Ледниковый период – двигатель жизни: как «Земля-снежок» запустила эволюционную гонку

На протяжении более миллиарда лет планету населяли только одноклеточные эукариоты. Но около 700 миллионов лет назад, в эпоху «Земли-снежка» (Snowball Earth), когда ледники могли простираться до экватора, появились новые существа — многоклеточные организмы.

Почему же многоклеточные организмы возникли именно в то время? Ответ на этот вопрос может помочь не только понять разнообразие жизни на Земле, но и найти возможные формы жизни на других планетах.

Распространённое мнение гласит, что уровень кислорода должен был достичь определённого порога, чтобы одноклеточные организмы могли объединяться в многоклеточные колонии. Однако гипотеза не объясняет, почему многоклеточные предки животных, растений и грибов появились одновременно и почему переход к многоклеточности занял более миллиарда лет.

Недавно в журнале Proceedings of the Royal Society B была опубликована работа, которая предлагает новую теорию: особые физические условия периода «Земли-снежка», такие как высокая вязкость океанов и недостаток ресурсов, могли стимулировать эукариотов к развитию в многоклеточные формы.

С помощью теорий масштабирования учёные выяснили, что гипотетический ранний предок животных, напоминающий плавающие водоросли, которые питаются добычей, а не фотосинтезируют, мог увеличиваться в размерах и «усложняться» под давлением «Земли-снежка». Напротив, одноклеточный организм, который движется и питается путем диффузии, как бактерия, становился меньше.

Исследование показывает, как ледяные океаны в период «Земли-снежка» блокировали солнечный свет, снижая фотосинтез и, таким образом, истощая море питательных веществ. Более крупные организмы, которые могли перерабатывать больше воды, имели лучшие шансы на выживание. Когда ледники растаяли, эти организмы смогли развиваться дальше.

Модель исследования основывается на последних палеонтологических данных и указывает на гипотезы о предковых организмах, которые можно найти в летописях окаменелостей. Кроме того, в работе представлены новые инструменты для исследования физического воздействия на физиологию организмов, что станет полезным для будущих исследований.