Исследование, проведенное Британской антарктической службой, показывает, что методы выживания полярных морских существ могут помочь объяснить, как древние животные на Земле могли эволюционировать раньше, чем самые старые окаменелости.
Недавно опубликованное в журнале Global Change Biology 11 октября исследование предполагает, что эти самые ранние, самые основные вымершие виды, возможно, пережили некоторые из самых холодных и ледяных времен в мире.
Да, выжили, но как?
В то время как геномные исследования предполагают более раннее начало, до 850 миллионов лет назад, летопись окаменелостей датирует самую раннюю жизнь животных на Земле между 572 и 602 миллионами лет назад, как раз когда планета возникла из массивный ледовый период, согласно Британской антарктической службе.
Если это правда, это означает, что животные должны были пережить период многочисленных глобальных ледниковых периодов, когда большая часть мира была покрыта льдом, большим, чем когда-либо ранее.
Если бы жизнь возникла до или во время этих интенсивных ледниковых периодов, она столкнулась бы с условиями, аналогичными условиям современных морских экосистем Антарктиды и Арктики, и ей потребовался бы аналогичный набор механизмов выживания.
Эта работа показывает, как некоторые животные в полярных регионах невероятно приспособлены к жизни во льдах и вокруг них, и как много они могут рассказать нам об эволюции и выживании жизни в прошлом или даже на Земле. других планет», - говорит морской биолог и ведущий автор доктор Хью Гриффитс из Британской антарктической службы (BAS).
Будь то животные, живущие вверх ногами на нижней стороне льда вместо морского дна, губки, живущие за сотни километров под толстыми плавучими шельфовыми ледниками, организмы, приспособленные к жизни в морской воде холоднее -2° C, или целые сообщества, существующие в темноте на источниках пищи, не требующих солнечного света, антарктическая и арктическая жизнь процветает в условиях, которые убили бы людей и большинство других животных», - также добавил д-р Гриффитс.
"Но эти холодные и ледяные условия способствуют циркуляции океана, переносят кислород в океанские глубины и делают эти места более подходящими для жизни."
Достаточно тонкий лед позволил морским водорослям жить
По данным BAS, плавучий лед покрывает зимой более 19 млн км² морей вокруг Антарктиды и 15 млн км² Северного Ледовитого океана.
Ученые полагали, что возможен самый экстремальный снежный ком Земли - продолжительностью от 50 до 60 миллионов лет - в криогенный период, когда весь мир был покрыт льдом толщиной около километра, но есть некоторые доказательства что этот лед был достаточно тонким на экваторе, чтобы позволить морским водорослям выжить.
«Тот факт, что существует огромная разница во времени начала жизни животных между известными летописями окаменелостей и молекулярными часами, означает, что существуют огромные неопределенности в отношении того, как и где эволюционировали животные», - говорит соавтор. -автор доктор Эмили Митчелл, палеонтолог и эколог из Кембриджского университета.
"Но если бы животные действительно эволюционировали до или во время этих глобальных ледниковых периодов, им пришлось бы бороться с экстремальными нагрузками окружающей среды, которые, возможно, помогли усложнить жизнь, чтобы выжить."
Загляни в прошлое, расскажи будущее
Палеонтологи часто обращаются к прошлому, чтобы рассказать нам, как может выглядеть изменение климата в будущем, но в этом случае мы обращались к самым холодным и экстремальным местам обитания на планете, чтобы помочь нам понять условия, которые с которыми могли столкнуться первые животные, и как современные полярные существа процветают в этих экстремальных условиях», - говорит доктор Роуэн Уиттл, полярный палеонтолог из BAS и соавтор исследования.
Время появления первых животных имеет решающее значение для понимания эволюции жизни на Земле. Хотя летопись окаменелостей относит самых ранних многоклеточных животных к возрасту 572-602 млн лет назад, исследования молекулярных часов предполагают гораздо более раннее происхождение, примерно 850 млн лет назад. Разница в этих датах поместила бы рост животной жизни в период времени, отмеченный многочисленными колоссальными, потенциально глобальными, ледниковыми событиями. Хотя две школы мысли спорят об ограничениях методов друг друга, мало времени уделялось тому, как могла бы выжить животная жизнь, если бы она возникла до или во время этих глобальных ледниковых периодов. История недавней полярной биоты показывает, что организмы нашли способы сохраняться на льду Антарктического континента и вокруг него на протяжении всего последнего ледникового максимума (33-14 тыс. лет назад), при этом некоторые эндемичные виды существовали до распада Гондваны (180-23 млн лет назад).). Здесь мы обсуждаем стратегии выживания и места обитания современных полярных морских организмов в средах, аналогичных тем, которые могли существовать во время неопротерозойских оледенений. Мы обсуждаем, как, несмотря на кажущуюся суровость многих покрытых льдом антарктических морских местообитаний с температурой ниже нуля, жизнь животных процветает на, внутри и подо льдом. Системы и процессы с преобладанием льда делают некоторые местные среды более пригодными для жизни благодаря циркуляции воды, насыщению кислородом, поступлению терригенных питательных веществ и новым средам обитания. Мы рассматриваем, как физические условия неопротерозойского оледенения, вероятно, сильно повлияли на условия для потенциальной жизни на мелководье и стерли любые возможные ископаемые свидетельства с континентальных шельфов. Недавний ледниковый цикл стимулировал эволюцию уникальной фауны Антарктиды, действуя как «насос разнообразия», и то же самое может быть верно для позднего протерозоя и эволюции животной жизни на Земле, а также существования жизни в других частях Вселенной на Земле. ледяные миры или луны.