Najwcześniejsze znane zwierzę?

Fauna ediakarańska, grupa wymarłych gatunków, które żyły między 571 a 541 milionów lat temu, jest ewolucyjną anomalią. Jej zapis kopalny zawiera wielokomórkowe organizmy, ale są zwyczajnie dziwaczne, niepodobne do dzisiejszych zwierząt wielokomórkowych.


Na przykład, dwa gatunki “Dickinsonia” pokazane poniżej nie mają jamy gębowej ani przewodu pokarmowego (może miały zewnętrzne trawienie), są bilateralnie asymetryczne i mają wzór „pikowania” na ciele, jakiego nie widzimy u dzisiejszych zwierząt ani wczesnych wielokomórkowców, takich jak robaki.

 

Tutaj jest Dickinsonia, badana w pracy, którą omawiam dzisiaj. Ma około 7,5 cm długości, a więc jest dość duża):

 

Tutaj jest Dickinsonia rodzaju Andivatakże badana w omawianej pracy:

 

Czym są te rzeczy? Kontrowersja skupia się na tym, czy było to całe królestwa życia różnego od czegokolwiek, co znamy dzisiaj (grupa, która całkowicie wymarła), czy też może są przodkami nowoczesnych zwierząt – lub przynajmniej krewnymi nowoczesnych zwierząt. Naukowcy zgadywali, że mogą być albo porostami albo gigantycznymi pierwotniakami. (Tak, pierwotniaki mogą być takie duże; niektóre mają niemal dwadzieścia pięć centymetrów długości!) Rozstrzygnięcie tego jest ważne, ponieważ „eksplozja kambryjska”, która dała początek wielu nowoczesnym grupom zwierząt, zaczęła się około 541 milionów lat temu i chcemy wiedzieć, czy przedtem byli jacyś prekursorzy zwierzęcy, jak również, czym byli. Chcemy także wiedzieć, czy fauna ediakariańska rzeczywiście reprezentuje całą grupę stworzeń, które zniknęły bezpotomnie.  


Nowy artykuł w ”Science” autorstwa Ilji Bobrowskiego i in. (odnośnik pod spodem, pdf tutaj) ustala z dość dużą pewnością, że Dickinsonia i spokrewnione nietypowe gatunki istotnie wydają się być zwierzętami wielokomórkowymi raczej niż odrębną dużą grupą, która całkowicie wymarła. Przekonujące dane pochodzą z biochemicznej analizy cienkich warstw organicznych, które pokrywają skamieniałości i były prawdopodobnie wydzielone przez nie. Te skamieniałości liczą 558 milionów lat, co – jeśli były zwierzętami – czyni je najstarszymi znanymi zwierzętami wielokomórkowymi.


W skrócie: Bobrowskij i jego koledzy zebrali okazy Dickinsonia z piaskowców w regionie Morza Białego w Rosji i zdjęli małą (grubości trzech mikronów) matę organiczną, pokrywającą skamieniałości. Dokonali wielkich starań, by uniknąć zanieczyszczenia, a także analizowali piaskowiec koło, powyżej i poniżej skamieniałości, żeby zobaczyć, czy osobliwy, organiczny profil, jaki znaleźli, jest związany z samą skamieniałością. Był i sugerował, że skamieniałości były zwierzętami, nie zaś porostami lub olbrzymimi pierwotniakami.


Substancjami chemicznymi było 27 steroidów – cholesterolów – które były obecne jako 93% substancji chemicznych w warstewce pokrywającej skamieniałości, ale tylko 11-12% w otaczającym piaskowcu (prawdopodobnie pochodząc z alg lub innych roślin). Ponadto skamieniałości niemal zupełnie nie miały substancji chemicznych z klasy ergosteroli, które charakteryzują porosty. Podpis chemiczny tych skamieniałości niezbyt również przypomina nowoczesne olbrzymie pierwotniaki.  


Jedna rzecz była zaskakująca w tych odkryciach: ”izomery” (chemicznie identyczne cząsteczki różniące się sposobami lub kolejnością wiązań atomowych albo ich innym rozmieszczeniem w przestrzeni) cholesteroli w tych skamieniałościach były „jednoręczne” (forma “5β”), podczas gdy nowsze i autentyczne skamieniałości zwierzęce mają mieszankę „prawo- i leworęczności”. To jest zagadkowe i autorzy nie mają na to wyjaśnienia. Może to sugerować, że nawet jeśli te skamieniałości są spokrewnione z nowoczesnymi zwierzętami, jest to odległe pokrewieństwo, bo posiadały unikatowy metabolizm. Mogły więc odgałęzić się od współczesnych zwierząt, a Dickinsonia i inna fauna ediakariańska wymarły bezpotomnie. Ponadto, analiza Andiva nie pokazuje tego samego podniesionego poziomu cholesteroli, chociaż pokazuje przewagę form 5β.


Nie jest to więc tak przekonujący pokaz, jak chciałbym, ale nadal pokazuje, że te rzeczy były prawdopodobnie wielokomórkowcami, nie zaś stworzeniami spokrewnionymi z nowoczesnymi porostami i pierwotniakami. Autorzy kończą w ten sposób:

Molekularne skamieniałości zdecydowanie umieszczają Dickinsonia w królestwie zwierzęcym, ustanawiając Dickinsonia jako najstarsze potwierdzone makroskopowe zwierzęta w zapisie kopalnym (558 milionów lat temu), obok marginalnie młodszego Kimberella z Zimne Gory (555 milionów lat temu). Jakkolwiek obco wyglądały, obecność dużych zwierząt Dickinsonia, osiągających 1,4 m wielkości, ujawnia, że biota ediacariańska w zapisie kopalnym nie jest niezależnym eksperymentem z dużymi rozmiarami ciała, ale istotnie preludium do eksplozji kambryjskiej życia zwierzęcego.  

“Preludium” jest trochę wieloznaczne, ale przyznaję, że to są zwierzęta. Zapytałem moją przyjaciółkę, Latha Menon, która ma doktorat z Oksfordu w dziedzinie wczesnych etapów życia, czy ten artykuł jest istotny i podaję jej odpowiedź (za jej pozwoleniem):  

Uważam, że to jest ważna praca. Niedawno widziałam w kolekcji piękny okaz Dickinsonia . Rzeczywiście można zobaczyć, że jest podobny do bardzo cienkiego płazińca (a może gigantycznego Trichoplax?) rozciągniętego na nierównym podłożu.   Wiele napisano o jego morfologii, ale znalezienie okazu ze związaną z nim materią organiczną i pokazanie, że jest to zwierzę na podstawie biomarkerów, jest bardzo solidnym dowodem. Mamy wskazówki prostych, wcześniejszych zwierząt w śladach, znalezionych przez Alexa Liu i przeze mnie oraz niezwykły, spłaszczony okaz Haootia, który odkrył Martin Brasier, a który wydaje się pokazywać pasma mięśni. Ten okaz jest młodszy i jest częścią bardziej skomplikowanego zestawu, ale dobrze jest mieć solidne dowody zwierząt na długo przed kambryjską granicą i jakieś 40 milionów lat przed eksplozją kambryjską. Zwierzęta nie wybuchły wtedy na scenie; był, jak większość z nas podejrzewała, bardzo długi lont.


Oczywiście to nie znaczy, że wszystkie duże formy ediakariańskie były zwierzętami; prawdopodobnie było kilka rodzajów. Ale pokazuje to, że „pikowana” forma była zwierzęciem, a to sugeruje, że były nimi także inne, enigmatyczne postaci w tej biocie.

Tutaj jest zdjęcie z Australian National University, pokazujące Bobrowskiego zbierającego skamieniałości w Rosji. To nie jest łatwe!  

 

________

Bobrovskiy, I., J. M. Hope, A. Ivantsov, B. J. Nettersheim, C. Hallmann, and J. J. Brocks. 2018. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals. Science 361:1246-1249.


A Science News and Views piece on the paper:  Summons, R. E. and D. H. Erwin. 2018. Chemical clues to the earliest animal fossils. Science 361:1198-1199.


The earliest known animal?

Why Evolution Is True, 21 września 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Artykuł pochodzi z portalu Listy z naszego sadu

O autorze wpisu:

Jerry Allen Coyne (ur. 1949) – amerykański biolog, znany z krytyki koncepcji "inteligentnego projektu". Profesor biologii na Wydziale Ekologii i Ewolucji University of Chicago. Wybitny i aktywny nowy ateista, laureat wyróżnienia Polskiego Stowarzyszenia Racjonalistów "Racjonalista Roku" za rok 2013, stały współpracownik Andrzeja i Małgorzaty Koraszewskich na portalu Listy z naszego sadu.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

dwadzieścia − 10 =