Как полярные животные помогают понять происхождение первых животных на Земле

Стратегии выживания морских обитателей полярных регионов могут объяснить, как первые животные на Земле могли эволюционировать раньше, чем указывают древнейшие ископаемые остатки. Согласно новому исследованию, эти первые простые и ныне вымершие животные, возможно, пережили одни из самых экстремальных, холодных и ледниковых периодов в истории планеты. Исследование опубликовано в журнале Global Change Biology 12 октября 2022 года.

Расхождение в датировках

Ископаемая летопись относит появление первых животных к периоду 572–602 миллионов лет назад, сразу после выхода планеты из масштабного оледенения. Молекулярные исследования указывают на более раннее происхождение — до 850 миллионов лет назад. Если это верно, значит, животные должны были пережить эпоху множественных глобальных оледенений («Земля-снежок» и «Земля-слякоть»), когда вся или большая часть планеты была покрыта льдом.

Полярные аналогии прошлого

Если животная жизнь возникла до или во время этих экстремальных ледниковых периодов, она сталкивалась с условиями, сходными с современными морскими местообитаниями Антарктики и Арктики, и требовала аналогичных стратегий выживания. Расширение и сокращение ледяных щитов на протяжении миллионов лет в ходе холодных и теплых периодов двигало эволюцию тысяч уникальных видов Антарктиды. То же могло быть справедливо и для эволюции животной жизни на Земле в целом.

Уроки экстремальной адаптации

«Эта работа показывает, насколько невероятно адаптированы некоторые животные полярных регионов к жизни во льду и рядом с ним, и как много они могут рассказать нам об эволюции и выживании жизни в прошлом или даже на других планетах», — говорит ведущий автор, морской биолог доктор Хью Гриффитс из Британской антарктической службы (BAS).

Примеры такой адаптации:

• Животные, живущие вверх ногами на нижней стороне льда.
• Губки, обитающие за сотни километров под толстыми шельфовыми ледниками.
• Организмы, приспособленные к жизни в морской воде холоднее -2°C.
• Целые сообщества, существующие в темноте за счёт пищевых источников, не требующих солнечного света.

Холодные и ледяные условия способствуют океанической циркуляции, переносу кислорода на глубину и делают эти среды более пригодными для жизни.

Проблема поиска ископаемых

«Огромная разница в датировках появления животных между ископаемой летописью и молекулярными часами означает, что существуют большие неопределенности в том, как и где животные эволюционировали», — отмечает соавтор, палеонтолог и эколог доктор Эмили Митчелл из Кембриджского университета.

Если животные эволюционировали во время глобальных оледенений, они сталкивались с экстремальным давлением среды, которое, возможно, заставило жизнь усложняться, чтобы выжить. Как и в Антарктике во время последнего ледникового максимума (33–14 тысяч лет назад), наступающий лёд «счищал» мелководья, делая их непригодными для жизни, уничтожая ископаемые свидетельства и вытесняя животных в глубоководные зоны. Это снижает вероятность находок окаменелостей того времени — безопасными убежищами для эволюции жизни были глубокое море и защищённые области.

Взгляд из настоящего в прошлое

«Палеонтологи часто смотрят в прошлое, чтобы понять, каким может быть будущее изменение климата. Но в этом случае мы смотрели на самые холодные и экстремальные местообитания планеты, чтобы понять условия, с которыми могли столкнуться первые животные, и как современные полярные существа процветают в этих крайностях», — резюмирует соавтор, полярный палеонтолог BAS доктор Роуэн Уиттл.