Первые живые организмы — одноклеточные прокариоты без ядра — появились более четырёх миллиардов лет назад, сразу же после формирования планеты. По мере накопления кислорода в атмосфере (необходимого для сложных форм жизни), эукариоты стали доминирующими организмами. Международная группа исследователей смогла впервые оценить их разнообразие на протяжении длительного периода земной истории, создав самую подробную «карту жизни».
Грибы, растения и животные (а также группа организмов под названием «протисты») — это эукариоты, то есть организмы с ядром в клетках. Несмотря на различия, общее происхождение предполагается: по наиболее распространенным гипотезам, эукариоты появились 1,6-2,1 миллиарда лет назад.
Международная группа учёных из Китая, США, и России изучила данные о древних морских эукариотах с начала протерозоя до начала кембрийского периода, чтобы выяснить влияние климата, уровня кислорода в океане и геохимических процессов на их эволюцию.
В ходе исследования под руководством Цин Тана и Шухая Сяо ученые сопоставили появление и исчезновение видов, используя данные радиометрического датирования пород с программой Constrained Optimization (CONOP). Это позволило сформировать точный график колебания числа эукариот во времени.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале ScienceРезультаты показали: с 1,8 до 0,8 миллиарда лет назад численность и разнообразие эукариотических форм жизни оставались на стабильно низком уровне. Эволюция шло очень медленно, позволяя видам существовать без заметных изменений на протяжении миллионов лет.
После двух глобальных криогенных ледниковых периодов (примерно 720—635 миллионов лет назад), когда вся суша была покрыта льдом, эволюция древних эукариот ускорилась. В межледничные периоды происходили массовые вымирания и всплески видообразования.
Авторы исследования утверждают, что видоизменения стали более частыми и активными около 635-539 миллионов лет назад, что послужило толчком к каменному взрыву — появлению большого числа новых организмов.
Карта жизни свидетельствует о том, что после продолжительного периода застоя резкие климатические изменения, особенно сильные оледенения, ускорили эволюционные процессы и появление новых организмов.
Закономерности чередования подъемов и спадов в истории древней земной жизни требуют дальнейших исследований. Ученым предстоит осветить длительную стабильность до оледенений, влияние климатических катаклизмов, колебания уровня кислорода в морях и возможность запуска эволюционной «гонки вооружений» межвидовой конкуренцией.
Изучение результатов даст возможность спрогнозировать способность современных экосистем к адаптации к изменениям климата. Это также позволит глубже понять причины и процессы массовых исчезновений видов и значительных скачков в эволюции.
Полученные нами результаты представляют собой самую полную и подробную картину разнообразия протерозойских эукариот. Исследование должно стать отправной точкой для дальнейших исследований. подытожили авторы научной работы.