Від кисневого бенкету до голоду: знайдено те, що спровокувало вибух життя на стародавній Землі

Історія нашої планети налічує понад 4,5 мільярда років і наша планета зовсім не завжди була такою, якою ми її знаємо сьогодні. Раннім тваринам доводилося виживати в екстремальному середовищі, коли велика кількість кисню вдень змінюється задушливим безкисневим середовищем вночі. Такою була реальність раннього життя тварин в океанах і морях близько пів мільярда років тому, пише Science Alert.

З іншого боку цей період також відомий тим, що різноманітність тварин на планеті різко зросла — ця подія відома, як "кембрійський вибух". Нове дослідження доцента кафедри геобіології Лундського університету Емми Хаммарлунд припускає, що саме ці різкі коливання кисню зіграли вирішальну роль у цьому драматичному періоді Землі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Десятиліттями вчені сперечалися про те, чим саме був спровокований цей еволюційний вибух в історії планети. Багато хто вважав, що в усьому винні довгострокові атмосферні зміни, коли підвищення рівня кисню, як вважається, призвело до зміни кількості форм життя. Однак в останні кілька років популярності набрала інша теорія про збільшення вмісту кисню в атмосфері — простий тригер для появи тварин, що було піддано сумніву.

У новому дослідженні вчені виявили інший фактор, який раніше не брали до уваги. Йдеться про щоденні коливання рівня кисню на мілководному морському дні — припускають, що такі коливання могли викликати стрес у ранніх тварин, змусивши їх адаптуватися до екстремальних умов. Учені вважають, це сприяло диверсифікації.

Простими словами, вчені дійшли висновку, що основною причиною сплеску різноманітності на планеті стали зовсім не хороші відповідні умови, а суворі. Команда використовувала комп'ютерну модель, що імітує умови на освітленому сонцем морському дні сьогодні. Зазначимо, що ця модель враховувала те, що може виробляти або споживати життя, а також те, як температура, сонячне світло і різні типи опадів або води впливають на загальні умови.

Результати вказують на те, що в теплих мілководних водах рівень кисню міг різко коливатися між днем і ніччю в кембрії. Передбачається, що у світлу пору дня фотосинтез морських водоростей виробляв багато кисню, створюючи середовище, насичене киснем. Вночі ж фотосинтез припинявся, а кисень швидко споживався водоростями, що призводило до кисневого голодування.

Цей щоденний цикл "бенкет-голод" у доступності кисню створив інтенсивну фізіологічну проблему для ранніх тварин, змусивши їх виробити адаптації. Ті, кому вдалося пристосуватися, отримували конкурентну перевагу.

Ще одним фактором стало те, що на той час мілководдя по всій земній кулі розширилося, оскільки суперконтинет, відомий як Родінія, розпався на більш дрібні частини. Це збільшило загальну окружність континентальної кори, створивши більше континентальних країв, де могли взаємодіяти сонце, поживні речовини й життя.

Фізіологічний стрес часто розглядають як перешкоду для виживання, але автори дослідження наполягають, що його також слід розглядати як каталізатор еволюційних інновацій.

Раніше Фокус писав про те, що вчені знайшли сліди життя на Землі глибоко під поверхнею.