Ископаемые пчелиные гнезда рассказали об условиях жизни австралопитека

Рис. 1. Виртуальный срез через кусок породы из Таунга, сделанный с помощью компьютерного томографа. Сверху и снизу — результат двух различных способов компьютерной обработки данных. Белыми стрелками показаны пчелиные ячейки Celliforma, голубыми — ходы неизвестных организмов. Рисунок из обсуждаемой статьи в PLOS ONE

Ученые из Великобритании и ЮАР обнаружили окаменевшие почвенные гнезда одиночных пчел в том же слое кальцитовой породы, из которого происходит череп молодого австралопитека африканского. Влажный пещерный микроклимат никак не подходит для этих насекомых, что доказывает, что захоронение останков австралопитека происходило не в пещере, а в саванне на открытом воздухе. Открытие ломает «пещерную парадигму», согласно которой все гоминиды, найденные в Южной Африке, приурочены к пещерам (в отличие от гоминид из Центральной и Восточной Африки, живших на открытых участках).

Казалось бы, палеоэнтомология (наука, изучающая ископаемых насекомых) и палеоантропология — это две практически не пересекающиеся области знания. Мы привыкли, что условия жизни древних гоминид реконструируют по останкам оленей, пещерных медведей и других позвоночных, которые находят в тех же отложениях. Но какое отношение имеют к этому ископаемые насекомые?

Как оказалось, самое прямое. Впрочем, речь идет не о самих насекомых, а о дошедших до наших дней следах их жизнедеятельности — ихнофоссилиях (от греч. ichnos — «след»). Известный российский палеонтолог Владимир Жерихин выделял семь типов ихнофоссилий насекомых, но мы упомянем здесь лишь четыре из них. Одни ихнофоссилии связаны с двигательной активностью насекомых (например, следовые дорожки и почвенные ходы). Другие, такие как домики ручейников или гнезда термитов, — это непосредственные произведения насекомых. Третий тип ихнофоссилий — это погрызы, галлы и другие повреждения, оставленные насекомыми на листьях и стволах древних растений. Наконец, четвертый тип ихнофоссилий связан с репродуктивной активностью насекомых. (Подробнее о классификации ихнофоссилий см. V. V. Zherikhin, 2002. Insect trace fossils, their diversity, classification and scientific importance.)

Именно на ихнофоссилии этого последнего типа, представляющие собой окаменевшие гнезда пчел, британские и южноафриканские исследователи наткнулись, изучая образцы породы из каменоломни Таунг (ЮАР). В 1924 году там была найдена первая в Южной Африке ископаемая гоминида — Таунгский ребенок, череп ювенильной особи, по которому был описан новый вид австралопитеков — Australopithecus africanus. Исходя из фауны позвоночных, минимальный возраст местонахождения оценивается в 2,3–2,8 миллионов лет.

Ученые отправились в Таунг и собрали там куски так называемого розового глинистого алевролита (pink clay and siltstone) — рыхловатого микрокристаллического кальцита с примесью кварцевого песка и кальцитового цемента. Из такого же алевролита был в свое время извлечен череп австралопитека. С помощью компьютерного томографа внутри породы исследователи разглядели колбовидные полости длиной около 15 мм, которые традиционно интерпретируются как пчелиные ячейки (рис. 1).

Судя по беспорядочному расположению (ячейки не выстроены в ряды и не объединены общим тоннелем), они были построены одиночными пчелами. Как хорошо известно энтомологам, сооружение подобных ячеек в почве — не редкость для этих насекомых. В каждую ячейку пчела откладывает по яйцу, затем натаскивает туда запас провизии, необходимый для развития личинки, а затем запечатывает вход, чтобы больше туда никогда не вернуться.

На основании строения стенок и внешних очертаний пчелиные ячейки были классифицированы как ихнофоссилия Celliforma (рис. 2). Надо сказать, что названия ихнофоссилий регулируются особой номенклатурой, которая отличается от той, что распространяется на виды и рода животных и растений. Видовое название указывает на организмы только одного вида и никакого иного, а вот определенная разновидность ихнофоссилий может быть связана с деятельностью самых разных видов или даже семейств. Например, похожие друг на друга ячейки Celliforma, известные начиная с верхнего мела и найденные на территории всех континентов, почти наверняка являются произведениями самых разных пчел.

Рис. 2. Три различных ячейки Celliforma, две из которых извлечены из породы. Стрелками показаны окаменевшие остатки растительной выстилки. Длина масштабного отрезка — 3 мм. Рисунок из обсуждаемой статьи в PLOS ONE

Тем не менее авторы статьи смогли значительно сузить круг «подозреваемых» в изготовлении ячеек Celliforma из австралопитекового слоя. В одном случае кусок породы разломился прямо вдоль одной из ячеек, так что ученые получили возможность сделать шлифы ее стенок и изучить их под микроскопом. Оказалось, что ячейки изнутри равномерно покрыты растительными трихомами (волосками) (рис. 3). В передней, сужающейся части ячейки волосков было меньше — возможно, их снесла своим телом выведшаяся пчела, выбираясь наружу.

Рис. 3. Тонкий шлиф стенок ячейки Celliforma. Стрелками обозначены растительные трихомы. Рисунок из обсуждаемой статьи в PLOS ONE

Ранее пчелиные ячейки с выстилкой из растительных материалов никогда не встречались в ископаемом состоянии. Однако в наши дни подобное устройство гнезд характерно для нескольких групп пчел, таких как Osmiini, Anthidiini и Megachilini. Многие из них выстилают свои ячейки кусочками листьев, смолой и пережеванной листовой массой. Возможно, нечто подобное делали и пчелы, стоявшие в данном случае за ихнофоссилией Celliforma. Когда листовая ткань, покрывавшая эти ячейки изнутри, разложилась, от нее остались только более прочные волоски. В процессе фоссилизации (превращения в окаменелость) органическое вещество в них было замещено кальцитом.

Присутствие пчелиных ячеек многое говорит о палеообстановке, в которой формировались отложения, подарившие миру череп Таунгского ребенка. Традиционно считалось, что они имеют пещерное происхождение, как и в случае знаменитой Колыбели человечества — серии пещер в ЮАР, где были обнаружены многочисленные останки австралопитеков и ранних представителей рода Homo (см. A. Val et al., 2015. Taphonomic analysis of the faunal assemblage associated with the hominins (Australopithecus sediba) from the early pleistocene cave deposits of Malapa, South Africa).

Однако пчелы никак не могли строить свои гнезда в пещерных осадках — они избегают участков с повышенной сыростью, из-за которой могут заплесневеть запасенные в ячейках пыльца и нектар. Кроме того, недавно в той же породе, где содержится Celliforma, во множестве были найдены и другие ихнофоссилии — Coprinisphaera. Этим латинским названием обозначаются окаменевшие навозные шары, образовавшиеся в результате деятельности жуков-навозников. Эти насекомые — типичный элемент экосистемы саванн и прерий, но их никак не встретишь в пещерах (P. J. Hopley et al., 2013. Beyond the South African cave paradigm — Australopithecus africanus from Plio–Pleistocene paleosol deposits at Taung).

Таким образом, наличие Celliforma и Coprinisphaera говорит о том, что австралопитек африканский жил и умер на открытом пространстве с богатой травянистой растительностью (надо же было пчелам где-то собирать нектар) и в условиях довольно засушливого климата. Наконец, стоит упомянуть о присутствии в таунгских породах следов растительных корней и скорлупы яиц цесарок и других птиц, далеких от пещерного образа жизни (B. F. Kuhn et al., 2015. Identification of fossilized eggshells from the Taung hominin locality, Taung, Northwest Province, South Africa).

Основываясь на всех этих фактах, авторы статьи уверены: череп австралопитека из Таунга сохранился не в карбонатных осадках на дне пещеры, а в верхних горизонтах почвы, когда она сцементировалась в результате поступления вод, богатых карбонатом кальция, и их последующего подсыхания. Подобные рыхловатые известковые коры выветривания, или каличе, встречаются во многих пустынных и полупустынных регионах Земли. Кстати, гоминиды, найденные в Восточной и Центральной Африке, в большинстве своем также захоранивались на открытых участках — их кости встречаются в палеопочвах, в озерных и речных наносах (N. E. Sikes, 1994. Early hominid habitat preferences in East Africa: Paleosol carbon isotopic evidence).

Поскольку пещерные отложения всегда имеют довольно небольшую площадь залегания, специалисты полагали, что весь костеносный слой в Таунге уже давно выбран в результате деятельности каменоломни в первых десятилетиях XX века. Однако каличе может простираться на сотни метров, так что авторы статьи уверены: поиски ископаемых гоминид в этом районе не так бесперспективны, как считалось ранее.

Источник: Jennifer F. Parker, Philip J. Hopley, Brian F. Kuhn. Fossil carder bee’s nest from the hominin locality of Taung, South Africa // PLOS ONE. 2016. V. 11(9). P. e0161198.

См. также о недавних открытиях в палеоэнтомологии:
1) Клещи ездили на насекомых уже 320 миллионов лет назад, «Элементы», 24.05.2016.
2) В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков, «Элементы», 07.07.2016.

Александр Храмов