Команда геохимиков из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила химические доказательства того, что организмы, похожие на морских губок, существовали 541 миллион лет назад. Это открытие, основанное не на скелетных останках, а на специфических молекулярных следах в древних породах, отодвигает возможное время появления первых животных в истории планеты. Результаты исследования были опубликованы 29 сентября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В основе доказательств лежит концепция «химических окаменелостей» — микроскопических следов древней жизни, сохранившихся в осадочных породах. В отличие от костей или отпечатков, они невидимы невооруженным глазом и представляют собой сохранившиеся биомолекулы. Ключевыми молекулами в данном исследовании стали стеролы и их геологически стабильные ископаемые формы — стераны.
Стеролы, такие как холестерин, имеют ядро из четырех соединенных углеродных колец, но разные организмы производят их с различным числом атомов углерода. Например, люди производят стеролы с 27 атомами углерода (C27), а большинство растений — с 29 атомами (C29). Уникальность открытия заключается в идентификации стеранов, образовавшихся из крайне редких стеролов с 30 (C30) и 31 (C31) атомами углерода.
Первоначальное открытие было сделано еще в 2009 году, когда та же команда из MIT обнаружила в образцах пород из Омана первые химические ископаемые свидетельства существования древних губок — стераны C30. Однако тогда возникли споры: критики предполагали, что эти молекулы могли образоваться в результате небиологических геологических процессов или принадлежать другим организмам.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи, включая соавторов исследования Любну Шавар и Роджера Саммонса, проанализировали дополнительные образцы пород эдиакарского периода. Образцы были собраны в Омане, Индии и Сибири. В этих породах было обнаружено значительное количество еще более редких стеранов С31, что стало весомым аргументом в пользу губочной теории.
Уверенность ученых строится на трех независимых линиях доказательств. Первая — геологическая: древние породы с трех разных континентов содержат уникальные стераны C30 и C31. Это указывает на глобальное распространение организмов, которые их производили.
Вторая линия доказательств — биологическая. Исследователи установили, что некоторые виды современных морских губок производят точно такие же редкие стеролы С31. Более того, были обнаружены гены, отвечающие за синтез этих специфических молекул. Это создает прямую связь между древними химическими следами и современными организмами.
Третьим и решающим доказательством стал лабораторный химический синтез. Команда синтезировала восемь схожих по структуре стеролов C31 и с помощью симуляции смоделировала процесс их окаменения. Результаты показали, что только два из восьми могли образоваться естественным путем в породах под воздействием геологических процессов. Остальные шесть могли появиться только в результате биологической активности, что убедительно указывает на живой источник.
Наличие стеранов в породах возрастом 541 миллион лет является неопровержимым доказательством существования в тот период эукариот — сложных организмов с клеточным ядром, к которым относятся все животные и растения. Это помогает точнее определить время, когда сложная жизнь стала широко распространена на планете.
Проделанная работа также предлагает четкую методологию для проверки подлинности биомаркеров стеролов. Это гарантирует, что «сигнал действительно исходит от жизни», а не является продуктом небиологической химии. В будущем команда планирует продолжить поиски химических окаменелостей в породах из других регионов мира.
Как выглядели эти древние организмы, остается неизвестным, поскольку их мягкие тела не оставили традиционных окаменелостей. Роджер Саммонс предполагает, что они обитали в океане, были мягкотелыми и не имели кремниевого скелета, характерного для многих современных губок.
Изображение носит иллюстративный характер
В основе доказательств лежит концепция «химических окаменелостей» — микроскопических следов древней жизни, сохранившихся в осадочных породах. В отличие от костей или отпечатков, они невидимы невооруженным глазом и представляют собой сохранившиеся биомолекулы. Ключевыми молекулами в данном исследовании стали стеролы и их геологически стабильные ископаемые формы — стераны.
Стеролы, такие как холестерин, имеют ядро из четырех соединенных углеродных колец, но разные организмы производят их с различным числом атомов углерода. Например, люди производят стеролы с 27 атомами углерода (C27), а большинство растений — с 29 атомами (C29). Уникальность открытия заключается в идентификации стеранов, образовавшихся из крайне редких стеролов с 30 (C30) и 31 (C31) атомами углерода.
Первоначальное открытие было сделано еще в 2009 году, когда та же команда из MIT обнаружила в образцах пород из Омана первые химические ископаемые свидетельства существования древних губок — стераны C30. Однако тогда возникли споры: критики предполагали, что эти молекулы могли образоваться в результате небиологических геологических процессов или принадлежать другим организмам.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи, включая соавторов исследования Любну Шавар и Роджера Саммонса, проанализировали дополнительные образцы пород эдиакарского периода. Образцы были собраны в Омане, Индии и Сибири. В этих породах было обнаружено значительное количество еще более редких стеранов С31, что стало весомым аргументом в пользу губочной теории.
Уверенность ученых строится на трех независимых линиях доказательств. Первая — геологическая: древние породы с трех разных континентов содержат уникальные стераны C30 и C31. Это указывает на глобальное распространение организмов, которые их производили.
Вторая линия доказательств — биологическая. Исследователи установили, что некоторые виды современных морских губок производят точно такие же редкие стеролы С31. Более того, были обнаружены гены, отвечающие за синтез этих специфических молекул. Это создает прямую связь между древними химическими следами и современными организмами.
Третьим и решающим доказательством стал лабораторный химический синтез. Команда синтезировала восемь схожих по структуре стеролов C31 и с помощью симуляции смоделировала процесс их окаменения. Результаты показали, что только два из восьми могли образоваться естественным путем в породах под воздействием геологических процессов. Остальные шесть могли появиться только в результате биологической активности, что убедительно указывает на живой источник.
Наличие стеранов в породах возрастом 541 миллион лет является неопровержимым доказательством существования в тот период эукариот — сложных организмов с клеточным ядром, к которым относятся все животные и растения. Это помогает точнее определить время, когда сложная жизнь стала широко распространена на планете.
Проделанная работа также предлагает четкую методологию для проверки подлинности биомаркеров стеролов. Это гарантирует, что «сигнал действительно исходит от жизни», а не является продуктом небиологической химии. В будущем команда планирует продолжить поиски химических окаменелостей в породах из других регионов мира.
Как выглядели эти древние организмы, остается неизвестным, поскольку их мягкие тела не оставили традиционных окаменелостей. Роджер Саммонс предполагает, что они обитали в океане, были мягкотелыми и не имели кремниевого скелета, характерного для многих современных губок.
