Обнаружено ранее неизвестное царство вымерших древних гигантов

Новости МирТесен

Прототакситы, являвшиеся самыми крупными живыми организмами девонского периода, не были отнесены ни к грибам, ни к растениям, ни к лишайникам. Благодаря сложному химическому и структурному анализу удалось установить, что это ранее неизвестная и полностью исчезнувшая ветвь биологического развития.

Ученые уже более полутора веков обсуждают природу этих таинственных организмов. Найденные окаменелости, известные как « прототакситы», их впервые обнаружили еще в середине XIX века. В период с 420 по 370 миллионов лет назад эти организмы были основными обитателями наземных экосистем Земли.

Древняя Земля представала иным миром: знакомых лесов не было, а растительность ограничивалась мхами и простыми кустарниками, не превышающими одного метра в высоту. Над этой равниной поднимались массивные структуры из прототаксита, достигавшие восьми метров в высоту и метра в ширину. Эти объекты походили на гигантские стволы, лишенные ветвей, листьев и корней, с луковицевидным основанием, зафиксированным в земле.

На протяжении длительного времени палеонтологи стремились определить место этих гигантов в эволюционном древе жизни. Изначально их рассматривали как предшественников хвойных деревьев, затем – как огромные водоросли, а в последние десятилетия наиболее распространенной стала гипотеза об их принадлежности к царству грибов. Предполагалось, что эти структуры являются плодовыми телами гигантских грибов, потреблявших остатки мертвых организмов. Данное объяснение позволяло разрешить ряд вопросов, касающихся необычных особенностей строения, однако возникали трудности в понимании того, как мягкая грибная ткань могла поддерживать столь колоссальный вес или не подвергаться поеданию.

Новое исследование опровергло гипотезу о грибном происхождении жизни, представив взамен альтернативный и весьма неожиданный сценарий. Статья об этом опубликовали в журнале Science Advances.

Ученые сфокусировались на образце вида Prototaxites taiti, образец, обнаруженный в кремнистых отложениях Райни в Шотландии, представляет огромный интерес для палеонтологов. Эта местность выделяется благодаря наличию горячих минеральных источников, которые сотни миллионов лет назад обеспечили исключительную сохранность тканей живых организмов, включая отдельные клетки. Благодаря такой сохранности ученые смогли провести непосредственное сопоставление прототаксита с окаменелостями подлинных грибов и растений, найденных в том же геологическом слое.

Изначально, с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии ученые провели исследование внутренней структуры окаменевших тканей прототаксита. В результате было выявлено крайне сложное переплетение трубок, строение которого существенно отличалось от структуры грибницы. Тело организма формировалось из трех различных типов каналов: тонких, средних и толстых, каждый из которых характеризовался наличием кольцевых утолщений.

Трубки формировали сложные соединения, которые получили название медуллярные пятна. Эти структуры по своей функции напоминали альвеолы в легких млекопитающих или капиллярные клубки, поскольку являлись центрами активного обмена веществ и транспортировки ресурсов. Подобная трехмерная организация не встречается ни у одного из известных грибов, как у древних, так и у современных.

Затем ученые применили химический анализ, основанный на машинном обучении (ATR-FTIR-спектроскопия), для выявления характерных молекулярных маркеров. Хитин и бета-глюканы присутствуют в клеточных стенках всех известных грибов. В ходе окаменения эти соединения подвергаются распаду, образуя специфические вещества, которые сохраняются в породе. Для распознавания химических сигнатур древних растений, бактерий и грибов была разработана система искусственного интеллекта.

Анализ продемонстрировал, что окаменелости настоящих грибов, найденные в шотландском месторождении, действительно содержат следы хитина. В то же время, в образцах прототаксита эти признаки отсутствовали. Химический состав прототаксита оказался уникальным и не соответствовал ни одной известной группе организмов.

Ученые также провели анализ образцов на содержание перилена – пигмента, производимого грибами аскомицетами. Вещество было обнаружено в окружающей породе, однако в тканях прототаксита его не выявили. Это позволило исключить вероятность того, что прототакситы являлись гигантскими лишайниками или симбиотическим сочетанием гриба и водоросли. Клеточная стенка этих необычных гигантов отличалась принципиально иным составом, не похожим на хитиновый панцирь грибов или целлюлозный каркас растений.

Установленные структурные и химические различия побудили исследователей к пересмотру существующей классификации. Прототакситы были отнесены к отдельному, ранее не описанному царству эукариотов. Эти организмы разработали собственный эволюционный путь к многоклеточному строению и гигантизму, сформировав уникальный биологический механизм для вертикального роста и перемещения веществ. Они являлись гетеротрофами, получая готовую органику из богатых почв девонского периода, однако осуществляли это иным способом, нежели грибы.

Новое открытие перевернуло представления о биоразнообразии древней Земли. В девонский период существовала еще одна, совершенно отличная форма жизни. Эта таинственная цивилизация неподвижных гигантов процветала на протяжении десятилетий миллионов лет, но в конечном итоге уступила эволюционному соперничеству и исчезла, не оставив прямых наследников в современном мире. Загадка, которая десятилетиями занимала умы ученых, получила разрешение благодаря обнаружению ранее неизвестного биологического мира.