Льодовики стали каталізатором розвитку життя на Землі

Еволюція схожа на грандіозну виставу на сцені Землі, де кожен вид потрапляє в центр уваги в різні моменти часу. Уявіть собі, якби існували записи про грандіозні входи та виходи цих видів – не на сувоях чи пергаментах, а вигравірувані на кістках і раковинах істот, що зберігалися протягом тисячоліть. А тепер уявіть хронологію, яка не лише фіксує подорожі форм життя за останні пів мільярда років, але й тягнеться майже на 2 мільярди років. Команда експертів Virginia Tech втілила цю ідею в реальність.

Розширення часової шкали еволюції

Дослідники провели детальний аналіз стародавнього життя, який розширює хронологію еволюції майже до 2 мільярдів років тому. Шухай Сяо, геобіолог з Технічного університету Вірджинії, разом зі своєю командою досліджували ці коридори часу. Дослідження було зосереджено на морських еукаріотах, які є організмами, які мають клітини з ядром. Зрештою ці істоти перетворилися на багатоклітинні організми, включаючи тварин, рослини та гриби, і заклали основу для абсолютно нової глави життя на Землі.

«Це найповніший і найновіший аналіз цього періоду на сьогодні», — сказав Сяо. «І що важливіше, ми використали програму графічної кореляції, яка дозволила нам досягти більшої часової роздільної здатності».

Історія, закарбована в століттях

Дослідники простежили форми життя до протерозойського еону, який триває від 2500 мільйонів до 539 мільйонів років тому. Цей період характеризувався такими формами життя, як морські губки, які, як правило, були меншими, м’якшими та меншими. Більшість організмів не розвинули мінеральні скелети, а це означає, що в літописі скам’янілостей залишилося менше слідів, які ми можемо знайти сьогодні. Сяо та його команда представляють цю життєву подорож як танець видів, хореографія якого пропонує життєво важливе розуміння паралельних еволюційних шляхів життя та Землі.

Нудний мільярд і льодовикові періоди

Однією цікавою закономірністю, яка спостерігалася в дослідженні, було існування досить безперервного періоду, відомого як «Нудний мільярд» (від 1800 до 720 мільйонів років тому), протягом якого, як вважалося, різноманітність еукаріот залишалася стабільною, що свідчить про повільніший темп еволюції.

«Еукаріотичні види в «нудному мільярді», можливо, еволюціонували повільніше та існували довше, ніж ті, що з’явилися пізніше», — зазначили дослідники.

Потім настає поворот в історії – катастрофічний епізод зі Сніжною кулею на Землі, який закутав планету в лід щонайменше двічі між 720 і 635 мільйонами років тому. Ця холодна пауза започаткувала еру прискореної еволюційної діяльності, яка замінила «нудний», лінивий темп поступовим збільшенням видового багатства. Сяо вважає льодовикові періоди основним фактором, який змінив еволюційний шлях з точки зору різноманітності та динаміки. «Ми спостерігаємо швидкий оборот еукаріотичних видів відразу після зледеніння. Це важлива знахідка».

Нові питання серед давніх одкровень

Ці моделі викликають кілька питань для майбутніх досліджень. Чому еволюція була повільною під час «Нудного мільярда»? Які чинники прискорили темпи еволюції після льодовикових періодів снігової кулі? Чи зміни в навколишньому середовищі, підвищення рівня кисню в атмосфері чи міжвидова конкуренція сприяли цьому еволюційному спринту? Такі питання мають вирішальне значення для розуміння складної взаємодії між життям на Землі та самою Землею. І завдяки цьому новому дослідженню та розширеній карті життя ми наближаємось до розгадки таємниць стародавньої еволюції.

Більш широкі наслідки хронології еволюції

Це захоплююче дослідження не тільки розширює наше розуміння еволюції, але й відкриває двері для нових наукових пошуків. Зображуючи майже 2 мільярди років історії життя, вчені можуть краще пов’язувати зміни в біорізноманітті з навколишніми та геологічними змінами, пропонуючи зрозуміти, як життя адаптується до планетарних трансформацій. Крім того, детальна хронологія забезпечує основу для дослідження походження багатоклітинності, виникнення складних екосистем і навіть потенціалу життя за межами Землі.

Розуміючи, як форми життя на Землі розвивалися в різних умовах, дослідники можуть удосконалити моделі для ідентифікації біосигнатур на інших планетах. Оскільки Сяо та його команда продовжують свою роботу, ця розширена еволюційна діаграма слугуватиме критичним ресурсом для майбутніх досліджень, подолаючи розрив між давнім минулим Землі та її динамічним сьогоденням. Повний текст дослідження опубліковано в журналі Science.