Если весь мир — это сцена, а все виды — просто актёры, то их выходы и появления можно найти в каменной летописи. Ископаемые скелеты и раковины ясно показывают, как эволюция и вымирание разворачивались в течение последних полумиллиарда лет. Новый анализ, проведенный специалистами Технологического института Вирджинии, расширяет хронологию жизни почти до 2 миллиардов лет назад. В исследовании, опубликованном в журнале Science, показаны относительные подъёмы и спады численности видов, что позволяет учёным судить о происхождении, разнообразии и вымирании древних форм жизни.
Благодаря новому исследованию, диаграмма жизни теперь включает формы живых существ протерозойского эона — от 2500 миллионов до 539 миллионов лет назад. Протерозойская жизнь, как правило, была меньше и компактнее — например, морские губки, у которых не сформировался минеральный скелет, — и оставляла меньше следов окаменения.
Геобиолог Шухай Сяо (Shuhai Xiao) и его соавторы опубликовали анализ глобального разнообразия протерозойской жизни с высоким разрешением на основе глобальной подборки данных об окаменелостях. Сяо и его команда обратили особое внимание на записи о древних морских эукариотах — организмах, клетки которых содержат ядро. Ранние эукариоты впоследствии превратились в многоклеточные организмы, ставшие началом новой эры жизни на Земле, включая животных, растения и грибы.
«Это самый полный и современный анализ этого периода на сегодняшний день», — говорит Сяо. «И что еще более важно, мы использовали программу графической корреляции, которая позволила достичь большего временного разрешения».
Хронология видов позволяет понять параллельные пути эволюции жизни и Земли. Ниже приведены некоторые закономерности и выводы, сделанные в результате анализа.
- Первые эукариоты появились не позднее 1,8 миллиарда лет назад и постепенно эволюционировали до стабильного уровня разнообразия примерно с 1450 миллионов до 720 миллионов лет назад — период, известный как «скучный миллиард», когда темпы видообразования были удивительно низкими.
- Возможно, эукариотические виды в «скучном миллиарде» развивались медленнее и существовали дольше, чем те, что появились позже.
- Затем наступил катаклизм: холодный ком Земли, спираль резкого понижения температуры, по меньшей мере дважды покрывала планету льдом в период между 720 и 635 миллионами лет назад. Когда лед в конце концов оттаял, эволюция активизировалась, и все перестало быть таким скучным.
«Ледниковый период стал основным фактором, который изменил эволюционный путь с точки зрения разнообразия и динамики», — говорит Сяо. «Мы наблюдаем быструю смену эукариотических видов сразу после оледенения. Это важное открытие».
По словам Сяо, эти закономерности поднимают множество интересных вопросов, в том числе:
- Почему эволюция эукариот была вялой во время «скучного миллиарда»?
- Какие факторы способствовали увеличению темпов эволюции после ледниковых периодов?
- Были ли это экологические факторы, такие как изменение климата и повышение уровня кислорода в атмосфере?
- Была ли это эволюционная гонка вооружений между различными организмами, которая могла подтолкнуть существ к быстрой эволюции?
Ученые смогут использовать количественную модель, чтобы ответить на эти вопросы и лучше понять сложное взаимодействие жизни на Земле и самой Земли.
