Ранние морские животные Земли стимулировали эволюцию, перемешивая воду

Исследование с участием Кембриджского университета использовало виртуальные реконструкции древнейших экосистем животных — «морских животных лесов» — чтобы показать их роль в эволюции планеты.

С помощью современных компьютерных симуляций окаменелостей эдиакарского периода (около 565 млн лет назад) учёные выяснили, как эти животные перемешивали окружающую морскую воду. Это могло влиять на распределение важных ресурсов, таких как частицы пищи, и, возможно, повышало локальный уровень кислорода.

Учёные полагают, что благодаря этому процессу ранние сообщества могли сыграть ключевую роль в формировании первых крупных и сложных организмов до главного эволюционного взрыва разнообразия форм животной жизни — так называемого «кембрийского взрыва».

Со временем эти изменения могли позволить формам жизни выполнять более сложные функции, связанные, например, с эволюцией новых способов питания и передвижения.

Исследование под руководством Музея естественной истории опубликовано в журнале Current Biology.

Соавтор работы доктор Эмили Митчелл из Департамента зоологии Кембриджского университета сказала: «Это удивительно — узнать, что самые первые животные, жившие 580 миллионов лет назад, оказывали значительное влияние на свою среду, несмотря на неспособность двигаться или плавать. Мы обнаружили, что они перемешивали воду и позволяли ресурсам распространяться шире, потенциально стимулируя дальнейшую эволюцию».

Известно, что в современных морских средах питательные вещества, такие как пища и кислород, переносятся морской водой, а животные могут влиять на поток воды, что сказывается на распределении этих ресурсов.

Чтобы проверить, как далеко в историю Земли уходит этот процесс, команда изучила одни из древнейших примеров сообществ морских животных, известных по породам в Мистейкен-Пойнт (Ньюфаундленд, Канада). Этот всемирно известный местонахождение окаменелостей идеально сохранило ранние формы жизни благодаря покрывавшему их слою вулканического пепла («эдиакарские Помпеи»).

Хотя некоторые из этих существ напоминают растения, анализ их анатомии и роста strongly suggests они были животными. Благодаря исключительной сохранности окаменелостей учёные смогли создать цифровые модели ключевых видов, которые использовались для дальнейшего компьютерного анализа.

Первый автор доктор Сусана Гутарра, научный сотрудник Музея естественной истории, сказала: «Мы использовали экологическое моделирование и компьютерные симуляции, чтобы изучить, как 3D-виртуальные сообщества эдиакарских форм жизни влияли на поток воды. Наши результаты показали, что эти сообщества были способны к экологическим функциям, аналогичным тем, что наблюдаются в современных морских экосистемах».

Исследование показало, что одним из важнейших эдиакарских организмов, нарушавших поток воды, было животное Bradgatia в форме капусты, названное в честь парка Брэдгейт в Англии. Bradgatia из Мистейкен-Пойнт — одни из самых крупных известных окаменелостей этого местонахождения, достигающие диаметра более 50 сантиметров.

Учё считают, что благодаря своему влиянию на окружающую воду эти эдиакарские организмы могли повышать локальные концентрации кислорода. Это биологическое перемешивание также могло иметь последствия для более широкой среды, возможно, делая другие участки морского дна более пригодными для жизни и, возможно, даже стимулируя эволюционные инновации.

Ведущий автор доктор Имран Рахман, главный научный сотрудник Музея естественной истории, сказал: «Подход, который мы разработали для изучения эдиакарских ископаемых сообществ, совершенно нов для палеонтологии и даёт нам мощный инструмент для изучения того, как прошлые и настоящие морские экосистемы могли формировать и влиять на свою среду».