Кембрийский взрыв: ученые нашли неожиданного виновника в древних экскрементах

«Фекальная революция»: необычный взгляд на эволюцию сложной жизни

Как сообщает НВ — Техно: Дата публикации: 5 августа, 18:00

Международная группа исследователей из Австралии и Германии предложила новое объяснение Кембрийского взрыва - резкого появления множества сложных форм жизни около 540 миллионов лет назад. В статье для научного журнала Trends in Ecology & Evolution авторы выдвинули гипотезу, согласно которой ускорение развития древних океанических экосистем могло быть связано с массовым оседанием экскрементов, богатых питательными веществами. Этот процесс они назвали «фекальной революцией». Кембрийский взрыв считается одним из ключевых этапов в истории биосферы, поэтому поиск его причин продолжает вызывать споры.

Почти 4 миллиарда лет после возникновения первичной жизни эволюция не продвигалась дальше одноклеточных и простейших организмов. Однако в конце эдиакарского и начале кембрийского периодов, всего за примерно 25 миллионов лет, возникло огромное разнообразие сложных существ. Раньше главными причинами этого рывка считались повышение уровня кислорода в воде и атмосфере, формирование озонового слоя, а также приток питательных веществ из-за таяния глобальных ледников.

Роль копролитов в древних экосистемах

Эволюционный биолог Рассел Бикнелл из Университета Флиндерса и его соавторы обратились к изучению копролитов - ископаемых экскрементов, - чтобы объяснить формирование новых экосистем. Появление животных с полноценным кишечником и анальным отверстием радикально изменило круговорот веществ в древних океанах. Древнейшие копролиты, возраст которых совпадает с эпохой Кембрийского взрыва, выглядят как микроскопические комочки или тонкие нити.

По мере усложнения пищеварительных систем в палеонтологической летописи появляются окаменелости длиной в несколько миллиметров, и внутри них нередко встречаются перемолотые остатки раковин. Обогащенные углеродом, азотом, железом и фосфором экскременты в больших количествах опускались в более глубокие слои воды, создавая поток питательных веществ. Этот процесс формировал устойчивые трофические связи, ускорял развитие океанских экосистем и запускал положительную обратную связь, что в итоге могло способствовать появлению сложной жизни на Земле.

Новая концепция способна заметно скорректировать представления об эволюции жизни на Земле, поскольку выводит на первый план биологическое воздействие экскрементов на экосистемы. Понимание роли копролитов может помочь в дальнейшем изучении эволюционных процессов и экологических изменений, происходивших в глубокой древности. Работа также подчеркивает сложность эволюционных взаимосвязей и, возможно, станет основой для новых исследований в этой области.