У період, коли на Землі бурхливо розвивалися ранні тварини, вміст кисню в повітрі була низькою. Але це не завадило багатоклітинним еволюціонувати. Команда вчених з Канади, США і Франції розкрила секрет.

Дослідники виміряли концентрацію кисню та інших сполук у бактеріальних матах у лагунах венесуельського архіпегала Лос-Рокес.

Личинка комахи з сімейства Ephydridae, виявлена ​​в зразку бактеріального мату (фото Murray Gingras et al. / Nature Geoscience).

Живі плівки в Лос-Рокес розташовані в дуже солоних водоймах, негостинних для більшості рослиноїдних створінь. Тому мати ці повністю покривають дно лагун і дуже схожі на аналогічні бактеріальні плівки, що існували більше 540 мільйонів років тому в едіакарской періоді, коли ранні багатоклітинні ще робили свої перші кроки.

У ту епоху парціальний тиск кисню в земному повітрі становило 0,1 атмосфери – надто мало, щоб бурхливо розвивалися які-небудь тварини, крім примітивних губок. (Сучасне парціальний тиск кисню – 0,21 атм).

Однак міжнародна група вчених, що досліджували лагуни Лос-Рокес, з'ясувала: хоча в цих водах рівень кисню теж нерідко падає до 0,1 атмосфери, безпосередньо поблизу матів і в їх товщі денна концентрація O2 (парціальний тиск) виростає до 0,25-0, 45 атм. Більше того, у верхньому міліметрі бактеріального мату зміст цього газу іноді піднімається до 1,05 атм – там напрацьовується практично чистий кисень.

Концентрація кисню у воді, бактеріальному мате та осадовому шарі в одній з лагун архіпелагу Лос-Рокес (жовті точки) (ілюстрації Murray Gingras et al. / Nature Geoscience).

Палеонтологи давно припустили, що ранні тварини розвивалися в мікробних матах, оскільки скам'янілості (або сліди) багатоклітинних і колоній бактерій часто знаходять разом. Але вперше дослідники показали, як бактеріальні плівки можуть працювати в якості постачальників кисню, необхідного для дихання, а значить, для активного розвитку. (Дізнайтеся, до речі, яку роль у появі багатоклітинних зіграла енергетика клітини.)

Шматочок бактеріального мату з лагуни Pirata. Пухирчаста поверхню – наслідок інтенсивної вироблення кисню (фото Murray Gingras et al. / Nature Geoscience).

Автори роботи відзначають, що не все ще питання зняті. Скажімо, вночі рівень кисню в матах сильно падає, а отже, багатоклітинні, що мешкають поблизу них, повинні різко обмежувати споживання цілющого газу, впадати у сплячку. Невідомо, як надходили древні тварини в такому випадку.

Крім того, зака немає великих даних про самі бактеріальних матах Едіакарій. Наскільки в них дійсно були поширені фотосинтезуючі одноклітинні? Це питання потребує вивчення.

A, B – фотографія і схема скам'янілих слідів стародавньої тварини Eochondrites rectangulus. C – схема створення ним розгалужених ходів (ілюстрації Murray Gingras et al. / Nature Geoscience).

Деталі нинішнього дослідження можна знайти у статті в Nature Geoscience.

За матеріалами: membrana.ru

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?