Fosili neobičnih organizama, od stvorenja nalik meduzama do crvolikih bića s vidljivim organima pronađeni u Kini, otkrivaju da je složen životinjski svijet postojao prije kambrijske eksplozije, još u doba edijakarijuma. Naučnici sada preispituju granicu između dva ključna perioda u evoluciji života na Zemlji.
Rođaci meduza u obliku pehara s minijaturnim „rukama“, debeljuškasto stvorenje bez ekstremiteta koje podsjeća na kobasicu, duguljaste životinje s pljosnatim diskovima za pričvršćivanje na morsko dno.
Fosili pronađeni na lokalitetu u jugozapadnoj Kini, tako dobro očuvani da se mogu vidjeti njihovi detalji, nude uvid u vrijeme u dalekoj prošlosti Zemlje nazvano edijakarijum (prije 635 miliona do 542 miliona godina). Otkriće sugeriše da su složene životinje, koje su možda čak i preci svih kičmenjaka, postojale milionima godina ranije nego što smo nekada mislili.
Nekoliko vrsta stvorenja ranije je bilo poznato iz edijakarijuma, ali evolucija složenog životinjskog svijeta dugo se povezivala s kambrijumom, kasnijim periodom prije 542 miliona do 488 miliona godina, kada su raznolikost i složenost faune bile u procvatu.
Tokom kambrijske eksplozije života na Zemlji pojavile su se životinje širokog spektra bizarne građe i s neobičnim sposobnostima adaptacije. Neke grupe su izumrle, ali su druge vremenom dovele do modernih životinjskih grupa kao što su hordati, rakovi i mekušci.
Pošto fosilni zapisi iz kambrijuma skrivaju raznolikost životinjskih vrsta, naučnici su dugo pretpostavljali da složen životinjski svijet još nije postojao tokom edijakarijuma.
Međutim, fosili iz Kine pričaju drugačiju priču. Ovi organizmi bez kostiju fosilizirali su se kao biofilm, brzo su prekriveni zemljom i sabijeni između slojeva stijena, ostavljajući za sobom dvodimenzionalne otiske svojih organskih tkiva. Čitava tijela životinja su sačuvana. Struktura aparata za unos hrane, nježni udovi, pa čak i tragovi unutrašnjih organa, koji se obično gube tokom fosilizacije, još su vidljivi.
Prvi put naučnici imaju pred sobom veoma detaljne primjerke životinja iz kasnijeg dijela edijakarijuma. Ono što je međunarodni tim istraživača vidio ukazuje na to da je složen životinjski svijet nastao u periodu prije 554 miliona do 539 miliona godina, odnosno najmanje četiri miliona godina prije kambrijuma, navodi se u radu objavljenom u časopisu Science.
„Pronašli smo ono što smo dugo očekivali, a to su fosili iz edijakarijuma očuvani poput onih iz perioda kambrijuma. Zapravo počinjemo da susrećemo neke od organizama koji su slični onima iz kambrijuma, kako se pojavljuju u edijakarijumu kada imate kvalitetno očuvan materijal“, precizirao je koautor studije Ros Anderson, vanredni profesor historije prirode na Univerzitetu u Oksfordu u Ujedinjenom Kraljevstvu.
Riznica fosila
Istraživači su pronašli fosile na lokalitetu Đijangčuan, poznatom nalazištu biota u današnjoj kineskoj provinciji Junan. Lokalitet se prostire na samo 50 kvadratnih metara, što je otprilike površina dvanaest dušeka veličine king size. Naučnici iz Kine, a zatim i iz Velike Britanije, iskopali su približno 700 fosila tokom više iskopavanja između 2022. i 2025. godine.
Oko 200 ovih primjeraka predstavljalo je životinje, od kojih su mnogi bili dužine manje od 2,5 centimetra.
„Zapanjena sam što su tokom tako malo odlazaka na teren pronašli toliko toga“, rekla je Džo Volf, saradnica Odjeljenja za biologiju organizama i evolucije na Univerzitetu Harvard, koja nije bila uključena u novo istraživanje.
Šest primjeraka u obliku pehara podsjećalo je na vrstu životinje iz edijakarijuma pod nazivom Haootia quadriformis, koja je bila dio grupe fosila pronađenih u Njufaundlendu i datira iz perioda prije 565 miliona godina. Fosili nalik crvima s „čvrstim“ diskovima, ukupno 56 fosiliziranih organizama, bili su drugačiji od bilo koje druge drevne životinje.
Druga vrsta životinje ličila je na segmentirano morsko stvorenje s pipcima pod nazivom Herpetogaster, koje je ranije bilo poznato samo iz doba kambrijuma. Za Džo Volf to je detalj koji privlači pažnju: „Prilično je neobična situacija imati mješavinu organizama edijakarijumskog i kambrijumskog tipa na jednom lokalitetu. To zamagljuje granice između onoga što su edijakarijumski i kambrijumski oblici života.“
Prisustvo očuvanih, vidljivih crijeva kod crva u obliku kobasice također je bilo prilično rijetko kod fosila iz edijakarijuma, jer većina fosila iz ovog perioda predstavlja otiske tijela ili kretanja organizma, dodala je Volf.
Mnogi fosili pokazuju bilateralnu simetriju, u kojoj su lijeva i desna strana tijela iste. Većina savremenih životinja posjeduje ovu osobinu, a fosili pružaju obilje dokaza da je evolucija dovela do nje prije kambrijuma.
„To je zaista riznica bilateralnih fosila, nešto što ranije nismo imali“, naglasio je profesor Anderson.
Možda su najzanimljiviji fosili oni koji potencijalno predstavljaju deuterostomije, životinjsku grupu koja obuhvata kičmenjake, kao i morske zvijezde i morske ježeve. Prije novog otkrića, najraniji poznati fosili deuterostomija datirali su iz doba kambrijuma, što pomjera pojavu ove grupe u edijakarijumsko doba.
„To pokazuje da su naši preci kičmenjaci bili prisutni u ovoj prilično ranoj fazi evolucije životinja“, objašnjava profesor Anderson. „Mislim da je to zaista uzbudljivo.“
Međutim, klasifikacija izumrlih životinja koje nikada ranije nisu viđene na osnovu nekoliko fosiliziranih karakteristika može biti teška, posebno kada naučnici imaju samo jedan fosil za proučavanje, primijetila je Volf.
Kod rakova koje ona proučava, različite vrste često dijele karakteristike koje predstavljaju konvergentnu evoluciju, kada se iste osobine razvijaju nezavisno u različitim lozama – što postaje očigledno tek kroz analizu DNK savremenih životinja.
Za životinjske fosile kojima nedostaje sačuvana DNK i ne liče ni na šta živo danas, otkrivanje njihovih srodstava s poznatim životinjskim grupama može biti znatno teže. „Najveća teškoća s organizmima iz doba edijakarijuma jeste to što morate zasnivati svoje tumačenje na vrlo malom broju karakteristika“, objasnila je Džo Volf.
Toliko toga još treba otkriti
Iako nalazi ukazuju na to da su složene životinje već evoluirale do kraja edijakarijuma, eksplozija vrsta u kambrijumu ipak je proizvela nova i važna životinjska koljena, taksonomsku klasifikaciju ispod carstva, poput mekušaca i zglavkara, te uvela neviđenu raznolikost vrsta.
„U tom smislu, i dalje mislim da je kambrijum prilično jedinstven“, kaže profesor Anderson. Ipak, nalazi fosila podržavaju sve veći broj dokaza da je evolutivni bum povezan s kambrijumom imao raniji početak, „možda se protežući unazad do doba edijakarijuma“.
Ova studija je samo početak naučnog istraživanja pronađenih stotina fosila, dodao je Anderson. Naučnici će istražiti uslove u bioti Đijangčuan koji su doveli do izuzetnog očuvanja fosila, a ostaje još mnogo pitanja o biologiji, navikama i interakcijama ovih životinja, među kojima su bili i naši najraniji evolutivni preci.
„Kakva je bila njihova ekologija? Gdje su živjeli? Kakve su vrste organizama bili? Mislim da će nas ovi nalazi informisati o mnogo toga o našem vlastitom porijeklu. To je nešto zbog čega sam prilično uzbuđen zbog ovog nalazišta“, zaključio je profesor Anderson.