Ученые раскрывают тайны эволюции жизни на ранней Земле
Международная группа под руководством китайских палеонтологов добилась значительного прогресса в понимании эволюции ранних форм жизни, впервые составив карту кривой биоразнообразия с высоким разрешением, охватывающую период от 2 до 0,5 миллиарда лет назад.
Это новаторское исследование проливает свет на эволюционный путь ранних форм жизни на нашей планете, которые прошли через многочисленные циклы расцвета и вымирания, завершившиеся возникновением сложной экосистемы, характеризующейся культовым Кембрийским взрывом, когда на нашей планете появилось широкое разнообразие животных.
Окаменелости могут дать ключевое представление об эволюции жизни. Однако до 500 миллионов лет назад возникновение эукариотической жизни и ее первые ископаемые следы остаются неясными. Эукариоты — это организмы, имеющие клетки, каждая из которых имеет отдельное ядро, в котором содержится генетический материал, в том числе грибы, растения и животные.
Также до сих пор остается загадкой, как ранние формы жизни — предки современных организмов — эволюционировали в разнообразные экосистемы на Земле. Этот путь от простых к сложным формам жизни является центральным для понимания биологического происхождения и будущего.
Исследование, опубликованное в пятницу в журнале Science, прояснило происхождение и раннюю эволюцию эукариотических организмов, а также позволило получить некоторые представления о потенциальной внеземной жизни и пригодных для жизни планетах.
Команда исследователей потратила шесть лет на создание крупнейшей в мире базы данных по палеобиологии, включающей более 13 000 ископаемых со всего мира, и объединила суперкомпьютеры и технологии искусственного интеллекта, чтобы построить первую кривую биоразнообразия с высоким разрешением.
Они обнаружили, что события глобального оледенения сыграли первую роль в макроэволюции ранней жизни. Согласно исследованию, эволюционная траектория эукариот была нарушена двумя глобальными оледенениями между 720 и 635 миллионами лет назад.
После этого биоразнообразие то увеличивалось, то колебалось, и в 580 миллионов лет назад произошло значительное радиационное событие, за которым последовало первое крупное вымирание в истории эукариот.
Впоследствии появились сложные макроскопические организмы, в том числе животные, но в период 551-539 миллионов лет назад произошло два крупных сокращения разнообразия, ознаменовавших два самых ранних массовых вымирания в истории эволюции животных, говорится в исследовании.
Исследование показало, что эволюция жизни от простого к сложному за 1,5 миллиарда лет — это не линейный процесс, а чередование длительной стагнации и относительно быстрого роста.
Результаты также показали глубокое влияние резких изменений окружающей среды, таких как температура и уровень кислорода, на раннюю сложную жизнь, что имеет огромное значение для изучения инопланетной жизни в суровых условиях и оценки будущей обитаемости Земли, — говорит Тан Цин из Нанкинского университета, первый автор и один из соавторов статьи.
Один из рецензентов высоко оценил работу, назвав ее «давно назревшей работой по изучению ископаемых протерозоя», которая повлечет за собой «множество работ после ее публикации».