Анализ показывает, как доисторический планктон менялся день за днём

Учёные из Саутгемптонского университета разработали новый метод анализа окаменелостей, который впервые позволил увидеть, как окружающая среда формировала обитателей Земли миллионы лет назад с разрешением в несколько дней.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, может улучшить понимание того, как признаки, вызванные изменениями окружающей среды, формировали эволюционную историю и жизнь на Земле. Оно помогает выяснить, какая часть эволюционного пути вида обусловлена «природой», а какая — «средой».

Исследователи изучили окаменелые останки доисторического планктона — фораминифер («форамов») — с помощью высокоразрешающего 3D-сканирования, подобного медицинской КТ. Их крошечные раковины размером с песчинку сделаны из карбоната кальция (CaCO₃) и растут, добавляя каждые несколько дней новую камеру по спирали.

Эти камеры действуют подобно годичным кольцам деревьев, сохраняя постоянную запись роста и условий жизни форамов. Химический состав раковин также рассказывает о среде обитания организма, включая химию, глубину и температуру воды.

«Эти окаменелости действуют как краткие содержания глав в эволюционной истории вида. Новый метод анализа позволяет нам прочитать страницы внутри каждой главы — увидеть, как отдельные организмы адаптировались к меняющейся среде не на протяжении поколений, а в течение индивидуальной жизни с дневным разрешением», — говорит ведущий автор работы доктор Анике Бромбахер.

Ключевым достижением стало сочетание продвинутой КТ-томографии с химическим анализом методом лазерной абляции. Эта комбинация позволила «приблизиться» и «прочитать» отдельные страницы, чтобы увидеть, как росли форамы, и оценить условия их роста.

Скорость роста всех трёх изученных видов была схожей при низких температурах, но один вид рос значительно быстрее при высоких температурах, достигая при этом того же среднего размера.

«Если вы форам, температура, по-видимому, является более важным фактором для вашей скорости роста, чем даже возраст», — отмечает доктор Бромбахер.

Также было обнаружено, что из двух видов со схожей чувствительностью к среде один мог достигать того же размера, но с более тонкой раковиной, что указывает на меньшие энергозатраты и потенциальное эволюционное преимущество.

Эти же методы анализа можно применить к другим существам, сохраняющим информацию об окружающей среде и жизненном цикле: аммонитам, кораллам и двустворчатым моллюскам, таким как мидии и устрицы.

Исследование является частью более масштабного проекта, цель которого — проанализировать две тысячи образцов планктона, чтобы определить, ведёт ли адаптивная гибкость вида к его разделению на отдельные виды с течением времени.