На древнейших окаменелостях обнаружилась апатитовая броня

Уникальные окаменелости найдены в скалах северной Канады.

Фото Justin V. Strauss.

В поисках древней жизни приходится карабкаться в горы и пить воду, полученную из растопленного снега.

Фото Phoebe A. Cohen.

Растворив известковые породы в слабом растворе кислоты, учёные обнаружили сплетение апатитовых нитей.

Иллюстрация Phoebe A. Cohen.

Земля – планета жизни. Да, в самой ранней юности она пережила страшное столкновение с другой протопланетой, породившее Луну. Тогда вся поверхность будущей колыбели человечества была океаном раскалённой магмы. Но 3,8 миллиарда лет назад на Земле появляются осадочные породы, а значит, начинается палеонтологическая летопись. И буквально сразу же в ней обнаруживаются следы фотосинтеза, а спустя ещё 300 миллионов лет – уже и клеточные оболочки цианобактерий. Кстати, именно эти сине-зелёные крошки подарили Земле кислород (что привело к массовому вымиранию организмов, для которых это была "не та атмосфера").

Два миллиарда лет назад возникли эукариоты – организмы, у которых ДНК спрятана в клеточном ядре и изолирована от бурлящего химического котла цитоплазмы. Это позволило жизни создать тонкие механизмы, управляющие работой генов. Именно благодаря последним в нейронах синтезируются белки, которые нужны нервной системе, а в клетках мышц – те, что необходимы мускулам, хотя все клетки человеческого тела имеют одну и ту же ДНК. Другими словами, "изобретение" клеточного ядра открыло путь к многоклеточным организмам.

Как и многие другие радикальные новшества в истории биосферы, многоклеточность возникала многократно и независимо. Кстати, именно она позволяет организмам достигать макроскопических размеров, и 850 миллионов лет назад на Земле уже копошилась хайнаньская фауна.

Всю эту череду циклопических свершений, занявшую больше трёх миллиардов лет, палеонтологи именуют "криптозоем", то есть эрой скрытой жизни. Меланхолично добавляя в учебниках, что период закончился 600–540 миллионов лет назад и выделен по отсутствию организмов с минеральным скелетом. Возможно, теперь им придётся пересматривать классификацию.

В поисках древней жизни приходится карабкаться в горы и пить воду, полученную из растопленного снега.

В 2017 году Фиби Коэн (Phoebe Cohen) из Колледжа Уильямса, США, Джастин Штраус (Justin Strauss) из Дартмутского колледжа, США, вместе с коллегами из Оксфордского и Гарвардского университетов предприняли увлекательное путешествие в Канаду, на территорию Юкон. Скучать исследователям не пришлось: нужно было добывать питьевую воду из снега (в июне) и ютиться на почти вертикальных склонах, выцарапывая образцы из мраморных скал. Но находки сполна вознаградили учёных.

В породах возрастом от 500 миллионов до одного миллиарда лет удалось обнаружить минеральные оболочки эукариотов. Это были одноклеточные морские организмы разнообразных форм. Твёрдая "скорлупа", видимо, служила им защитой. Ископаемая броня представляет собой запутанные сети из множества отдельных волокон, состоящих в основном из апатитов (соединений, содержащих фосфор). Её сложная структура однозначно указывает на биологическое, а не геологическое происхождение.

Растворив известковые породы в слабом растворе кислоты, учёные обнаружили сплетение апатитовых нитей.

Анализ изотопов рения и осмия позволил датировать находки более точно. Оказалось, что им около 810 миллионов лет. Это самые древние следы минерального скелета эукариотов. По словам Коэн, предыдущий рекорд побит с отрывом в двести миллионов лет. "Эукариоты строили очень сложные биоминерализованные структуры намного раньше, чем мы думали", – отмечает она.

Исследователи подчёркивают, что очень важно понять, почему эти организмы отделяет от других коллег по "каменному строительству" такая бездна времени. Для сравнения, последние динозавры жили всего 66 миллионов лет назад.

Конечно, дело может быть в том, что ископаемые "промежуточного" возраста просто ещё не найдены. Но не исключено, что есть более веские причины – например, химия океанов. Древним микробам материалом для внешнего скелета послужили апатиты – они входят в состав и наших костей и зубов (бывают, кстати, куда более экзотические варианты). Но, если морская вода тех времён была так богата фосфором, почему другие организмы не развили ту же способность? "Есть много интересных вопросов, которые нужно решить", – говорит Коэн.

Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.