Разум и религия

Через сотрудничество с наукой к познанию истины

Почему первая жизнь на Земле стала большой

Дата:
25 июня 2018 года
Источник:
Кембриджский университет

Некоторые из самых ранних сложных организмов на Земле-возможно, некоторые из самых ранних животных, которые существовали-стали большими не для того, чтобы конкурировать за пищу, но чтобы распространить свое потомство как можно дальше.

Исследование, проведенное Кембриджским университетом, показало, что наиболее успешные организмы, жившие в океанах более полумиллиарда лет назад, были теми, кто смог «бросить» свое потомство дальше всех, тем самым колонизируя свое окружение. Результаты представлены в журнале Nature Ecology and Evolution.

До Эдиакарского периода, между 635 и 541 миллионами лет назад, формы жизни были микроскопическими по размеру, но во время Эдиакарского периода впервые появились большие сложные организмы, некоторые из которых — такие как тип организма, известный как rangeomorphs-выросли до двух метров. Эти организмы были одними из первых сложных организмов на Земле, и хотя они выглядят как папоротники, они, возможно, были одними из первых животных, которые когда-либо существовали — хотя ученым трудно быть полностью уверенными.  Организмы Эдиакарского периода не имели ртов и опорно-двигательного аппарата, поэтому предполагается, что они поглощали питательные вещества из окружающей их воды.

По мере того, как Эдиакарские организмы становились выше, их формы тела диверсифицировались, и некоторые развитые стволовые структуры поддерживали их высоту.

В современных условиях, таких, как леса, существует интенсивная конкуренция между организмами за такие ресурсы, как свет, поэтому более высокие деревья и растения имеют очевидное преимущество перед своими более короткими соседями.

«Мы хотели бы знать, были ли подобные драйверы для организмов во время Эдиакарского периода», — сказала д-р Эмили Митчелл из Кембриджского Департамента наук о Земле, ведущий автор статьи. «Неужели жизнь на Земле стала большой в результате конкуренции?»

Митчелл и ее соавтор Доктор Шарлотта Кенчингтон из мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде исследовали окаменелости из Mistaken Point на юго-востоке Ньюфаундленда, одного из самых богатых мест Эдиакарских окаменелостей в мире.

Более ранние исследования предполагали, что увеличение размера было вызвано конкуренцией за питательные вещества на разных глубинах воды. Тем не менее, текущая работа показывает, что Эдиакарские океаны были больше похожи на шведский стол.

«Океаны в то время были очень богаты питательными веществами, поэтому не было большой конкуренции за ресурсы, а хищники еще не существовали», — сказал Митчелл, который является научным сотрудником Henslow в Murray Edwards College. «Так что, должно быть, была еще одна причина, почему формы жизни стали такими большими в этот период.»

Поскольку Эдиакарские организмы не были мобильными и сохранялись там, где они жили, можно анализировать целые популяции из ископаемых записей. Используя методы пространственного анализа, Митчелл и Кенчингтон обнаружили, что нет никакой корреляции между ростом и конкуренцией за еду. Различные типы организмов не занимали различные части водной толщи, чтобы избежать конкуренции за ресурсы-процесс, известный как многоуровневое распределение.

«Если бы они боролись за пищу, то мы ожидали бы, что организмы со стеблями были очень многоуровневыми», — сказал Кенчингтон. «Но мы обнаружили обратное: организмы без стеблей были на самом деле более многоуровневыми, чем организмы со стеблями, поэтому стебли, вероятно, выполняли другую функцию.»

По словам исследователей, скорее всего, одна функция способствовала большей дисперсии потомства, которое рангеоморфы производили путем высылки мелких побегов. Самые высокие организмы были окружены самыми большими скоплениями потомства, что говорит о том, что преимущество роста было не для большего количества пищи, но для больших шансов колонизации области.

«Несмотря на то, что большие организмы были в быстротекущей воде, отсутствие разделения на уровни внутри этих сообществ показывает, что их высота не давала им определенные преимущества с точки зрения питательных веществ», — сказал Митчелл. «Вместо этого, размножение, по-видимому, было основной причиной того, что жизнь на Земле стала большой.»

Несмотря на свой успех, рангеоморфы и другие Эдиакарские организмы исчезли в начале Кембрийского периода около 540 миллионов лет назад, в период быстрого эволюционного развития, когда большинство основных групп животных впервые появляются в летописи ископаемых.

 

Материалы предоставлены Кембриджским университетом.

Эмили Г. Митчелл, Шарлотта Г. Kenchington. Полезность высоты для Эдиакарских организмов ошибочной точки. Экология и эволюция природы, 2018; DOI: 10.1038 / s41559-018-0591-6

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *