Первыми животными на Земле были морские губки. Учёные доказали это по молекулярному следу возрастом 600 миллионов лет

Мысль о появлении животных обычно связана с кембрийским взрывом. Около 541 миллиона лет назад на планете вдруг появилось множество разных сложных существ. Что происходило до этого большого события? Были ли океаны безжизненны?

Нет. Учёные из MIT показали ясные свидетельства, что задолго до этого в океанах жили простые, но уже сформированные животные — предки нынешних морских губок. Они не нашли окаменелых костей или следов. Их доказательство найти сложнее. Оно скрыто в химическом составе старых камней.

Как работает химический поиск?

Вообразите себе сложность задачки: найти следы мягкого существа, жившего более 600 миллионов лет назад. У него не было костей или раковины, которые могли бы стать обычной окаменелостью. Что делать? Искать молекулярные следы.

Любой сложный организм, от гриба до человека, — это эукариот. Важная черта клеток таких существ — мембраны, которые содержат молекулы-стеролы, например холестерин. Когда существо умирает, его останки попадают в породу. Стеролы там меняются и становятся очень стойкими стеранами. Их и называют «химическими ископаемыми».

Геохимики искали именно их в породах из Омана, Индии и Сибири. Возраст этих пород относится к эдиакарскому периоду — времени перед кембрийским взрывом. И кое-что очень особенное они всё-таки нашли.

Почему этот след трудно подделать?

Ещё в 2009 году та же группа учёных нашла в древних камнях много стеранов с 30 атомами углерода (C30). Это редкость. Большинство существ делают стеролы с 27-29 атомами. Выяснилось, что создавать молекулы C30 могут обыкновенные губки при помощи специального гена. Это стало сильным аргументом в пользу того, что губки — одни из древнейших животных.

Но другие учёные отнеслись к этому с сомнением. Может, эти молекулы появились из-за случайных процессов в породах? Или их оставили другие, неизвестные существа?

Новая работа даёт ответы на эти вопросы. Учёные спросили себя: если ген губок делает редкий стерол C30, может ли он создавать что-то ещё? Оказалось, что да. Тот же ген может сделать ещё одну, более редкую молекулу — стерол с 31 атомом углерода (C31).

Когда учёные снова проверили старые образцы, они нашли там и C31-стераны в большом количестве. Они были там всё время, просто их не искали.

Дальше нужно было показать, что такая пара — C30 и C31 — это точный биологический знак, а не случайность, связанная, например, с особенностями геологии. Для этого они сделали следующее:

1. Выяснили, что некоторые нынешние губки действительно делают C31-стеролы.
2. Создали в лаборатории восемь разных видов C31-стеролов.
3. Затем они искусственно «состарили» эти молекулы, имитируя давление и время под землёй.

Вывод был ясным. Только два из восьми видов стали такими же, как молекулы в древних камнях. Случайный процесс без участия живого не мог дать такого точного совпадения.

Каково место губок в истории жизни?

Это открытие показывает, что жизнь животных не появилась внезапно в кембрии. У неё было длинное, тихое вступление, которое длилось десятки миллионов лет.

Древние губки, скорее всего, были простыми жителями дна океана. Они имели мягкое тело и фильтровали воду, а кремниевого скелета у них не было. Но они были первыми животными, которые оставили после себя химический след, который сохранился, и мы смогли его прочесть через полмиллиарда лет.

Теперь у учёных есть точный двойной знак (C30 и C31). Они могут искать его в породах по всей планете. Это поможет узнать, где жили губки, и, возможно, точнее определить время их появления.