Китай: Знайдено губку віком 480 млн років, що змінює історію рифів

Палеонтологічні літописи Землі зберігають безліч таємниць про еволюцію життя, і кожна нова знахідка може кардинально змінити наше розуміння минулих екосистем. Нещодавнє відкриття, зроблене міжнародною групою вчених у Південному Китаї, стало саме таким проривом, проливаючи нове світло на історію одних із найважливіших будівельників древніх морських рифів — строматопороїдних губок. Дослідники виявили скам’янілі рештки представника цієї групи віком приблизно 480 мільйонів років, що відповідає ранньому Ордовицькому періоду. Ця знахідка не лише є найдавнішим відомим свідченням існування строматопороїдів, але й відсуває їхню появу в палеонтологічному літописі на вражаючі 20 мільйонів років раніше, ніж вважалося досі.

Строматопороїдні губки відігравали ключову роль у формуванні рифових екосистем протягом Палеозойської ери, виконуючи функцію, подібну до тієї, яку сьогодні виконують сучасні корали. Вони створювали масивні скелетні структури, що слугували основою для складних і біорізноманітних підводних спільнот. Розквіт строматопороїдів припав на період з пізнього середнього Ордовика до Девону (приблизно 465−360 мільйонів років тому). Цей час ознаменувався важливою екологічною трансформацією морських екосистем: переходом від домінування мікробних спільнот (як-от строматоліти) до рифів, збудованих переважно багатоклітинними скелетними організмами. Досі палеонтологи вважали, що строматопороїдні рифи з'явилися відносно раптово в пізньому Дарривільському віці Ордовицького періоду, близько 460 мільйонів років тому. Така раптовість викликала питання щодо їхнього еволюційного походження та ранньої історії розвитку.

Нове відкриття, зроблене командою під керівництвом науковців з Нанкінського інституту геології та палеонтології Китайської академії наук (NIGPAS), ставить під сумнів цю гіпотезу. У відкладах раннього Ордовика в місцевості Юаньань, провінція Ічан, Південний Китай, було знайдено винятково добре збережені рештки фосфатної строматопороїдної губки. Цей регіон давно відомий палеонтологам завдяки унікальним умовам фосилізації, що дозволяють зберігати найдрібніші деталі древніх організмів, та багатим морським екосистемам раннього Палеозою. Ордовицькі шари Південного Китаю є ключовими для вивчення Великої Ордовицької події біодиверсифікації (Great Ordovician Biodiversification Event, GOBE) — критичного періоду в історії життя на Землі, що характеризувався безпрецедентним зростанням морського біорізноманіття на рівні родин, родів та видів.

Новоописаний вид отримав назву Lophiostroma leizunia. Його знахідка не лише подовжує історію строматопороїдів на 20 мільйонів років, але й надає безцінну інформацію про ранні стратегії біомінералізації — процесу утворення мінеральних скелетних структур живими організмами. Унікальність Lophiostroma leizunia полягає в тому, що вона будувала свій скелет, використовуючи фторапатит — мінерал фосфату кальцію. Це робить її першим і поки єдиним відомим представником типу Губки (Porifera), який використовував фосфатну біомінералізацію. Інші представники цього типу, як сучасні, так і викопні, використовують для побудови скелетів переважно кремнезем (діоксид кремнію, SiO₂) або карбонат кальцію (CaCO₃). Таким чином, відкриття Lophiostroma leizunia встановлює, що тип Porifera є першою відомою групою тварин, представники якої використовували всі три основні біомінерали, відомі в тваринному царстві. Це свідчить про те, що ранні губки мали значну генетичну гнучкість та потенціал для використання різноманітних стратегій біомінералізації, можливо, реагуючи на специфічні умови навколишнього середовища раннього Ордовика, такі як хімічний склад морської води.

Аналіз скам'янілостей та оточуючих порід показав, що Lophiostroma leizunia не була поодиноким організмом, а формувала складні рифові структури. Вона відігравала ключову роль у створенні каркасу рифу, а також слугувала субстратом та зв'язуючим елементом для інших мешканців рифової спільноти. Серед них були виявлені кальцимікроби (мікроскопічні організми, що осаджують карбонат кальцію), інші типи губок (зокрема, літистидні губки), загадкові організми групи Calathium (ймовірно, також губки), та голкошкірі (echinoderms). Наявність такої різноманітної та взаємопов'язаної спільноти свідчить про значну екологічну складність цих ранньоордовицьких рифів. Ця складність виявилася цілком порівнянною з тією, що спостерігається у значно молодших, пізньоордовицьких та силурійських рифових системах, розквіт яких припав на десятки мільйонів років пізніше. Це вказує на те, що складні, побудовані тваринами рифові екосистеми виникли значно раніше, ніж припускалося.

Таким чином, відкриття Lophiostroma leizunia має фундаментальне значення. Воно не лише переписує ранню історію однієї з найважливіших груп рифобудівників Палеозою, але й збагачує наше розуміння еволюції біомінералізації у тваринному царстві. Ця знахідка демонструє ранню здатність губок до інновацій у побудові скелета та до формування складних екологічних спільнот. Вона також надає нові дані для аналізу того, як фактори навколишнього середовища, зокрема хімія океану та клімат раннього Ордовика, могли впливати на біологічну еволюцію під час такого критичного періоду в історії Землі, як GOBE. Подальші дослідження цих унікальних фосфатних рифів обіцяють розкрити ще більше деталей про зародження сучасних морських екосистем. Детальні результати дослідження опубліковані у провідному науковому журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).