Действительно ли был Кембрийский взрыв?

При беглом пролистывании любого учебника биологии для средней школы неизбежно появляется упоминание о кембрийском взрыве — периоде, произошедшем около 540-520 млн. лет назад, когда впервые возникли и диверсифицировались многие группы животных.

Но действительно ли в это время на Земле произошел резкий всплеск биоразнообразия?

Томас Серве, палеонтолог и научный руководитель Национального центра научных исследований Франции (CNRS), и его коллеги опубликовали в 2023 г. в журнале Palaeogeography работу, в которой утверждают, что кембрийский взрыв произошел не так, как его принято представлять. По его словам, на самом деле это был не взрыв, а постепенное увеличение биоразнообразия, происходившее на протяжении всей ранней палеозойской эры (541-251,9 млн. лет назад). По его словам, видимость «взрыва» на самом деле является результатом предвзятого отношения ученых к изучению прошлого.

Поиск, раскопки и каталогизация окаменелостей — процесс дорогостоящий и трудоемкий, поэтому исследователи часто вносят свои образцы в крупные базы данных, чтобы было легче сравнивать находки. Две такие базы данных — Палеобиологическая и Геобиоразнообразие — содержат в общей сложности около 2 млн. записей и используются для изучения глобальных закономерностей в биоразнообразии, включая тенденции, проявившиеся в кембрии.

Однако авторы утверждают, что эти ресурсы не являются по-настоящему глобальными. База данных Палеобиологии в основном состоит из окаменелостей, найденных в Европе и Северной Америке, а база данных Геобиоразнообразия включает в основном окаменелости из Китая. В этих регионах находятся самые известные в мире кембрийские месторождения, в том числе канадские сланцы Берджесс и ископаемый пласт Чэнцзян в китайской провинции Юньнань, на которые приходится большая часть финансирования. Но в лучшем случае они могут дать «региональную оценку закономерностей в разнообразии, и то только для тех видов, которые сохранились достаточно хорошо, чтобы остаться в ископаемых отложениях», — говорит Сервайс.

Базы данных также включают образцы, относящиеся к другому периоду, называемому Великим ордовикским событием биодиверсификации (GOBE), которое, как считается, произошло примерно через 40-50 млн. лет после кембрийского взрыва. Период между этими двумя событиями относительно мало изучен, и, по-видимому, в нем отсутствует та же картина расцвета биоразнообразия. Но это, по словам Серве, тоже результат предвзятости ученых. Если бы они приложили столько же усилий для изучения этого периода, то существование двух отдельных событий, скорее всего, исчезло бы, считает он.

Карма Нанглу, палеонтолог из Гарвардского университета, изучающий кембрийские и ордовикские окаменелости, сказал, что он понимает, почему Серве и его коллеги хотели бы ограничить использование таких терминов, как «взрыв» и «событие», и отметил, что в этой области принято считать, что на оценки биоразнообразия может влиять предвзятость выборки.

«Но, на мой взгляд, все же есть достаточно веские доказательства того, что кембрийский взрыв, как мы его обычно называем, имел место, — сказал он.

Независимо от того, насколько базы данных необъективны по отношению к определенным группам или областям, существует общая тенденция к увеличению сложности строения, которая прослеживается в самих животных.

«Дело не только в том, что два вида эквивалентны друг другу с точки зрения их вклада в разнообразие, а в том, что вид А и вид Б радикально отличаются друг от друга с точки зрения того, как устроено их тело, как они развиваются, какова их экологическая роль, как они живут», — сказал Нанглу. «И на этот счет, как мне кажется, есть прямые доказательства, которые можно прочитать прямо на камнях.

Причины такого биоразнообразия до конца не известны, но у ученых есть несколько идей. В докембрии суперконтинент Родиния распался на части, включавшие Гондвану (современные Антарктида, Южная Америка, Африка, Австралия, Индия и Новая Зеландия) и Лаврентию (большая часть Северной Америки). В это время в океане повысился уровень кислорода, увеличилась доля теплого, мелководного, тропического побережья — идеальных условий для эволюции новых видов, которые впоследствии сохранились в окаменелостях. Аналогичная гипотеза была изучена и в отношении распадов суперконтинентов Паннотия и Пангея, произошедших гораздо позже, и исследователи выявили связь между разломами и разнообразием животных в фанерозойском эоне (541 млн. лет назад и до настоящего времени).