|
Развитие жизни на Земле тормозилось
|
|
|
|
Развитие жизни на Земле тормозилось на протяжении почти двух миллиардов лет после появления первых фотосинтезирующих микробов тем, что производимый ими кислород расходовался на разложение органики, накопленной на дне морей в прошлые эпохи, заявляют геологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
|
|
|
|
"В то время Земля находилась в своеобразной безвыходной ситуации – более сложная жизнь не могла возникнуть, так как кислорода в атмосфере для этого не хватало. Вдобавок, кислорода не хватало и для развития сложных растений, без которых уровень кислорода в воздухе не мог превысить отметку в 10%. Только когда они появились, жизнь на планете смогла сделать шаг вперед", — рассказывает Тим Лентон (Tim Lenton) из университета Эксетера (Великобритания).
|
 |
|
Замкнутая цепь жизни и смерти
|
|
|
|
В первые эпохи существования жизни на Земле кислород в ее атмосфере почти полностью отсутствовал – его концентрация не превышала 0,0001% — и он фактически был ядом для первых микробов, использовавших другие химические соединения для получения энергии.
|
|
|
|
Эта первая земная жизнь просуществовала до события, которое геологи называют "великой кислородной катастрофой". Примерно 2,4-2,32 миллиарда лет назад концентрация кислорода в атмосфере резко выросла, повысившись с 0,0001% до современных 21%. Причиной ее возникновения сегодня считаются первые фотосинтезирующие организмы, цианобактерии, очистившие атмосферу от СО2 и заполнившие ее кислородом.
|
|
|
|
После этого, как рассказывает Лентон, в истории эволюции жизни зияет гигантский провал длиной почти в два миллиарда лет – эволюция жизни, насколько можно судить по крайне скудной геологической "летописи", фактически остановилась до наступления так называемого "кембрийского взрыва" 550 миллионов лет назад, когда возникли все современные группы многоклеточных животных.
|
|
|
|
Лентон и его коллеги попытались выяснить, с чем была связана такая задержка в развитии жизни на Земле, изучая все известные нам факторы, которые отличали кембрийскую эпоху от предыдущих геологических эр.
|
|
|
|
Как отмечают ученые, в докембрийскую эпоху, если не считать 200 миллионов лет "кислородной катастрофы", уровень кислорода в воде и в атмосфере был крайне низким, на что указывает присутствие пород, обычно разлагающихся на воздухе, в отложениях, сформировавшихся 550-2 миллиарда лет назад на дне первичного океана планеты. При этом фотосинтезирующие микробы, породившие "катастрофу", никуда не исчезли, что ставит перед учеными вопрос – куда пропадал кислород?
|
|
|
|
Ответ на этот вопрос британские геологи нашли, создав компьютерную модель экосистем Земли в ту эпоху. Как показывают их вычисления, в этой кислородной "стагнации" была виновата сама жизнь – вернее, ее предыдущие поколения, чьи останки скопились на дне морей Земли в огромных количествах за то время, пока на Земле не было фотосинтезирующих микробов.
|
|
|
|
Конец вечности
|
|
|
|
Примерно 2,1 миллиарда лет назад, по словам ученых, часть этих останков была обнажена в результате движения континентов и тектонических процессов в недрах Земли, в результате чего кислород, накопленный в атмосфере за время "катастрофы", был фактически мгновенно израсходован на разложение этих останков. В дальнейшем, весь кислород, который производили достаточно неэффективные морские цианобактерии, полностью уходил на окисление этих останков, которые продолжали подниматься из недр Земли.
|
|
|
|
Как показывают расчеты ученых, количество кислорода, который производили бактерии, почти не играло никакой роли – скорость его производства была гораздо меньше, чем скорость выхода новых осадочных пород на сушу или поверхность моря. По оценкам Лентона и его коллег, доля кислорода в ту эпоху не могла быть выше 10% и ниже 1%. И того, и другого было явно недостаточно для зарождения многоклеточных живых существ.
|
|
|
|
Только когда безжизненная часть Земли – ее суша – была колонизирована первыми "сухопутными" микробами и примитивными растениями, что произошло около 600-500 миллионов лет назад, этот баланс был нарушен. В это время "приток" кислорода начал превышать его "убыль", что спровоцировало кембрийский взрыв и возобновление эволюции флоры и фауны.
|
|
|
|
В пользу того, что так все происходило, есть и вещественные доказательства. По словам ученых, на наличие такого баланса между отложениями органики и кислородом указывают странности в долях углерода-13 в породах прекембрийского периода. Они указывают на то, что скорость формирования таких отложений была постоянной на протяжении сотен миллионов лет, что крайне странно с палеонтологической и геологической точки зрения. Присутствие кислорода, окисляющего "излишки" таких пород, хорошо объясняло бы эту странность, заключают авторы статьи.
|
|
|
|
Существуют и другие объяснения того, почему жизнь развивалась так медленно в ту эпоху. К примеру, недавно другая группа ученых выдвинула предположение, что причиной этого было не окисление пород, а то, что жизнь почти вымерла после завершения "кислородной катастрофы", успев приспособиться к кислороду и потеряв умение жить в бескислородной среде. Поэтому можно ожидать, что споры о загадке рождения жизни на Земле будут идти еще долгое время.
|
|
|
|
Источник
|
