Новая хронология эволюции: как море и кислород изменили ход нашей истории

Недавно разработанная хронология ископаемых останков ранних животных демонстрирует взаимосвязь между изменениями уровня моря, содержания кислорода в океане и появлением древнейших предков современных животных.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, проливает свет на силы, повлиявшие на эволюцию древних организмов, от которых произошли все основные группы животных.

Учёные из Эдинбургского университета проанализировали породы и окаменелости из эдиакарско-кембрийского периода — промежутка времени 580-510 миллионов лет назад. В это время, согласно палеонтологическим данным, наблюдался взрыв биологического разнообразия, причины которого оставались загадкой для учёных со времён Чарльза Дарвина.

Все ранние животные, найденные в этом периоде, обитали в морской среде, так как уровень кислорода в воздухе и океане был значительно ниже, чем в наши дни.

В то время как более ранние формы жизни были преимущественно одноклеточными и простыми многоклеточными организмами, существа эдиакарского периода стали более сложными, имея множество клеток, организованных в структуры, которые позволяли им питаться, размножаться и перемещаться по дну океана.

Эта эпоха также ознаменовалась появлением билатеральных животных с симметричной формой тела, характерной для большинства современных видов, включая человека.

Проанализировав данные из различных источников, таких как радиоактивное датирование и геохимическая информация о слоях пород, в которых были обнаружены окаменелости, учёные создали единую временную шкалу, объединяющую все основные находки ископаемых и экологические данные.

Новая хронология позволила исследователям более детально изучить тенденции биоразнообразия за этот период.

Они сопоставили эти данные с дополнительными химическими подсказками из геологических источников, подтвердив связь между изменениями уровня моря, периодами насыщения мелководных морей кислородом и разнообразием ранних групп животных.

Эти изменения подготовили почву для значительных всплесков биологического разнообразия, известных как авалонские, беломорские и кембрийские сообщества, каждое из которых ознаменовало появление новых групп животных и исчезновение других.

Восстановив условия окружающей среды древнейших времён, исследование открывает новые пути к пониманию сил и процессов, сформировавших раннюю жизнь на Земле.

Команда также выявила пробелы в летописи окаменелостей, свидетельствующие о том, что наше понимание древних животных может быть искажено из-за географической ограниченности мест находок и исследований.

"Создание временной шкалы ранней эволюции животных с помощью горных пород — это сложная задача, возможная только благодаря международному и междисциплинарному сотрудничеству. Однако такой глобальный подход крайне важен. Он выявляет предвзятость в наших данных и показывает закономерности в появлении ископаемых, колебаниях уровня моря и содержания кислорода", — отмечает соавтор исследования Фред Бойер.

"Понимание того, что движет биоразнообразием, является ключевым элементом в познании жизни. Я чувствую себя очень привилегированной, участвуя в этом процессе, опираясь на десятилетия междисциплинарных исследований, и вношу вклад в понимание роли уровня моря в ранней эволюции животных", — добавляет соавтор исследования Мариана Йилалес Агелвис.

Фото: commons.wikimedia.org/Matt Hardy (Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication).