Эволюция началась с губки: кто бы подумал, что наше родословное дерево стоит на ванной полке

Откуда началась жизнь на Земле, до сих пор остается одной из самых захватывающих загадок науки. Недавнее исследование геохимиков из Массачусетского технологического института (MIT) позволило приблизиться к ответу: первыми животными на планете, вероятно, были предки современных морских губок. Эти скромные существа могли стать прародителями всей последующей жизни.

Следы древней жизни в камне

Исследователи проанализировали породы возрастом сотни миллионов лет и нашли в них "химические окаменелости" — следы молекул, сохранившихся в осадочных слоях с глубокой древности. Это не кости и не отпечатки, а микроскопические биохимические отпечатки, которые указывают на присутствие живых организмов.

"Мы не знаем точно, как выглядели эти организмы тогда, но они абсолютно точно жили в океане, у них был мягкий покров, и скорее всего, у них не было кремниевого скелета", — сказал профессор MIT Роджер Саммонс.

Наибольший интерес вызвали стераны — устойчивые формы стеролов, подобных холестерину. Эти молекулы являются строительным материалом клеточных мембран у всех сложных организмов. Выяснилось, что особые типы стеранов, найденные в древних породах, совпадают с теми, что присутствуют у современных морских губок.

Сравнение

Губки на молекулярных стероидах

Еще в 2009 году ученые из MIT нашли в оманских породах необычные стераны, которые могли принадлежать древним губкам. Эти отложения относятся к Эдиакарскому периоду — времени между 635 и 541 миллионом лет назад, предшествовавшему Кембрийскому взрыву, когда жизнь на Земле начала стремительно усложняться.

Сначала открытие вызывало споры: возможно, молекулы возникли не биологическим, а геологическим путем. Однако новое исследование подтвердило, что источником стеранов были именно губки — их современные потомки производят идентичные соединения, а синтез лабораторных образцов показал полное совпадение.

Советы шаг за шагом

1. Отбор образцов. Ученые собрали породы из Омана, Индии и Сибири — мест, где сохранились древние морские отложения.

2. Химический анализ. С помощью хроматографии выделили стераны — следы древней жизни.

3. Сравнение с современными организмами. Проверили, содержат ли губки сегодня те же соединения.

4. Лабораторное моделирование. Синтезировали восемь типов стеролов и "состарили" их, имитируя миллионы лет под землей.

5. Сопоставление результатов. Найденные в породах молекулы совпали с лабораторными и современными образцами.

"Эти специфичные стераны всегда там были. Чтобы их найти и правильно понять значение и происхождение, потребовалось задать верные вопросы", — пояснила бывшая аспирантка лаборатории Любна Шавар.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: считать, что химические следы образовались исключительно геологическим путем.

• Последствие: ученые могли бы неверно определить происхождение и возраст древней жизни.

• Альтернатива: учитывать биогенные процессы и сравнивать данные с генетикой современных организмов.

А что если…

А что если губки — не первые? Есть гипотезы, что жизнь зародилась среди микробов или водорослей. Но ни одна из них не оставила столь ярких биохимических отпечатков. Если версия MIT верна, то именно губки стали тем звеном, с которого началось формирование многоклеточной жизни — основой для всего биологического разнообразия Земли.

Плюсы и минусы

FAQ

Как определяют возраст пород, где нашли стераны?
Используют радиоизотопные методы, отслеживая распад элементов вроде урана или калия.

Почему важны стеролы C30 и C31?
Потому что они характерны только для губок и не встречаются у других организмов — это уникальный "подпись" животного происхождения.

Можно ли найти подобные следы в других местах планеты?
Да. Ученые уже планируют исследования в Австралии и Канаде, чтобы подтвердить гипотезу о древнем происхождении губок.

Мифы и правда

• Миф: первыми животными были черви или медузы.
  Правда: анализ химических окаменелостей показывает, что губки появились раньше всех.

• Миф: без костей организм не может сохраниться в камнях.
  Правда: молекулы вроде стеролов сохраняются миллионы лет и свидетельствуют о древней жизни.

• Миф: губки — простейшие формы без значения для эволюции.
  Правда: именно губки стали предками всех многоклеточных организмов.

Исторический контекст

1. Около 700 миллионов лет назад океаны покрывали почти всю планету, создавая идеальные условия для жизни.

2. В Эдиакарском периоде появились первые крупные организмы с мягкими телами.

3. В Кембрийскую эпоху жизнь взорвалась разнообразием — но основу для этого скачка заложили губки.

Три интересных факта

1. Современные губки могут жить на глубине до 9 километров и фильтровать тысячи литров воды в день.

2. Они способны полностью восстанавливаться даже после разрезания тела на части.

3. Из соединений, которые производят губки, уже создано несколько противораковых препаратов.