От кислородного пира до голода: найдено то, что спровоцировало взрыв жизни на древней Земле

История нашей планеты насчитывает более 4,5 миллиарда лет и наша планета вовсе не всегда была такой, какой мы ее знаем сегодня. Ранним животным приходилось выживать в экстремальной среде, когда обилие кислорода днем сменяется удушающей бескислородной средой ночью. Такова была реальность ранней жизни животных в океанах и морях около полумиллиарда лет назад, пишет Science Alert.

С другой стороны этот период также известен тем, что разнообразие животных на планете резко возросло — это событие известно, как "кембрийский взрыв". Новое исследование доцента кафедры геобиологии Лундского университета Эммы Хаммарлунд предполагает, что именно эти резкие колебания кислорода сыграли решающую роль в этом драматическом периоде Земли.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Десятилетиями ученые спорили о том, чем именно был спровоцирован этот эволюционный взрыв в истории планеты. Многие полагали, что во всем виновны долгосрочные атмосферные изменения, когда повышение уровня кислорода, как считается, привело к изменению количества форм жизни. Однако в последние несколько лет популярность набрала другая теория об увеличении содержания кислорода в атмосфере — простой триггер для появления животных было подвергнуто сомнению.

В новом исследовании ученые выявили другой фактор, который ранее упускался из виду. Речь идет о ежедневных колебаниях уровня кислорода на мелководном морском дне — предполагается, что такие колебания могли вызвать стресс у ранних животных, заставив их адаптироваться к экстремальным условиям. Ученые считают, это способствовало диверсификации.

Простыми словами, ученые пришли к выводу, что основной причиной всплеска разнообразия на планете стали вовсе не хорошие подходящие условия, а суровые. Команда использовала компьютерную модель, имитирующую условия на освещенном солнцем морском дне сегодня. Отметим, что эта модель учитывала то, что может производить или потреблять жизнь, а также то, как температура, солнечный свет и различные типы осадков или воды влияют на общие условия.

Результаты указывают на то, что в теплых мелководных водах уровень кислорода мог резко колебаться между днем и ночью в кембрии. Предполагается, что в светлое время дня фотосинтез морских водорослей производил много кислорода, создавая среду, насыщенную кислородом. Ночью же фотосинтез прекращался, а кислород быстро потреблялся водорослями, что приводило к кислородному голоданию.

Этот ежедневный цикл "пир-голод" в доступности кислорода создал интенсивную физиологическую проблему для ранних животных, заставив их выработать адаптации. Те, кому удалось приспособиться, получали конкурентное преимущество.

Еще одним фактором стало то, что в, то время мелководье по всему земному шару расширилось, так как суперконтинет, известный как Родиния, распался на более мелкие части. Это увеличило общую окружность континентальной коры, создав больше континентальных краев, где могли взаимодействовать солнце, питательные вещества и жизнь.

Физиологический стресс часто рассматривается как препятствие для выживания, но авторы исследования настаивают, что его также следует рассматривать как катализатор эволюционных инноваций.