Apa kehidupan di Bumi jutaan tahun yang lalu?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Peningkatan tajam dalam jumlah spesies biologis, yang disebut "ledakan Kambrium", membuka Fanerozoikum - aeon "kehidupan eksplisit". Namun, kehidupan "rahasia" di era sebelumnya juga sangat beragam sehingga memunculkan, antara lain, bentuk-bentuk raksasa. Menemukan rahasia fauna yang sangat kuno ini dimungkinkan oleh penemuan yang dibuat di Rusia.

Jejak pertama makhluk multiseluler bertubuh lunak makroskopik, yang dapat dengan hati-hati dikaitkan dengan Prakambrium, ditemukan pada tahun 1860-an di wilayah Newfoundland. Pada abad ke-20, penemuan penting dilakukan di Namibia dan Australia. Di wilayah negara kita, fosil terpisah ditemukan di inti yang diekstraksi dari sumur (Ukraina, Krimea, Ural).

Ini adalah cetakan kecil yang menyerupai cakram atau kue, yang bahkan tidak segera dikenali sebagai jejak makhluk hidup: beberapa percaya bahwa kita berbicara tentang jejak proses geologis. Masalahnya adalah bahwa pada awalnya tidak mungkin untuk menentukan usia batu secara andal, dan beberapa peneliti menghubungkan temuan itu dengan Kambrium, Sillurian, atau Ordovisium.

Kepastian baru muncul pada tahun 1957, ketika cetakan makhluk yang disebut charnia yang ditemukan di Inggris Raya secara tegas berasal dari era Prakambrium.

Sangat menarik tidak hanya fakta penemuan sisa-sisa sekelompok besar hewan Prakambrium, tetapi juga fakta bahwa penampilan dan struktur mereka ternyata sangat tidak biasa, seolah-olah mereka berbicara tentang kehidupan asing. Tetapi kehidupan ini, yang disebut biota Vendian, atau Ediacaran, menjadi kemunculan massal pertama organisme multiseluler dalam catatan fosil, yang menghuni lautan lebih dari 600 juta tahun yang lalu.

Sejarah lokasi jejak kaki fauna Vendian yang paling luas dan unik dimulai pada tahun 1972, ketika siswa-pelatihan AV Stepanov menemukan beberapa jejak kaki organisme di Semenanjung Onega di muara Sungai Syuzma (Wilayah Arkhangelsk) dan mengirimkan temuan tersebut ke Institut Geologi ANSSSR.

Seorang pegawai institut, Profesor B. M. Keller, memeriksa sidik jari tersebut dan mencatat kesamaannya dengan cetakan fauna Prakambrium dari Namibia. Segera sebuah ekspedisi dikirim ke pantai Laut Putih, melalui semak-semak Syuzma. Tidak mungkin menemukan apa pun di lokasi penemuan yang dibuat oleh siswa tersebut, namun, sekitar lima kilometer di hulu sungai, ekspedisi bertemu dengan singkapan di tepian yang curam.

Cetakan baru ditemukan pada blok batu pasir yang menonjol. Tahun berikutnya, di "dinding" curam 15 meter para penemu, ekspedisi baru diganti, yang mencakup N. M. Chumakov dan penulis garis-garis ini.

Berbaring dan merangkak

Segala sesuatu yang kita ketahui tentang fauna Vendian telah sampai kepada kita dalam bentuk relief tipis di permukaan batu pasir. Ada representasi negatif dan positif dari makhluk-makhluk ini.

Wend adalah alam simetri tiga balok. Tribrachidium adalah contoh klasik dari makhluk seperti itu (foto di bawah). Dengan tidak adanya musuh alami (perwakilan fauna Vendian tidak saling memakan), tribrachidium berbaring dengan tenang di bagian bawah, dan agar tidak ketinggalan mikropartikel nutrisi yang dibawa oleh arus dari sisi yang berbeda, ia memperoleh tiga bukaan mulut. Kemudian, melalui tiga cabang usus, makanan masuk ke dalam tubuh.

Jenis hewan lain di Vendian terdiri dari organisme dengan struktur bilateral, namun, tidak seperti hewan selanjutnya seperti trilobita, bagian kanan dan kiri tubuh makhluk Vendian tidak memiliki simetri yang sempurna.

Mereka dicirikan oleh apa yang disebut simetri refleksi merumput, ketika "sinar" yang berlawanan ditempatkan berlawanan satu sama lain dalam pola "kotak-kotak". Foto bawah menunjukkan cetakan hewan Dickinsonia. Pada beberapa organisme jenis ini, misalnya, di Andiva, cephalization terlihat jelas - isolasi daerah kepala, mungkin dengan sel-sel sensitif.

Dilindungi oleh es dan kapur

Tebing di tepi sungai menjadi jendela bagi kami ke masa lalu yang jauh tak terbayangkan. Saya datang ke sana selama beberapa tahun berturut-turut, dan setiap tahun saya memberi kami penemuan baru. Di musim semi, es yang mencair merobek lempengan pasir baru dari pantai dengan jejak era Vendian. Semua ini adalah pertama kalinya di Rusia - dalam jumlah seperti itu, dalam kompleksitas dan keragaman seperti itu.

Tampaknya setelah kesuksesan ilmiah yang luar biasa, sulit untuk mengharapkan sesuatu yang lebih. Tapi kami tetap memutuskan untuk melihat-lihat: Laut Putih besar - tiba-tiba akan ada lokasi baru yang menjanjikan di pantainya. Pilihan jatuh di Pegunungan Musim Dingin, yang terletak sekitar 200 km dari rute laut dari Syuzma. Di sini, singkapan itu bukan sepotong tepian sungai setinggi 10-15 m, tetapi endapan lapisan tanah liat dan batu pasir dengan ketebalan sekitar 120 m yang menonjol ke permukaan. M.

Era di mana kita hidup dicirikan oleh permukaan laut yang sangat rendah: sejumlah besar air terikat oleh tutupan kutub. Di masa yang lebih hangat dan lebih lama, ada begitu banyak air sehingga tidak ada daratan di antara Laut Hitam dan Putih saat ini.

Salam dari leluhur

Salah satu hipotesis yang paling menjanjikan menyangkut hewan Vendian yang disebut Ausia fenestrata - hanya 2 cetakan yang berasal dari pantai Laut Putih (dua cetakan serupa ditemukan di Namibia).

Fenestrata berarti "fenestrated", dan, memang, menurut cetakan, penampilan hewan ini awalnya direstorasi sebagai semacam tas, yang permukaannya dipenuhi lubang-lubang besar. Itu tampak seperti spons, tetapi ukuran lubangnya tidak terlalu konsisten dengan hipotesis ini. Kemudian, pikiran lain muncul: bagaimana jika cetakan itu tidak mempertahankan penampilan penuh binatang itu, tetapi hanya sebagian saja? Karung dengan "jendela" sangat mirip dengan keranjang insang chordata seperti ascidia, termasuk jenis tunicata (tunicata).

Di Tunicats, keranjang ada di dalam, ditutupi dengan cangkang seperti tunik, yang terdiri dari zat yang mirip dengan selulosa. Ascidia terkait dengan lancelet - hewan chordata primitif yang ditemukan di dasar pohon semua vertebrata, termasuk, tentu saja, manusia.

Jadi, jika hipotesis tentang kekerabatan Ausia fenestrata dengan tunicates benar, ini berarti bahwa pada sedimen berusia 550 Ma kita meraba-raba cabang evolusi dari fauna Vendian ke manusia.

Dan 25.000 tahun yang lalu Dataran Rusia ditutupi dengan es hingga garis lintang Kiev - itu adalah massa besar yang terus-menerus membeku dari atas. Dan kerak bumi mulai menekuk di bawah beban es. Ketika es pergi, proses sebaliknya dimulai: seolah-olah "memunculkan", kerak mulai menonjol ke atas, mengangkat dasar samudra purba ke langit.

Pegunungan musim dingin, tempat kami tiba, masih tumbuh ke atas, mengangkat lapisan tanah liat dan pasir yang lebih tinggi dan lebih tinggi yang pernah terakumulasi di bagian bawah. Dan inilah yang menarik: di beberapa tempat, lapisan sepanjang hampir satu kilometer dari endapan ini ditembus oleh pipa kimberlite - lubang di mana magma keluar ke permukaan.

Ventilasi ini diisi dengan materi kuno yang sebagian dicairkan kembali, sebagian diubah. Dan di dalamnya, anehnya, ada balok-balok batu kapur, yang tidak ada di kabupaten itu. Dan di blok - fosil dengan fauna Kambrium dan Ordovisium. Dari mana semua ini berasal?

Jawabannya ternyata sederhana: di atas lapisan tanah liat-pasir, selama jutaan tahun, sedimen lain dari lautan kemudian terakumulasi, tetapi semua sedimen ini kemudian dimakan habis, melestarikan fragmen individu dari dasar berkapur dalam pipa kimberlite. Gumpalan batu kapur jatuh di sana setelah terlempar ke atas oleh ledakan gunung berapi. Setelah menghancurkan sedimen dasar laut Kambrium dan Ordovisium, alam telah membuka bagi kita sedimen samudera Prakambrium.

Selain itu, karena fakta bahwa endapan ini ditutupi oleh batuan lain selama jutaan tahun, lapisan kuno di mana tanah liat dan batu pasir bergantian sangat segar: lempung tidak kehilangan elastisitasnya, tidak ada jejak deformasi yang kuat, dan karenanya Pegunungan Musim Dingin berakhir sebagai lokasi yang unik dengan jejak fauna Vendian yang tipis dan jelas.

Ascidia dan "keranjangnya"

Memo sebagai alat pengetahuan

Ketika kami mulai meneliti biota Vendian (omong-omong, istilah "Vendian" diusulkan pada tahun 1952 oleh Akademisi BS Sokolov), kami hanya memiliki beberapa sampel sidik jari hewan misterius ini. Hari ini, berkat ekspedisi ke Pegunungan Musim Dingin, yang tidak berhenti bahkan pada 1990-an, koleksi sekitar 10.000 sampel telah dikumpulkan di Rusia, dan prioritas untuk menggambarkannya adalah milik ahli paleontologi Rusia.

Ini adalah kumpulan signifikansi dunia, yang mencakup, khususnya, spesimen hewan-hewan itu, yang cetakannya juga ditemukan di Newfoundland, Ural, Australia, dan Namibia.

Bagaimana cara kerja pencarian sidik jari? Di ketinggian tebing, lempengan batu pasir mencuat. Tidak jelas apakah ada sesuatu di atasnya atau tidak. Untuk mengetahuinya, perlu untuk menghilangkan beberapa ton sedimen dengan linggis dan sekop dan membebaskan sebagian dari permukaan pelat. Kemudian lempengan itu dibelah dan sepotong demi sepotong diturunkan.

Blok batu pasir berat harus diseret di belakang. Di bawah, di pantai, pecahan lempengan diberi nomor dan disatukan. Kemudian mereka membalikkannya. Cetakan, jika ada, berada di sisi pelat yang menghadap ke bawah. Tapi mereka masih tidak bisa dilihat, karena batu pasirnya ditutupi dengan tanah liat.

Sekarang Anda perlu mencuci tanah liat dengan kuas dan air dengan sangat hati-hati dan menemukan cetakan yang diinginkan. Temuan harus difoto di bawah sinar matahari terbenam, sehingga relief tampak lebih baik dalam cahaya rendah. Sudah dari cerita pendek ini, jelas bahwa ekstraksi sampel adalah kerja keras secara fisik. Tetapi kondisi ekspedisi yang keras mengimbangi kegembiraan gila para penemu yang memiliki kesempatan untuk melihat halaman misterius sejarah kehidupan di Bumi.

Di dunia ketidakjelasan

Ahli paleontologi yang bekerja dengan fauna Fanerozoikum sering berurusan dengan fosil asli - cangkang, cangkang, gigi, tulang, telur yang menjadi fosil. Fauna Vendian lahir sebelum era biomineralisasi aktif yang melekat di Kambrium.

Sebagian besar makhluk aneh ini tidak memiliki kerangka, tidak memiliki cangkang keras, tidak memiliki cangkang keras. Tubuh mereka lunak, seringkali seperti ubur-ubur, dan beberapa spesies memiliki pelindung punggung setipis kertas atau selubung kitin berbentuk tabung.

Oleh karena itu, semua yang ditangani oleh spesialis fauna Vendian hanyalah relief di atas pasir yang disemen, yang pernah menyelimuti tubuh agar-agar, yang menghilang hampir tanpa jejak. Oleh karena itu kesulitan luar biasa dalam menafsirkan trek ini. Berikut adalah beberapa contoh.

Salah satu karakteristik jenis cetakan adalah apa yang disebut cakram radial-tine. Awalnya, mereka ditafsirkan sebagai jejak organisme mirip ubur-ubur, yang menerima nama yang sesuai seperti "cyclomedusa". Diasumsikan bahwa ubur-ubur ini tidak berenang dengan bebas, tetapi terus-menerus duduk di dasar (seperti beberapa spesies modern).

Penafsiran ini berlaku sampai di dekat cakram mereka mulai menemukan cetakan beberapa makhluk yang mirip dengan bulu, setelah itu gambar yang sama sekali berbeda digambar: "cyclomedusa" hanyalah jejak dari apa yang disebut cakram lampiran. Organisme berkembang dengan cara berikut: larva tenggelam ke dasar, alasnya tumbuh, yang secara bertahap ditutupi dengan pasir.

Dan sudah dari pangkal batang tumbuh dengan cabang lateral, yang dengannya hewan diberi makan. Ketika makhluk itu mati, jejak cakram tetap lebih sering daripada jejak batang, meskipun yang terakhir dapat mencapai ukuran cyclopean untuk fauna primitif - tingginya hingga 3 m dengan diameter cakram sekitar 1 m.

Contoh buku teks lainnya adalah Dickinsonia. Jejak yang ditinggalkan makhluk ini menyerupai daun tumbuhan berurat. Jadi mungkin ini tanamannya? Atau jamur? Atau sesuatu yang lain? Jika ini binatang, lalu di mana mulutnya terbuka, dan di mana duburnya? Penulis baris-baris ini mempertahankan hipotesis bahwa kita berbicara tentang perwakilan fauna, tetapi selama sekitar dua dekade saya harus menahan kesalahpahaman dari banyak rekan.

Salah satu argumen utama saya bermuara pada fakta bahwa jejak, yang cenderung kita ambil untuk jejak seluruh hewan, sebenarnya hanya dibentuk oleh cangkang tipis seperti kertas yang melaluinya elemen-elemen struktur internal "bersinar". ". Pada saat yang sama, ada beberapa cetakan, yang dengan jelas menunjukkan bahwa sesuatu seperti lingkaran cahaya, mirip dengan jejak jaringan lunak, melampaui zona bergaris.

Namun, akhirnya mungkin untuk membuktikan bahwa Dickinsonia milik hewan hanya ketika jejak merangkak makhluk ini ditemukan dan dipelajari. Jejak perut yang bergerak lebih kabur. Jika di ujung jalan Dickinsonia mati, jejak cangkangnya benar-benar berbeda - jelas. Jadi, ini adalah binatang: ia bergerak secara independen, tampaknya menyerap makanan dari bawah dalam bentuk bakteri di permukaan perutnya.

Keanehan Fraktal dan Simetri

Salah satu spesimen pertama fauna Vendia yang dideskripsikan oleh para ilmuwan domestik adalah Vendia. Jejak itu ditemukan di inti dari sebuah sumur di wilayah Arkhangelsk. Hewan itu memiliki struktur tubuh bilateral, dua sisi, dengan segmentasi yang jelas, yang bahkan memungkinkan untuk menyebut makhluk ini "trilobita telanjang" (trilobita sejati muncul, seperti diketahui, di Kambrium).

Tapi meski begitu, B. M. Keller memperhatikan bahwa bagian kiri dan kanan segmen tidak saling berhadapan, tetapi, seolah-olah, dalam pola kotak-kotak. Fenomena ini, yang saya sebut "simetri refleksi merumput", ternyata sangat umum di antara hewan Vendian, yang merupakan misteri lain, karena tidak ada jenis yang diamati di Kambrium.

Rupanya, simetri aneh makhluk bilateral seperti itu dikaitkan dengan beberapa kekhasan pertumbuhan dan perkembangan organisme - mungkin ada yang disebut pertumbuhan spiral, karakteristik, misalnya, tanaman dan terdiri dari pembagian bergantian dari satu atau lain kelompok. dari sel.

Dalam rankomorphs - organisme seperti bulu dari jenis cyclomedusa (mereka telah dibahas di atas) - tidak hanya simetri pantulan yang diamati, tetapi juga fraktalitas struktur. Tabung memanjang dari batang utama, yang kemudian bercabang dengan cara yang sama, dan cabang baru bercabang lagi.

Charnia adalah salah satu bentuk fauna Vendian yang sudah lama dikenal. Itu milik apa yang disebut organisme mirip bulu, dan kemungkinan besar, hewan yang menjalani gaya hidup terikat. Charnia, serta beberapa bentuk serupa lainnya, tampak seperti semak pakis yang tumbuh dari dasar laut.

Percabangan pembuluh yang memanjang dari batang utama memiliki struktur fraktal, yang merupakan salah satu ciri khas fauna Vendian. Ada juga makhluk berbentuk tabung di Vendian, juga "berpegangan" ke bawah.

Selain makhluk bilateral dengan simetri refleksi meluncur, organisme menarik dengan simetri tiga sinar dicatat di Vendian, yang juga tidak lazim untuk era berikutnya. Ini termasuk, misalnya, tribrachidium, jejak yang menyerupai swastika tiga sinar yang tertulis dalam lingkaran (kemungkinan besar, ini adalah jejak saluran sistem pencernaan yang mengarah ke tiga bukaan mulut).

Ini juga termasuk ventogiruses - ini adalah makhluk berbentuk bulat telur dengan sistem rongga internal yang kompleks berdasarkan tiga kamar.

Dingin untuk para raksasa

Semakin banyak data tentang keanekaragaman fauna Vendian yang dibawa oleh catatan fosil kepada kita, semakin akut pertanyaan tentang tempat biota Vendian di pohon evolusi. Siapa nenek moyang kehidupan air yang menakjubkan ini, dan dapatkah Anda menemukan keturunannya di antara hewan-hewan di era berikutnya?

Jelas, organisme Vendian bukanlah hewan multiseluler pertama. Di National Glacial Park di Montana (AS) dan di Australia, rantai cetakan makhluk multiseluler yang hidup 1600-1200 juta tahun yang lalu telah ditemukan. Jejak, yang terlihat seperti kalung manik-manik kecil, diyakini berasal dari hewan laut kolonial jenis polip hidroid.

Kehidupan ini satu miliar tahun lebih tua dari Vendian, tetapi … tidak ada jejak organisme multiseluler pra-Vendia lainnya, terutama bentuk leluhur apa pun, yang telah ditemukan. Ini membuat orang berpikir bahwa, mungkin, kemunculan multiseluleritas pada hewan bukanlah lompatan evolusioner satu kali, tetapi semacam strategi. Sebagai contoh, bahkan saat ini ada beberapa protozoa flagellata, yang hidup sebagai organisme uniseluler yang terpisah, atau berkumpul dalam koloni yang bertindak sebagai organisme tunggal. Jika spons digosokkan ke sel-sel individual pada saringan, sel-sel itu bisa bersatu kembali.

Bahkan percobaan dilakukan di mana, ketika parameter lingkungan (suhu, salinitas) berubah, sel-sel embrio organisme multiseluler hancur, menjadi uniseluler. Jadi, ada kemungkinan bahwa tidak ada garis keturunan yang berkelanjutan dari organisme multiseluler dari "manik-manik" dari Montana ke fauna Vendian, tetapi generasi bentuk uniseluler mungkin terletak di antara mereka.

Gigantisme Vendian mungkin menemukan penjelasannya dalam kondisi alam khusus dari lingkungan itu dan zaman itu. Faktanya adalah bahwa daerah terkaya fauna ini ditemukan di mana karbonat tidak terakumulasi di bagian bawah. Dan ini adalah properti cekungan air dingin - di dalamnya sedimen utama adalah lanau, tanah liat, dan pasir.

Air dingin mengandung lebih banyak oksigen, terus-menerus bercampur, mengangkat nutrisi organik dari bawah. Hewan Vendian tidak memakan satu sama lain - mereka menyerap partikel mikro dari air atau dari bawah, yang memberi mereka umur panjang dan kemampuan untuk berkembang menjadi bentuk besar.

Namun, kemungkinan besar, pemanasan di planet ini dan pengurangan jumlah lautan dingin yang menyebabkan kepunahan fauna Vendian. Di Kambrium, kita melihat kehidupan yang sama sekali berbeda - khususnya, beradaptasi dengan hidup di air dengan kandungan oksigen yang lebih rendah. Tetapi proses biomineralisasi mulai aktif, dan hewan mulai memperoleh kerangka, cangkang, dan cangkang yang kuat.

Pertanyaan apakah ada keturunan fauna Vendian di antara hewan Kambrium saat ini harus dijawab secara positif, meskipun tetap menjadi bahan diskusi ilmiah yang panas. Secara khusus, kami menemukan keturunan ini di antara moluska, artropoda, coelenterata. Ada banyak kelas hewan punah yang hidup di Kambrium tetapi berakar di Vendian.