Потрясающее разнообразие вкусов жизни возникло на Земле примерно 480 миллионов лет назад. Уже давно существуют предположения о том, что послужило толчком к такому обильному излучению новых видов: от астероидной пыли или тектонической активности до резкого повышения уровня кислорода в атмосфере. Это исследование было опубликовано в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
Теперь камни из Мэриленда, США, указывают на маловероятного главного героя: доисторические морские черви, возможно, внесли огромный вклад в Великое ордовикское событие биоразнообразия.
«Поистине невероятно думать, как такие маленькие животные, которых сегодня даже не существует, могли так глубоко изменить ход эволюционной истории», — говорит геобиолог из Университета Джонса Хопкинса Майя Гомес.
Американские исследователи обнаружили повышенные уровни минерала под названием пирит в определенном уровне отложений в девяти участках Чесапикского залива. Пириту требуется постоянный приток кислорода для формирования из минералов осадка, но он также легко вступает в реакцию с кислородом, крадя его из океанов, а затем из атмосферы.
Но чем больше пирита образуется и затем запирается под землей, тем больше может накапливаться концентрация кислорода. Это полезный прокси-сервер, с помощью которого можно измерить уровень кислорода давным-давно.
«Это что-то вроде Златовласки», — объясняет палеоклиматолог из Университета Джонса Хопкинса Калев Ханцу. «Условия должны быть подходящими. Вам нужно немного перемешаться, чтобы кислород попал в осадок, но не настолько, чтобы кислород разрушил весь пирит и не было никакого чистого накопления».
Уровни пирита, наблюдаемые в отложениях, позволяют предположить, что что-то взбалтывало дно океана таким образом, что оно не давало этому минералу украсть слишком большую часть растущего уровня кислорода.
Ханцу и его коллеги сильно подозревают, что эти ранние океанические смесители отложений были червями, зарывавшимися в землю вместе с другими существами, взаимодействующими с морским дном.
«Мы предполагаем, что захоронение пирита… увеличилось во время продолжительного начала биотурбации», — объясняют исследователи в своей статье.
Черви и другие формы жизни под землей продолжают играть огромную роль в биотурбации и сегодня, физически перемешивая верхние слои почвы, обеспечивая обмен жидкости и кислорода и круговорот других важных питательных веществ, включая железо, серу и углекислый газ .
Исследователи обновили предыдущие модели доисторических уровней кислорода с помощью показателей биотурбации. Результаты показывают, что уровень кислорода оставался стабильным в течение миллионов лет, пока он резко не поднялся в кембрийский (начало 538,8 миллионов лет назад) и ордовикский периоды. Это увеличение было больше, чем предполагалось в предыдущих реконструкциях, но не могло длиться бесконечно.
«Это увеличение эффективности захоронения пирита было бы временным, потому что усиление биотурбации в сочетании с ростом [концентрации O2] в конечном итоге привело бы к привнесению достаточной окислительной энергии в кучу отложений, чтобы подавить удержание пирита», — пишут Ханцу и его команда.
Лишь во время второго обнаруженного взрыва пиритовых захоронений в ордовике, 485–445 миллионов лет назад, Земля достигла, а затем поддерживала почти современный уровень кислорода. Это совпало с 30-миллионным периодом быстрых эволюционных изменений, приведших к созданию бесчисленного количества новых видов.
«Всегда возник вопрос о том, как уровень кислорода связан с теми моментами в истории, когда эволюционные силы усиливаются и вы видите большее разнообразие жизни на планете», — говорит Гомес. «Благодаря этой работе мы сможем изучить химию ранних океанов и по-новому интерпретировать части геологической летописи».
Похоже, что эти выбросы кислорода, которым способствовали раскопки червей, способствовали впечатляющему буму разнообразия жизни на Земле.
