Глобальні зледеніння прискорили еволюцію земного життя

Перші живі організми на землі — одноклітинні-прокаріоти, позбавлені клітинного ядра — виникли понад чотири мільярди років тому, незабаром після утворення нашої планети. точно оцінити їх глобальне розмаїття в тривалому відрізку земної історії змогла міжнародна дослідницька група, яка створила найбільш докладну сьогодні «карту життя».

До організмів з ядром у клітинах – еукаріотів – належать гриби, рослини та тварини (а також групи організмів під назвою «протисти»). Незважаючи на відмінності, вважається, що у них загальне походження: згідно з найпоширенішими гіпотезами, еукаріоти виникли 1,6-2,1 мільярда років тому.

Щоб зрозуміти, як на еволюцію цих організмів вплинули зміна клімату, коливання рівня кисню в океані та інші геохімічні процеси, міжнародна команда вчених із Китайської академії наук, Технологічного інституту Віргінії (США), Нанкінського університету (Китай) та Російської академії наук зібрала та проаналізувала дані про присутність давніх морських еукаріотів з початку протерозою (приблизно 2,5 мільярда років тому) аж до початку кембрійського періоду (близько 539 мільйонів років тому) у геологічних шарах по всьому світу.

Дослідники під керівництвом Цин Тана (Qing Tang) та Шухая Сяо (Shuhai Xiao) зіставили інтервали появи та зникнення видів, враховуючи дані радіометричного датування порід за допомогою програми Constrained Optimization (CONOP). Такий підхід дозволив вибудувати докладний та точний графік коливання числа видів еукаріотів у часі. Результати наукової роботи, опублікованої в журналі Science, показали, що з 1,8 до 0,8 мільярда років тому чисельність та різноманітність еукаріотичних форм життя залишалися на досить стабільному, але невисокому рівні. змін мільйони років.

Все змінилося після двох глобальних кріогенних льодовикових періодів (приблизно від 720 до 635 мільйонів років тому): коли вся земна суша була повністю покрита льодом, динаміка еволюції давніх еукаріотів помітно прискорилася. Понад те, почастішали як масові вимирання, і сплески видоутворення (у проміжках між заледеніннями).

Автори нового дослідження дійшли висновку, що види почали «змінювати» один одного частіше та активніше приблизно 635-539 мільйонів років тому, це стало передумовою для подальшого кембрійського вибуху – масової появи нових живих істот. Отримана «карта життя» показала, що після тривалого періоду «застою» різкі кліматичні зміни, зокрема сильні заледеніння, сприяли прискоренню еволюційних процесів та виникненню нових груп організмів. Таким чином, древні види могли еволюціонувати набагато повільніше і існувати довше, але після глобальних заледенінь темпи еволюції помітно зросли.

Спостережені закономірності в чергуванні підйомів і спадів в історії стародавнього земного життя піднімають безліч питань для майбутніх досліджень: вченим доведеться пояснити тривалу «стабільність» до заледенінь, роль кліматичних катаклізмів, коливання рівня кисню в морях, а також зрозуміти, чи могла міжвидова конкуренція запустити гонку озброєнь».

Результати дослідження також допоможуть передбачити, як сучасні екосистеми можуть справлятися з глобальними кліматичними змінами, та краще зрозуміти причини та механізми масових вимирань та великих «стрибків» в еволюції. «Наші результати — найбільш повна та деталізована картина різноманітності протерозойських еукаріотів. Ми сподіваємось, що це дослідження стане точкою відліку для подальших досліджень», — 
підсумували автори наукової роботи.