میلیون ها سال پیش زندگی روی زمین چه بوده است؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

افزایش شدید تعداد گونه های بیولوژیکی، به نام "انفجار کامبرین"، فانوزوئیک - عصر "زندگی آشکار" را باز کرد. با این حال، زندگی "مخفی" در دوره قبل نیز بسیار متنوع بود و در میان چیزهای دیگر، اشکال غول پیکر را به وجود آورد. کشف اسرار این جانور فوق العاده باستانی با اکتشافات انجام شده در روسیه امکان پذیر شد.

اولین آثار موجودات چند سلولی با بدن نرم ماکروسکوپی، که می توان با دقت به پرکامبرین نسبت داد، در دهه 1860 در منطقه نیوفاندلند یافت شد. در قرن بیستم، یافته های قابل توجهی در نامیبیا و استرالیا به دست آمد. در قلمرو کشور ما، فسیل های جداگانه ای در هسته استخراج شده از چاه ها (اوکراین، کریمه، اورال) یافت شد.

اینها چاپ های کوچکی بودند که شبیه دیسک یا کیک بودند که حتی بلافاصله به عنوان اثری از موجودات زنده شناخته نمی شدند: برخی معتقد بودند که ما در مورد ردپایی از فرآیندهای زمین شناسی صحبت می کنیم. مشکل این بود که در ابتدا امکان تعیین سن سنگ به طور قابل اعتماد وجود نداشت و برخی از محققان این یافته ها را به کامبرین، سیلورین یا اردوویسین نسبت دادند.

یقین تنها در سال 1957 ظاهر شد، زمانی که آثار موجودی به نام چارنیا که در بریتانیای کبیر یافت شده بود، به صراحت به دوران پرکامبرین مربوط شد.

جالب است نه تنها حقیقت کشف بقایای گروه بزرگی از حیوانات پرکامبرین، بلکه این واقعیت است که ظاهر و ساختار آنها بسیار غیرعادی است، گویی در مورد زندگی بیگانه صحبت می کنند. اما این حیات که وندیان یا Ediacaran بیوتا نامیده می‌شود، اولین ظهور انبوه موجودات چند سلولی در فسیل‌ها شد که بیش از 600 میلیون سال پیش در اقیانوس ساکن بودند.

تاریخچه گسترده ترین و منحصر به فرد ترین مکان ردپاهای جانوران وندیان در سال 1972 آغاز شد، زمانی که دانش آموز کارآموز، ای وی استپانوف چندین ردپای از موجودات زنده را در شبه جزیره اونگا در دهانه رودخانه سیوزما (منطقه آرخانگلسک) پیدا کرد و یافته را به آن تحویل داد. موسسه زمین شناسی ANSSSR.

یکی از کارمندان موسسه، پروفسور B. M. Keller، چاپ ها را مورد بررسی قرار داد و به شباهت آنها با چاپ های جانوران پرکامبرین از نامیبیا اشاره کرد. به زودی یک اعزامی به سواحل دریای سفید، توسط بوته های سیوزما فرستاده شد. یافتن چیزی در محل یافته های دانش آموز امکان پذیر نبود، با این حال، در حدود پنج کیلومتری رودخانه، هیئت اعزامی با رخنمونی در ساحلی شیب دار برخورد کرد.

چاپ های جدیدی بر روی بلوک های ماسه سنگی بیرون زده پیدا شد. سال بعد، در "دیوار" 15 متری شیب دار کاشفان، یک اکسپدیشن جدید جایگزین شد که شامل N. M. Chumakov و نویسنده این خطوط بود.

دروغ گفتن و خزیدن

هر آنچه در مورد جانوران وندیان می دانیم به شکل نقش برجسته های نازک روی سطح ماسه سنگ به ما رسیده است. از این موجودات هم بازنمایی منفی و هم مثبت وجود دارد.

وند قلمرو تقارن سه پرتو بود. Tribrachidium یک نمونه کلاسیک از چنین موجودی است (عکس زیر). در غیاب دشمنان طبیعی (نمایندگان جانوران وندیان یکدیگر را نمی خوردند)، تریبراکیدیوم به طور مسالمت آمیز در پایین قرار داشت و برای اینکه ریزذرات مغذی را که جریان از طرف های مختلف آورده بود از دست ندهید، سه دهانه دهان به دست آورد. سپس از طریق سه شاخه روده، غذا وارد بدن می شد.

نوع دیگری از حیوانات در وندیان شامل موجوداتی با ساختار دو طرفه بود، اما برخلاف حیوانات بعدی مانند تریلوبیت ها، قسمت راست و چپ بدن موجودات وندیان تقارن کاملی نداشت.

آنها با به اصطلاح تقارن انعکاس چرا مشخص می شدند، زمانی که "پرتوهای" مخالف در یک الگوی "شطرنجی" در مقابل یکدیگر قرار می گیرند. عکس پایین چاپی از حیوان Dickinsonia را نشان می دهد.در برخی از موجودات از این نوع، به عنوان مثال، در اندیوا، سفالیزاسیون به وضوح قابل مشاهده است - جداسازی ناحیه سر، احتمالاً با سلول های حساس.

محافظت شده توسط یخ و گچ

صخره کنار رودخانه برای ما دریچه ای به گذشته های دورتر غیرقابل تصور شد. من چندین سال متوالی به آنجا می آمدم و هر سال یافته های جدیدی به ما می دادم. در بهار، یخ‌های ذوب شده از ساحل، صفحات ماسه‌ای جدید با آثار دوران وندیان را پاره کرد. همه اینها اولین بار در روسیه بود - در چنین مقدار، در چنین پیچیدگی و در چنین تنوع.

به نظر می رسید که پس از موفقیت علمی باورنکردنی، انتظار چیزی بیشتر از این دشوار بود. اما ما تصمیم گرفتیم به اطراف نگاه کنیم: دریای سفید بزرگ است - ناگهان مکان های امیدوار کننده جدیدی در سواحل آن وجود خواهد داشت. انتخاب در کوه های زمستانی، واقع در حدود 200 کیلومتری مسیر دریایی از سیوزما، افتاد. در اینجا، رخنمون ها قطعه ای از ساحل رودخانه به ارتفاع 10-15 متر نبودند، بلکه رسوباتی از لایه های رسی و ماسه سنگی با ضخامت ظاهری حدود 120 متر بودند که روی سطح بیرون زده بودند. آنها برای 700 متر دیگر به اعماق زمین رفتند. متر

دوره ای که ما در آن زندگی می کنیم با سطح غیرعادی پایین اقیانوس مشخص می شود: مقدار زیادی آب توسط کلاهک های قطبی محدود شده است. در زمان‌های گرم‌تر و طولانی‌تر، آنقدر آب وجود داشت که بین دریاهای سیاه و سفید کنونی، خشکی وجود نداشت.

درود از اجداد

یکی از امیدوارکننده ترین فرضیه ها مربوط به یک حیوان وندی به نام Ausia fenestrata است - فقط 2 اثر از آن از سواحل دریای سفید به دست آمد (دو اثر مشابه دیگر در نامیبیا یافت شد).

Fenestrata به معنای «پره‌دار» است و در واقع، طبق آثار چاپی، ظاهر این حیوان در ابتدا به‌عنوان نوعی کیسه بازسازی شده است که سطح آن با سوراخ‌های بزرگی پر شده است. شبیه یک اسفنج به نظر می رسید، اما اندازه سوراخ ها چندان با این فرضیه سازگار نبود. بعداً فکر دیگری مطرح شد: اگر چاپ ظاهر کامل حیوان را حفظ نمی کرد، بلکه فقط بخشی از آن را حفظ می کرد چه؟ گونی با "پنجره" به طرز چشمگیری شبیه سبد آبششی از آکوردهایی مانند آسیدین بود که متعلق به نوع tunicata (tunicates) بود.

در تونیکات، سبد داخل است و با پوسته ای شبیه تونیک پوشیده شده و از ماده ای شبیه سلولز تشکیل شده است. آسیدین ها مربوط به نیزه ها هستند - حیوانات آکورد ابتدایی که در پایه درخت همه مهره داران، از جمله، البته، انسان ها یافت می شوند.

بنابراین، اگر فرضیه مربوط به خویشاوندی Ausia fenestrata با تونیکات ها درست باشد، این بدان معناست که در رسوبات 550 سال ما یک شاخه تکاملی را که از جانوران وندیان به انسان می رود، کشف کردیم.

و 25000 سال پیش دشت روسیه تا عرض جغرافیایی کیف با یخ پوشیده شده بود - این توده عظیمی بود که دائماً از بالا یخ می زد. و پوسته زمین زیر وزن یخ شروع به خم شدن کرد. هنگامی که یخ ها رفتند، روند مخالف شروع شد: گویی "بهار"، پوسته شروع به برآمدگی به سمت بالا کرد و کف اقیانوس های باستانی را به آسمان برد.

کوه‌های زمستانی که به آن‌ها رسیدیم، همچنان به سمت بالا رشد می‌کنند و لایه‌های رس و ماسه‌ای را که زمانی در پایین انباشته شده بودند، بالا می‌برند. و جالب اینجاست: در برخی نقاط، لایه‌های تقریباً کیلومتری این رسوبات توسط لوله‌های کیمبرلیت سوراخ می‌شوند - دریچه‌هایی که از طریق آنها ماگما به سطح می‌رفت.

این دریچه ها با مواد باستانی تا حدی ذوب شده و تا حدی تغییر یافته پر شده اند. و در آن، به اندازه کافی عجیب، بلوک هایی از سنگ آهک وجود دارد که در منطقه نیست. و در بلوک ها - فسیل هایی با جانوران کامبرین و اردوویسین. این همه از کجا می آید؟

پاسخ ساده بود: در طی میلیون‌ها سال، در لایه‌های ماسه‌ای رسی، رسوبات دیگری از اقیانوس‌های بعدی انباشته شدند، اما همه این رسوبات متعاقباً خورده شدند و تکه‌های تکی کف آهکی در لوله‌های کیمبرلیت حفظ شدند. توده های سنگ آهک پس از پرتاب شدن در اثر انفجار آتشفشانی در آنجا سقوط کردند. پس از از بین بردن رسوبات کف دریاهای کامبرین و اردویسین، طبیعت رسوبات اقیانوس پرکامبرین را برای ما آشکار کرده است.

علاوه بر این، با توجه به این واقعیت که این نهشته ها میلیون ها سال توسط سنگ های دیگر پوشیده شده بودند، لایه های باستانی که در آنها رس و ماسه سنگ متناوب هستند بسیار تازه هستند: رس ها خاصیت ارتجاعی خود را از دست نداده اند، هیچ اثری از تغییر شکل های قوی وجود ندارد و بنابراین کوه های زمستانی به یک مکان منحصر به فرد با آثار نازک و واضح از جانوران وندیان ختم شد.

آسیدیا و "سبد" آن

قراضه به عنوان ابزار دانش

هنگامی که ما شروع به تحقیق در مورد بیوتای Vendian کردیم (به هر حال، اصطلاح "Vendian" در سال 1952 توسط آکادمیک BS Sokolov پیشنهاد شد)، ما فقط چند نمونه از چاپ این حیوانات مرموز داشتیم. امروزه به لطف اکسپدیشن هایی به کوه های زمستانی که حتی در دهه 1990 متوقف نشدند، مجموعه ای از حدود 10000 نمونه در روسیه جمع آوری شده است که اولویت در توصیف آنها متعلق به دیرینه شناسان روسی است.

این مجموعه ای از اهمیت جهانی است که به ویژه شامل نمونه هایی از آن حیوانات است که آثار آنها در نیوفاندلند، اورال، استرالیا و نامیبیا نیز یافت شده است.

جستجوی اثر انگشت چگونه کار می کند؟ در ارتفاع صخره، یک تخته ماسه سنگی بیرون زده است. معلوم نیست چیزی روی آن هست یا نه. برای پی بردن به این موضوع باید چندین تن رسوب را با خرچنگ و بیل برداشته و قسمتی از سطح دال را آزاد کرد. سپس دال را شکافته و تکه به تکه پایین می آورند.

بلوک های ماسه سنگی سنگین باید در پشت کشیده شوند. در زیر، در ساحل، قطعات دال شماره گذاری شده و در کنار هم قرار می گیرند. سپس آن را برمی گردانند. چاپ ها، در صورت وجود، در سمتی از صفحه هستند که رو به پایین بود. اما آنها هنوز هم دیده نمی شوند، زیرا ماسه سنگ با خاک رس پوشیده شده است.

حالا باید خاک رس را با برس و آب با دقت بشویید و چاپ های مورد نظر را پیدا کنید. از یافته‌ها باید در زیر پرتوهای غروب خورشید عکسبرداری شود تا نقش برجسته در نور کم بهتر دیده شود. قبلاً از این داستان کوتاه مشخص است که استخراج نمونه ها از نظر فیزیکی کار سختی است. اما شرایط سخت سفرها، هیجان جنون آمیز کاشفانی را که فرصتی برای نگاه کردن به صفحه اسرارآمیز تاریخ حیات روی زمین داشتند، جبران می کند.

در دنیایی که آشکار نیست

دیرینه شناسانی که با جانوران فانوزوئیک کار می کنند اغلب با فسیل های واقعی - صدف، پوسته، دندان، استخوان، تخم های فسیل شده سر و کار دارند. جانوران وندین قبل از دوران بیومرینالیزاسیون فعال ذاتی کامبرین متولد شد.

بیشتر این موجودات عجیب نه اسکلت داشتند، نه پوسته سخت و نه پوسته سخت. بدن آنها نرم، اغلب شبیه چتر دریایی بود، و تعداد کمی از گونه ها دارای یک سپر پشتی نازک به اندازه کاغذ یا غلاف کیتینی لوله ای بودند.

بنابراین، تمام آن چیزی که متخصصان جانوران وندیان با آن سروکار دارند، نقش برجسته‌ای بر روی ماسه‌های سیمانی است که زمانی بدنه ژلاتینی را پوشانده بود، که تقریباً بدون هیچ اثری ناپدید شد. از این رو، دشواری باورنکردنی در تفسیر این آهنگ‌ها وجود دارد. در اینجا فقط چند نمونه آورده شده است.

یکی از انواع بارز چاپ دیسک های به اصطلاح شعاعی است. در ابتدا، آنها به عنوان اثری از ارگانیسم های چتر دریایی تفسیر شدند که نام های مربوطه مانند "cyclomedusa" را دریافت کردند. فرض بر این بود که این چتر دریایی آزادانه شنا نمی کنند، بلکه دائماً در کف می نشینند (مانند برخی از گونه های مدرن).

این تعبیر غالب بود تا اینکه در نزدیکی دیسک ها شروع به یافتن آثاری از برخی موجودات شبیه پر کردند و پس از آن تصویر کاملاً متفاوتی ترسیم شد: "cyclomedusa" فقط آثاری از به اصطلاح دیسک های پیوست است. این ارگانیسم به روش زیر رشد کرد: لارو به پایین فرو رفت، پایه آن رشد کرد که به تدریج با ماسه پوشانده شد.

و قبلاً از پایه یک ساقه با شاخه های جانبی رشد کرد که با کمک آن حیوان تغذیه می کرد. هنگامی که این موجود می مرد، اثر دیسک بیشتر از اثر ساقه باقی می ماند، اگرچه دومی می توانست به اندازه های سیکلوپی برای جانوران اولیه برسد - ارتفاع تا 3 متر با قطر دیسک حدود 1 متر.

نمونه کتاب درسی دیگر Dickinsonia است.آثار به جا مانده از این موجود شبیه برگ های گیاهان رگه دار است. پس شاید این گیاه باشد؟ یا قارچ؟ یا چیز دیگری؟ اگر این حیوان است پس دهانش کجاست و مقعد کجا؟ نویسنده این سطور از این فرضیه دفاع کرد که ما در مورد نماینده جانوران صحبت می کنیم، اما برای حدود دو دهه مجبور شدم در برابر سوء تفاهم از سوی بسیاری از همکاران مقاومت کنم.

یکی از بحث‌های اصلی من به این واقعیت خلاصه می‌شود که اثری که ما تمایل داریم برای ردی از کل حیوان بگیریم، در واقع تنها توسط یک پوسته نازک کاغذ مانند شکل می‌گیرد که عناصر ساختار داخلی از طریق آن می‌درخشند. . در همان زمان، چندین چاپ وجود دارد، که به وضوح نشان می دهد که چیزی شبیه یک هاله، شبیه به اثری از بافت نرم، فراتر از ناحیه آجدار گسترش می یابد.

با این حال، تنها زمانی می‌توان ثابت کرد که دیکنسونیا به حیوانات تعلق دارد، زمانی که آثار خزیدن این موجودات پیدا و مورد مطالعه قرار گرفت. آثار شکم متحرک بیشتر محو می شود. اگر در انتهای مسیر دیکنسونیا مرد، رد پوسته کاملاً متفاوت است - واضح است. بنابراین، این یک حیوان است: به طور مستقل حرکت کرد و ظاهراً غذا را از پایین به شکل باکتری در سطح شکم خود جذب کرد.

عجیب و غریب فراکتال و تقارن

یکی از اولین نمونه های فون وندیا که توسط دانشمندان داخلی توصیف شد، وندیا بود. این چاپ در هسته چاهی در منطقه آرخانگلسک یافت شد. این حیوان دارای ساختار بدنی دو طرفه، دو طرفه با تقسیم بندی آشکار بود، که این امکان را فراهم می کرد که حتی این موجود را "تریلوبیت برهنه" نامید (همانطور که مشخص است، تریلوبیت های واقعی در کامبرین ظاهر شدند).

اما حتی در آن زمان، B. M. کلر متوجه شد که قسمت‌های چپ و راست بخش‌ها در مقابل هم نیستند، بلکه به شکل شطرنجی هستند. این پدیده، که من آن را "تقارن بازتاب چرا" نامیدم، در میان حیوانات وندیان بسیار رایج است، که راز دیگری است، زیرا چیزی شبیه به آن در کامبرین مشاهده نمی شود.

ظاهراً چنین تقارن عجیبی از موجودات دو طرفه با برخی از ویژگی های رشد و نمو ارگانیسم همراه است - شاید یک رشد به اصطلاح مارپیچی وجود داشته باشد که برای مثال مشخصه گیاهان بوده و شامل تقسیم متناوب یک یا گروه دیگر است. از سلول ها

در رانکومورف ها - موجودات پر مانند از نوع سیکلوموزا (که در بالا مورد بحث قرار گرفتند) - نه تنها تقارن انعکاس نگاه مشاهده می شود، بلکه شکستگی ساختار نیز مشاهده می شود. لوله ها از ساقه اصلی منشعب می شوند که سپس به همان صورت منشعب می شوند و شاخه های جدید دوباره منشعب می شوند.

چارنیا یکی از اشکال شناخته شده از فون وندیان است. این به ارگانیسم های به اصطلاح پر مانند تعلق دارد و به احتمال زیاد حیوانی است که سبک زندگی وابسته ای دارد. چارنیا، و همچنین برخی از اشکال مشابه دیگر، از نظر ظاهری شبیه بوته های سرخس بود که از بستر دریا رشد می کردند.

انشعاب آوندها از ساقه اصلی دارای ساختار فراکتالی بود که یکی از ویژگی های بارز جانوران وندیان است. همچنین موجودات لوله‌ای شکل در وندیان وجود داشتند که به طور مشابه از پایین "چسبیده بودند".

علاوه بر موجودات دو طرفه با تقارن انعکاس سر خوردن، موجودات جالبی با تقارن سه پرتو در وندیان مشاهده می شود که برای دوره های بعدی نیز غیر معمول است. به عنوان مثال، اینها شامل تری براکیدیوم است که اثر آن شبیه یک صلیب شکسته سه پرتو است که در یک دایره حکاکی شده است (به احتمال زیاد، اینها آثاری از کانال های دستگاه گوارش است که به سه دهانه دهان منتهی می شود).

این شامل ونتوگیروس ها نیز می شود - این موجودات تخم مرغی با سیستم پیچیده ای از حفره های داخلی بر اساس سه اتاق هستند.

سرما برای غول ها

هر چه رکورد فسیلی اطلاعات بیشتری در مورد تنوع جانوران وندیان برای ما به ارمغان بیاورد، سوال در مورد جایگاه بیوتای وندین در درخت تکاملی حادتر است.اجداد این آبزی شگفت انگیز چه کسانی بودند و آیا می توانید نوادگان آن را در میان حیوانات دوره های بعدی بیابید؟

بدیهی است که موجودات وندین اولین جانوران چند سلولی نبودند. در پارک ملی یخبندان در مونتانا (ایالات متحده آمریکا) و استرالیا، زنجیره‌ای از آثار موجودات چند سلولی که 1600 تا 1200 میلیون سال پیش می‌زیستند، پیدا شده است. اعتقاد بر این است که این نقش‌ها، که شبیه گردنبندی از مهره‌های کوچک است، از یک حیوان دریایی استعماری از نوع پولیپ هیدرویدی است.

این حیات یک میلیارد سال از وندیان قدیمی‌تر است، اما … هیچ اثری از موجودات چند سلولی پیش از وندیا، به‌ویژه هیچ گونه اجدادی، هنوز یافت نشده است. این باعث می شود فکر کنیم که شاید پیدایش چند سلولی در حیوانات یک جهش تکاملی یکباره نبود، بلکه نوعی استراتژی بود. به عنوان مثال، حتی امروزه برخی از تک یاخته های تاژک دار وجود دارند که یا به عنوان موجودات تک سلولی جداگانه زندگی می کنند، یا در کلنی هایی جمع می شوند که به عنوان یک موجود زنده عمل می کنند. اگر اسفنج به سلول های جداگانه روی الک مالیده شود، سلول ها می توانند دوباره به هم برسند.

حتی آزمایش‌هایی انجام شد که در طی آن، هنگامی که پارامترهای محیط (دما، شوری) تغییر کرد، سلول‌های جنین یک ارگانیسم چند سلولی متلاشی شدند و تک سلولی شدند. بنابراین، این امکان وجود دارد که هیچ دودمان پیوسته ای از موجودات چند سلولی از "مهره ها" از مونتانا تا جانوران وندیا وجود نداشته باشد، اما ممکن است نسل هایی از اشکال تک سلولی بین آنها وجود داشته باشد.

غول گرایی وندیا احتمالاً در شرایط خاص طبیعی آن محیط و آن عصر توضیح می دهد. واقعیت این است که غنی ترین مکان های این جانور در جایی یافت می شود که کربنات ها در کف انباشته نشده اند. و این خاصیت حوضه های آب سرد است - در آنها است که رسوبات اصلی سیلت، خاک رس و ماسه است.

آب سرد حاوی اکسیژن بیشتری است، دائماً مخلوط می شود و مواد آلی مغذی را از پایین می آورد. حیوانات وندین یکدیگر را نمی خوردند - آنها ریز ذرات را از آب یا از ته جذب می کردند که برای آنها عمر طولانی و توانایی تبدیل شدن به اشکال بزرگ را فراهم می کرد.

با این حال، به احتمال زیاد، گرم شدن کره زمین و کاهش تعداد دریاهای سرد بود که باعث انقراض جانوران وندیان شد. در کامبرین، ما یک زندگی کاملا متفاوت را می بینیم - به ویژه، سازگار با زندگی در آب با محتوای اکسیژن کمتر. اما روند زیست کانی سازی به طور فعال آغاز شد و حیوانات شروع به به دست آوردن اسکلت ها، پوسته ها و پوسته های قوی کردند.

به این سوال که آیا نوادگانی از جانوران وندین در میان جانوران کامبرین امروزی وجود دارد یا خیر، باید پاسخ مثبت داد، اگرچه همچنان موضوع بحث های علمی داغ است. به طور خاص، ما این نوادگان را در میان نرم تنان، بندپایان، همنوعان پیدا می کنیم. طبقات بسیاری از حیوانات منقرض شده وجود دارد که در کامبرین زندگی می کردند اما ریشه در وندیان دارند.