В австралийском Дарвине десятилетиями хранились керны пород, когда-то извлечённые из скважин при разведке полезных ископаемых. В некоторых из них оказались скрыты микроскопические окаменелости организмов, живших в древнем море более 1,5 миллиарда лет назад.
Теперь эти находки помогли учёным приблизиться к ответу на один из главных вопросов эволюции: как на Земле появились эукариоты — организмы со сложными клетками, к которым относятся животные, растения, грибы и водоросли.
Эукариотические клетки устроены намного сложнее клеток бактерий и архей. В них есть ядро и специализированные внутренние структуры, выполняющие разные функции. Именно появление таких клеток стало важнейшим этапом, который впоследствии сделал возможным возникновение животных и человека.
Самые древние известные сегодня окаменелости эукариот обнаружены как раз в породах Северной территории Австралии. Возраст некоторых из них достигает примерно 1,75 миллиарда лет.
Однако условия, в которых существовали первые эукариоты, до сих пор остаются плохо понятными. Один из важнейших вопросов касается кислорода.
Почти все современные эукариоты используют его для получения энергии. Кислородное дыхание позволяет высвобождать большие объёмы энергии, необходимые сложной жизни. Но в последние годы появились данные, заставившие учёных усомниться в том, что кислород был необходим эукариотам с самого начала.
Некоторые современные эукариоты способны жить без него, а геологические данные показывают, что в эпоху появления первых сложных клеток кислорода в океанах было значительно меньше, чем сегодня.
Чтобы разобраться в этом, исследователи изучили древние аргиллиты из австралийских кернов. Породу измельчали и растворяли, после чего под микроскопом исследовали оставшийся органический материал.
Всего учёным удалось обнаружить более 12 тысяч окаменелостей.
Одновременно они изучили химический состав пород, чтобы понять, в каких условиях формировались осадки и присутствовал ли кислород в древней морской воде.
Результат оказался довольно чётким. Окаменелости эукариот встречались в самых разных местах — от прибрежных илистых участков до открытого моря. Но их находили только в породах, сформировавшихся в присутствии кислорода.
В образцах из бескислородной среды обнаруживались лишь более простые прокариотические формы жизни.
По мнению исследователей, это указывает на то, что даже самые древние известные эукариоты, жившие примерно от 1,7 до 1,4 миллиарда лет назад, уже зависели от кислорода.
Эти данные поддерживают давнюю гипотезу о том, что кислород сыграл важную роль в эволюции сложных клеток и, возможно, стал одним из ключевых факторов крупнейшего эволюционного перехода в истории жизни на Земле.
Изучение древних микроскопических окаменелостей продолжается. Учёные рассчитывают, что они помогут лучше понять не только происхождение сложной жизни, но и самые ранние этапы истории организмов, к которым в конечном счёте относится и человек.
