قطعات ریزی از موجوداتی که بیش از نیم میلیارد سال پیش زندگی می‌کردند، بینش‌های جدیدی را در مورد یک نقطه عطف حیاتی در تاریخ حیات روی زمین ارائه می‌دهند.
این کشف از مکان‌های معمول یافته‌های بزرگ فسیلی، مانند داکوتا، فلات بیابانی پاتاگونیا در آرژانتین، یا تپه‌های استان یوننان در چین نیست.
بلکه، بقایای سخت‌پوستان (Crustaceans) و نرم‌تنان (Mollusks) از سنگ‌هایی در مکانی استخراج شده‌اند که مملو از فسیل است اما اغلب نادیده گرفته می‌شود: گرند کانیون.
جیووانی موسینی، نویسنده اصلی مقاله‌ای که این کشف را توصیف می‌کند و روز چهارشنبه در مجله Science Advances منتشر شد، گفت: «فکر می‌کنم بخش زیادی از آن تحت‌الشعاع زیبایی طبیعی امروزی قرار گرفته است.»
آقای موسینی، در نگاه اول، فردی بعید به نظر می‌رسید که در آریزونا سنگ‌کاوی کند. او یک دیرینه‌شناس از ایتالیا است که در حال تکمیل دوره دکتری خود در دانشگاه کمبریج است.
با این حال، او به "انفجار کامبرین" (Cambrian explosion) علاقه زیادی دارد؛ دوره‌ای که حیات پیچیده در اقیانوس‌ها حدود 540 میلیون سال پیش ظاهر شد. تبار تقریباً تمام گروه‌های اصلی حیوانات زنده را می‌توان به دوره کامبرین ردیابی کرد.
گرند کانیون مکانی پربار برای مطالعه گذشته باستان است. لایه‌های سنگ‌های رسوبی آن به حدود دو میلیارد سال پیش بازمی‌گردد و در شش میلیون سال گذشته، رودخانه کلرادو از میان آنها عبور کرده و دسترسی برای جمع‌آوری نمونه‌ها را فراهم آورده است.
در لایه‌های سنگ‌های گرند کانیون که مربوط به دوره کامبرین هستند، دیرینه‌شناسان فسیل‌های متعددی از جمله تریلوبیت‌ها (Trilobites) – بندپایان دریایی فراگیری که در آن دوره زندگی می‌کردند – و موجودات شبه‌صدف به نام بازوپایان (Brachiopods) را یافته‌اند. این بخش از جهان در آن زمان زیر آب بود و بخشی از یک دریای کم‌عمق نزدیک‌تر به خط استوا محسوب می‌شد.
جیمز هاگادورن، متصدی زمین‌شناسی در موزه طبیعت و علم دنور و از نویسندگان همکار مقاله جدید، گفت: «این مکانی است که می‌توانستید در آن غواصی کنید.»
در سپتامبر 2023، آقای موسینی به همراه دیگر دانشمندان، از جمله دکتر هاگادورن، به یک سفر تحقیقاتی در طول رودخانه کلرادو، از میان کانیون، پیوست. او 30 سنگ کامبرین به اندازه مشت دست را با خود به کمبریج بازگرداند که تخمین زده می‌شود هر کدام بین 502 تا 507 میلیون سال قدمت داشته باشند.
او سنگ‌ها را در اسید هیدروفلوئوریک (Hydrofluoric acid) حل کرد و رسوبات حاصل را از صافی رد کرد. آقای موسینی گفت: «این کار بسیار زمان‌بر است. هیچ تضمینی برای موفقیت نیست و افراد کمی از این تکنیک برای کاوش در اکوسیستم‌های کامبرین استفاده کرده‌اند.»
اگرچه 28 سنگ حل‌شده هیچ نتیجه‌ای نداشتند، اما دو سنگ حاوی گنجینه‌ای از فسیل‌ها بودند. آقای موسینی با دقت هر فسیل را، که بیشتر آنها به اندازه یک نقطه در پایان جمله بودند، برداشت و هر کدام را طوری قرار داد که بتوان از آنها عکس گرفت.
دکتر هاگادورن گفت: «وقتی اولین تصویر از اینها را که جیووانی برایم فرستاد دیدم، دهانم از تعجب باز ماند. واو، چه فسیل باحالی!»
فسیل‌ها کامل نبودند. اما قطعات کوچک برای شناسایی سه نوع موجود کافی بود: سخت‌پوستان مشابه میگوی آب شور امروزی، نرم‌تنان حلزون‌مانند و پریاپولیدها (priapulids)، که به کرم‌های نرینگی یا کاکتوس نیز معروف هستند و در دوره کامبرین به طور گسترده‌ای وجود داشتند اما امروزه تقریباً منقرض شده‌اند.
فسیل‌های سخت‌پوستان شامل اندام‌های موداری بودند که پلانکتون‌ها را می‌گرفتند و به دهان خود می‌کشیدند. حتی برخی از پلانکتون‌ها نیز حفظ شده بودند. نرم‌تنان حلزون‌مانند زنجیره‌هایی از دندان‌ها مشابه دندان‌های حلزون‌های باغی امروزی داشتند. آقای موسینی گفت که این دندان‌ها می‌توانستند برای خراشیدن جلبک یا باکتری از روی سنگ‌ها استفاده شوند.
برای کرم‌های پریاپولید، آقای موسینی صدها دندان پیچیده منشعب پیدا کرد. محققان این گونه را Kraytdraco spectatus نامیدند که ادای احترامی به اژدهای کرایت در دنیای تخیلی جنگ ستارگان است.
دکتر هاگادورن گفت: «برخی از اینها به نوعی شبیه فسیل‌های کرم‌های پشمالو به نظر می‌رسند. واضح است که آنها کرم ابریشم نیستند، اما هر مو و الیاف کوچکی بر روی آنها حفظ شده است.»
محققان همچنین حفره‌های متعددی را که حیوانات ساکن آنجا حفر کرده بودند و خراش‌هایی روی سنگ‌ها که نشان از خراشیدن غذایشان بود، پیدا کردند. آقای موسینی گفت این نشان می‌دهد که در این دریا «جمعیت‌های بسیار متراکمی از این حیوانات وجود داشته‌اند که به وضوح حجم بالایی از غذا را فرآوری می‌کردند.»
گنجینه‌هایی از فسیل‌های کامبرین در مکان‌های دیگری مانند رسوبات شیل بورگس (Burgess Shale) در کوه‌های راکی کانادا نیز یافت شده است. آقای موسینی گفت که این محیط‌ها از نظر غذا و اکسیژن فقیر بودند که حفظ فسیل‌ها را آسان‌تر می‌کرد، اما ممکن است نماینده اکوسیستم‌های معمولی کامبرین نباشند.
موجودات گرند کانیون در مقایسه با فسیل‌های شیل بورگس به طرز شگفت‌آوری مدرن به نظر می‌رسیدند.
فرانسیس دان، محققی در موزه تاریخ طبیعی آکسفورد که در این تحقیق دخالتی نداشت، گفت: «زمان تنوع حیوانات موضوع داغی در دیرینه‌شناسی است و بحث‌های عظیمی را در ادبیات اخیر ایجاد کرده است.» او افزود که مطالعه جدید «نشان می‌دهد که درک ما از سوابق فسیلی حیوانات اولیه بسیار محدودتر است.»
اندرو نول، استاد تاریخ طبیعی در هاروارد که او نیز در این مطالعه دخالتی نداشت، موافقت کرد. او گفت: «مقاله حاضر نمونه‌ای جدید، فوق‌العاده حفظ‌شده و به زیبایی آماده‌شده از این نوع مجموعه فسیلی را ارائه می‌دهد.»
وی افزود که این کشف «به تنوع حیوانات در محیطی که به حفظ استثنایی شهرت چندانی ندارد، نور می‌افکند.»