Как водоросли пережили удар астероида: научились охотиться
Крошечные морские водоросли пережили темноту, наступившую после удара астероида, погубившего динозавров, освоив жутковатую тактику — поедание других живых существ.
66 миллионов лет назад удар астероида выбросил в атмосферу огромное количество обломков, сажи и аэрозолей, погрузив планету во тьму, охладив климат и подкислив океаны. Наряду с динозаврами на суше и гигантскими рептилиями в океане были мгновенно уничтожены доминирующие виды морских водорослей — за исключением одного редкого типа.
Учёные, включая исследователей из UC Riverside, хотели понять, как этим водорослям удалось процветать, пока массовое вымирание распространялось по всей остальной глобальной пищевой цепи.
«Это событие максимально приблизилось к уничтожению всей многоклеточной жизни на планете, по крайней мере, в океане, — сказал геолог UCR и соавтор исследования Эндрю Риджуэлл. — Если убрать водоросли, которые формируют основу пищевой цепи, всё остальное должно погибнуть. Мы хотели узнать, как океаны Земли избежали этой судьбы и как наша современная морская экосистема заново эволюционировала после такой катастрофы».
Чтобы ответить на эти вопросы, команда изучила хорошо сохранившиеся окаменелости выживших водорослей и создала детальные компьютерные модели, чтобы смоделировать вероятную эволюцию их пищевых привычек с течением времени. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
По словам Риджуэлла, учёным отчасти повезло найти наноразмерные окаменелости. Они находились в быстро накапливающихся осадках с высоким содержанием глины, которые помогли их сохранить, подобно тому, как смоляные ямы Ла-Бреа сохраняют мамонтов.
Большинство окаменелостей имели щитки из карбоната кальция, а также отверстия в них. Отверстия указывают на наличие жгутиков — тонких хвостообразных структур, позволяющих микроорганизмам плавать.
«Единственная причина, по которой нужно двигаться, — это догнать добычу», — пояснил Риджуэлл.
Современные родственники древних водорослей также имеют хлоропласты, позволяющие им использовать солнечный свет для создания пищи из CO2 и воды. Эта способность выживать как за счёт питания другими организмами, так и посредством фотосинтеза называется миксотрофией. Примеры немногих наземных растений с такой способностью включают венерину мухоловку и росянку.
Исследователи обнаружили, что как только тьма после удара астероида рассеялась, эти миксотрофные водоросли расширили ареал с прибрежных шельфовых зон в открытый океан, где стали доминирующей формой жизни на следующий миллион лет, помогая быстро восстановить пищевую цепь. Этому также способствовало то, что более крупные существа, которые обычно питались бы этими водорослями, изначально отсутствовали в поставарийных океанах.
«Результаты иллюстрируют как чрезвычайную адаптивность океанического планктона и его способность к быстрой эволюции, так и то, что для растений с поколением всего в один день вы всегда находитесь всего в одном годе темноты от вымирания», — сказал Риджуэлл.
Лишь гораздо позже водоросли эволюционировали, утратили способность поедать других существ и восстановились, чтобы стать одним из доминирующих видов водорослей в современном океане.
«Миксотрофия была и средством первоначального выживания, и преимуществом после того, как тьма после астероида рассеялась, благодаря обилию мелких клеток-жертв, вероятно, выживших цианобактерий, — сказал Риджуэлл. — Это идеальная история на Хэллоуин: когда гаснет свет, все начинают есть друг друга».