Согласно сделанным открытиям, аннелиды заселили Землю значительно раньше, чем произошел известный кембрийский взрыв. К началу кембрийского периода эти животные уже обладали сегментированным телом и парными придатками. Новое открытие позволяет перенести время возникновения кольчатых червей на 14 миллионов лет назад и свидетельствует об их эдиакарском происхождении.
Кольчатые черви, или аннелиды, представляют собой крупную и разнообразную группу животных, включающую дождевых червей, пиявок и морских полихет. Отсутствие твердого экзоскелета объясняет, почему их мягкие тела редко сохраняются в виде окаменелостей. Долгое время древнейшими известными окаменелостями полихет были плоские следы возрастом не более 521 миллиона лет (сланцы типа Берджес). Двухмерная сплющенность этих остатков не позволяла палеонтологам определить объемное строение первых представителей этой группы и установить время появления у них параподий – боковых выростов, используемых для передвижения.
Еще один важный момент, касающийся открытия, относится к эволюционному прошлому. Эдиакарский период (от 635 до 539 миллионов лет назад) был заселен необычными, малоподвижными существами. Их тела имели структуру, отличную от строения современных организмов, и не содержали сложной внутренней организации.
Затем наступил «кембрийский взрыв» — период, характеризующийся резким и масштабным появлением в геологических отложениях предков большинства ныне живущих животных, обладающих двусторонней симметрией, сквозным кишечником и конечностями. Обнаружение того, что анатомически сложные кольчатые черви существовали еще до кембрия (в эдиакарском периоде), ставит под сомнение теорию о внезапном эволюционном скачке. Таким образом, «взрыв» не был мгновенным возникновением новых видов, а скорее ознаменовал момент, когда животные, уже давно эволюционировавшие, начали более заметно фиксироваться в горных породах.
Авторы исследования, опубликованного в журнале PNAS, изучив микроскопические окаменелости из формации Куаньчуаньпу, расположенной на юге Китая, ученые обратили внимание на то, что эти отложения, относящиеся к фортунскому ярусу (начало кембрия, возраст около 535 миллионов лет), содержат организмы, сохранившиеся в необычной, орстенской манере. Благодаря этому, ткани мягкотелых животных быстро заменяются фосфатом кальция, что приводит к их минерализации и сохранению в трехмерном виде. Для анализа образцов биологи использовали сканирующие электронные микроскопы и микрокомпьютерную томографию, что позволило им создать точные виртуальные 3D-модели древних червей.
Согласно результатам анализа, найденные окаменелости являются эндокастами – внутренними отпечатками. Внешний покров (кожа) животных был непрочным и быстро разложился, однако до этого момента полость их тела заполнилась фосфатным осадком. Этот осадок впоследствии затвердел, точно воспроизводя внутреннюю форму туловища и конечностей.
На основе трехмерных моделей палеонтологи идентифицировали два новых вида многощетинковых червей: Kuanchuanpivermis brevicruris и Zhangjiagoivermis longicruris. У обоих видов наблюдается сегментированное тело, от которого отходят парные параподии, заканчивающиеся раздвоенными отростками. Различия заключаются в размере конечностей, что свидетельствует об их различной экологической специализации.
Первый вид характеризовался короткими отростками и, скорее всего, передвигался, ползая по дну океана. Второй вид отличался чрезвычайно длинными придатками и активно плавал в водной массе. Его строение весьма напоминает современных морских червей, относящихся к роду Tomopteris — прозрачных глубоководных хищников. Следовательно, этот вид Zhangjiagoivermis стал самым древним из известных науке плавающих кольчатых червей.
Анализ результатов исследования указывает на то, что к началу кембрийского периода кольчатые черви уже обладали значительной эволюционной историей. Учитывая, что к этому времени они дифференцировались на ползающие и плавающие виды, их общий предок, вероятно, возник за более ранний срок. Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что сложная организация аннелид была сформирована в предшествующем эдиакарском периоде, до того, как в геологических отложениях начали массово появляться новые виды живых организмов.