся задолго до большинства других основных групп.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях