Поворот событий, достойный детективного романа, — долгое время ошибочно идентифицированная окаменелость в Гарвардском музее сравнительной зоологии (MCZ) оказалась ключевым открытием в ранней эволюции животных.

Первоначально описанный в 1865 году как гусеница, Palaeocampa anthrax колебался между классификациями — червь, многоножка и, в конечном итоге, морской полихета — пока 130 лет спустя исследователи не установили его истинную сущность: это первый известный неморской лопастеногий и самый ранний из когда-либо обнаруженных.

Лобоподии — вымершие мягкотелые существа, которые представляют собой эволюционный мост между примитивным червеобразным предком и современными членистоногими, такими как насекомые и ракообразные. Известные в основном по кембрийским морским отложениям, таким как канадские сланцы Берджесс, они включают такие знаковые ископаемые, как Hallucigenia и Aysheaia pedunculata, обнаруженные в 1911 году. До недавнего времени считалось, что они обитают исключительно в море.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology под руководством Ричарда Кнехта, бывшего аспиранта (Ph.D.) кафедры органической и эволюционной биологии (OEB) Гарвардского университета, Palaeocampa anthrax повторно описывается как первый неморской и самый молодой из обнаруженных лопастеногих моллюсков, опережающий знаменитых лопастеногих моллюсков из сланцевого сланца Берджесс почти на 50 лет.

«Лобоподы, вероятно, были обычным явлением на морском дне палеозоя, — сказал Кнехт, — но, за исключением микроскопических тихоходок и наземных бархатных червей, мы считали, что их ареал ограничен океаном».

Кнехт, в настоящее время постдокторант Мичиганского университета и сотрудник MCZ, обнаружил Palaeocampa, изучая окаменелости многоножек в коллекции MCZ. Он заметил ноги на каждом туловище, исключив гусеницу или червя, и распознал в нём лопастеногих.

Чтобы подтвердить это, учёные проанализировали 43 образца из двух каменноугольных лагерштеттенов — Мазон-Крик (США) и Монсо-ле-Мин (Франция) — с помощью современных методов визуализации, включая сканирующую электронную микроскопию с обратным рассеянием (СЭМ) и энергодисперсионную спектроскопию. Они выявили изысканные анатомические особенности, в частности, почти 1000 щетинообразных шипов, покрывающих тело.

Соавтор Наньфан Юй, доцент кафедры физики Колумбийского университета, использовал инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (ИКСФР) для обнаружения химических остатков на кончиках шипов, что позволяет предположить, что шипы выделяют токсины, отпугивающие хищников в болотистой среде обитания.

«Меня поразило то, что фрагменты биомакромолекул могли исключительно хорошо сохраняться или преобразовываться в геомакромолекулы в окаменелостях», — сказал Юй. «Я в восторге от того, что этот метод обладает достаточной чувствительностью и специфичностью, чтобы отличать окаменелые останки от каменистого субстрата».

Ближайшим родственником палеокампы является хадранакс, кембрийский лопастеногий динозавр из Гренландии, живший почти на 200 миллионов лет старше. У обоих было десять пар ног, без когтей, и они были слепыми. Но в то время как хадранакс не был покрыт панцирем и передвигался по морским глубинам с помощью удлинённых лобных придатков, палеокампа, длиной всего четыре сантиметра, была покрыта густым слоем шипов, расположенных над каждой парой ног, что придавало ей пушистый вид гусеницы, и обитала в пресноводных, возможно, амфибийных, водоёмах.

Открытие Палеокампы также проливает свет на тайну окаменелости Монсо-ле-Мин во Франции, которая когда-то считалась морской. «В ручье Мазон-Крик обитают наземные, пресноводные и морские животные», — пояснил Кнехт.

«Но Монсо-ле-Мин, откуда была взята половина образцов, находился в сотнях километров от моря, где не было океана». Его реклассификация подтверждает неморское происхождение этого места, предоставляя редкую возможность заглянуть в древние пресноводные экосистемы.

Это открытие расширяет наше понимание разнообразия лопастеногих животных и поднимает новые эволюционные вопросы: сколько еще особей совершило прыжок из морских в пресноводные и, возможно, еще больше особей скрываются, ошибочно идентифицированные, в музейных ящиках?

«Условия, необходимые для окаменения мягкотелых существ, таких как лопастеногие, редки», — отметил Кнехт. «Большую часть наших знаний мы получаем из кембрийских лагерштеттов, но карбоновый период, когда существовала палеокампа, предоставляет гораздо меньше таких возможностей, что делает каждую новую находку невероятно ценной».

Этот прорыв стал возможен благодаря повторному изучению вековых образцов из музеев, включая MCZ, Йельский музей Пибоди, Смитсоновский национальный музей естественной истории, Французский музей естественной истории Остенда, Чикагский музей Филда и Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне, что подчеркивает непреходящую научную ценность музейных коллекций.

По иронии судьбы, Палеокампа десятилетиями хранилась в ящике всего в нескольких шагах от офиса Стивена Джея Гулда — куратора MCZ и автора, популяризировавшего странности кембрия в книге «Удивительная жизнь».

«Он буквально прятался на самом видном месте», — сказал Кнехт. «Иногда самые большие открытия — это те, которые ждут, чтобы на них снова обратили внимание».