Около 390 миллионов лет назад морские организмы начали заселять прежде необитаемые зоны древнего океана. Недавнее исследование демонстрирует, что эта подводная экспансия была спровоцирована устойчивым ростом концентрации кислорода в глубоководных районах, обусловленным распространением древовидных растений – прародителей первых лесов на Земле. Этот подъем уровня кислорода совпал с периодом значительного увеличения разнообразия среди рыб с челюстями – предков основной массы современных позвоночных.
Обнаружение указывает на то, что насыщение кислородом могло влиять на эволюционные модели у доисторических видов. Соавтор исследования, Майкл Кипп, профессор наук о Земле и климате в Университете Дьюка, отметил:
«Известно, что кислород является необходимым условием эволюции животных , но сложно определить, в какой степени он является достаточным условием, объясняющим тенденции в диверсификации животных. Это исследование убедительно доказывает, что кислород определил сроки ранней эволюции животных, по крайней мере, появления челюстных позвоночных в глубоководных местообитаниях».
Ученые анализировали осадочные породы, сформированные в глубоководных морях, изучая изотопы селена. Этот элемент позволяет определить наличие кислорода в концентрациях, поддерживающих жизнь в древних морях. Команда собрала 97 образцов горных пород возрастом от 252 до 541 миллиона лет с пяти континентов. Данные выявили два эпизода оксигенации в глубоких водах внешних континентальных шельфов: кратковременный около 540 миллионов лет назад и устойчивый, начавшийся 393–382 миллиона лет назад в среднем девоне, который продолжается до сих пор.
«Данные по содержанию селена говорят нам, что второе событие оксигенации было постоянным. Оно началось в среднем девоне и сохранилось в наших более молодых образцах пород», — сказал соавтор исследования Кунмани «Мак» Бабфамани, аспирант Вашингтонского университета.
Этот эпизод совпал с так называемой «среднепалеозойской морской революцией» – распространением челюстных рыб и других животных в глубоководные места обитания. Животные также увеличились в размерах, возможно, благодаря поддержке кислородом их роста. Увеличение содержания кислорода также совпало с распространением растений с крепкими деревянистыми стеблями. Ученые считают, что, по мере увеличения количества этих растений, они выделяли больше кислорода в атмосферу, что привело к увеличению содержания кислорода в глубоководных районах океана.
Хотя исследование сосредоточено на древних океанических условиях, его выводы актуальны и сегодня. Эта работа четко демонстрирует связь между кислородом и жизнью животных в океане, уверены ученые. И предостерегают: этот баланс был достигнут около 400 миллионов лет назад, и нельзя разрушить все сегодня за несколько десятилетий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Изображение: phys.org
