Тайна древних столбов. Окаменелость оказалась неизвестной формой жизни

Более полутора веков палеонтологи ломали голову над природой загадочных окаменелостей, напоминающих гигантские, лишённые веток стволы. Теперь, благодаря исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, их тайна, похоже, раскрыта.

Прототакситы — организмы, возвышавшиеся над первобытным ландшафтом сотни миллионов лет назад — были не диковинными грибами, как считалось ещё недавно, а представителями уникальной и полностью вымершей ветви жизни.

Загадка из глубины веков

Эти организмы обитали на нашей планете в девонский период, примерно 420–370 миллионов лет назад, когда поверхность суши только начинала заселяться жизнью, выбравшейся из океана. В мире, где самыми высокими растениями были мхи и примитивные кустарники не выше метра, эти «существа» достигали 8 метров в высоту и до одного метра в ширину. Внешне они напоминали массивные столбы или брёвна.

С момента их первого научного описания в 1859 году учёные пытались поместить прототакситы в известное им древо жизни. Сначала их считали древними хвойными деревьями, потом — скоплениями водорослей и гигантскими лишайниками. С 2000-х годов наиболее популярной стала «грибная» гипотеза, основанная на химическом анализе, который указывал на гетеротрофный (то есть не самостоятельный) способ питания.

Однако эта теория оставляла вопросы: как мягкая грибница могла поддерживать такую колоссальную структуру и почему у этих «грибов» не было найдено характерных признаков?

Ключ к разгадке в шотландском камне

Ответ пришел из так называемых райнских кремнистых отложений в Шотландии — уникального места близ деревни Райни, где богатая кремнезёмом вода горячих источников законсервировала древнюю экосистему с клеточной точностью. Изучая небольшой, но исключительно хорошо сохранившийся образец вида Prototaxites taiti, международная группа учёных применила современные методы анализа.

Исследователи использовали лазерную сканирующую микроскопию для изучения тончайшей структуры прототаксита и химический анализ с машинным обучением. Целью было найти характерные молекулярные следы. Это позволило бы напрямую сравнить прототаксит с другими организмами, сохранившимися в той же породе.

Два главных открытия

Исследование выявило два фундаментальных отличия прототакситов от грибов.

Во-первых, это уникальная архитектура. Внутри организма учёные обнаружили не простую сеть нитей-гиф, как у грибницы, а сложную систему переплетённых трубок трёх разных типов (тонких, средних и толстых). Эти трубки соединялись в некие узлы, которые, по мнению исследователей, действовали как центры обмена веществ, аналогичные альвеолам в лёгких. Такая сложная структура не встречается ни у одного известного гриба.

Во-вторых, окаменелый организм, как выяснилось, обладает чужой химической «подписью». Ключевым доказательством стало отсутствие в его тканях хитина и бета-глюканов — полисахаридов, которые являются строительными блоками клеточных стенок всех грибов и оставляют узнаваемый след в окаменелостях.

Алгоритм машинного обучения, обученный на химических сигнатурах различных групп организмов, однозначно отнёс прототаксита в отдельную, неизвестную категорию. Также не был найден пигмент перилен, характерный для грибов-аскомицетов, что окончательно исключило версию о том, что древняя окаменелость была лишайником.

Новое царство жизни

Совокупность этих данных привела учёных к революционному выводу: прототакситы не являются частью ни одного из известных царств (простейшие, грибы, растения, животные). Они представляют собой отдельную ветвь жизни.

«Это жизнь, но не в том виде, в каком мы её знаем сейчас. Она обладает анатомическими и химическими характеристиками, отличающими её от грибов или растений, и, следовательно, принадлежит к полностью вымершей эволюционной ветви жизни», — утверждает ведущий автор исследования, научный сотрудник Национальных музеев Шотландии и старший преподаватель Школы биологических наук Эдинбургского университета Сэнди Хетерингтон.

По её словам, прототакситы нашли собственный, уникальный путь к многоклеточности и гигантизму, который впоследствии оказался тупиковым.

Открытие меняет представление науки о ранней эволюции жизни на суше. Оно показывает, что эксперименты природы были смелее, чем считалось раньше. Прототакситы процветали десятки миллионов лет, но, вероятно, проиграли конкуренцию быстро эволюционировавшим сосудистым растениям — именно они создали первые леса.

Таким образом, 165-летняя палеонтологическая головоломка, похоже, решена. Но не путём присоединения окаменелого организма к известному царству природы, а через открытие нового, утраченного мира биологии.