Некоторые из самых ранних сложных организмов на Земле - возможно, одни из первых существовавших животных - стали большими не для того, чтобы конкурировать за пищу, а для того, чтобы распространить свое потомство как можно дальше.
Исследование, проведенное Кембриджским университетом, показало, что наиболее успешными организмами, обитавшими в океанах более полумиллиарда лет назад, были те, которые смогли «забросить» свое потомство дальше всех, тем самым колонизировав свои окрестности. Результаты опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution.
До эдиакарского периода, между 635 и 541 миллионами лет назад, формы жизни были микроскопическими по размеру, но в эдиакарский период впервые появились большие сложные организмы, некоторые из которых, например, тип организма, известный как рангеоморфы - вырастали до двух метров. Эти организмы были одними из первых сложных организмов на Земле, и, хотя они выглядят как папоротники, возможно, они были одними из первых существовавших животных, хотя ученым трудно быть в этом полностью уверенным. Эдиакарские организмы, по-видимому, не имеют рта, органов или средств передвижения, поэтому считается, что они поглощали питательные вещества из окружающей их воды.
По мере того, как эдиакарские организмы становились выше, их формы тела менялись, а у некоторых развивались стеблевидные структуры, поддерживающие их рост.
В современных средах, таких как леса, существует острая конкуренция между организмами за такие ресурсы, как свет, поэтому более высокие деревья и растения имеют очевидное преимущество перед более низкими соседями. «Мы хотели знать, существовали ли подобные движущие силы для организмов в эдиакарский период», - сказала доктор Эмили Митчелл из Кембриджского отделения наук о Земле, ведущий автор статьи. «Развилась ли жизнь на Земле в результате конкуренции?»
Митчелл и ее соавтор доктор Шарлотта Кенчингтон из Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде исследовали окаменелости из Мистейкен-Пойнт на юго-востоке Ньюфаундленда, одного из самых богатых местонахождений эдиакарских окаменелостей в мире.
Предыдущие исследования предполагали, что увеличение размера было вызвано конкуренцией за питательные вещества на разных глубинах воды. Однако текущая работа показывает, что эдиакарские океаны больше походили на шведский стол, где можно есть сколько угодно.
«Океаны в то время были очень богаты питательными веществами, поэтому особой конкуренции за ресурсы не было, а хищников еще не существовало», - сказал Митчелл, научный сотрудник Хенслоу в колледже Мюррея Эдвардса. «Значит, должна была быть другая причина, по которой формы жизни стали такими большими в этот период».
Поскольку эдиакарские организмы не были мобильными и сохранялись там, где жили, можно анализировать целые популяции по летописи окаменелостей. Используя методы пространственного анализа, Митчелл и Кенчингтон обнаружили, что между ростом и конкуренцией за пищу нет никакой связи. Разные типы организмов не занимали разные части водной толщи, чтобы избежать конкуренции за ресурсы - процесс, известный как иерархия..
«Если бы они конкурировали за пищу, то мы ожидали бы обнаружить, что организмы со стеблями были высокоуровневыми», - сказал Кенчингтон. «Но мы обнаружили обратное: организмы без стеблей на самом деле были более многоуровневыми, чем организмы со стеблями, поэтому стебли, вероятно, выполняли другую функцию».
По мнению исследователей, одна из вероятных функций стеблей должна заключаться в обеспечении большей дисперсии потомства, которое рангеоморфы производят, выбрасывая маленькие пропагулы. Самые высокие организмы были окружены самыми большими скоплениями потомства, что позволяет предположить, что преимуществом высоты было не больше еды, а больше шансов заселить территорию.
«Хотя более высокие организмы могли бы находиться в воде с более быстрым течением, отсутствие ярусности в этих сообществах показывает, что их высота не давала им каких-либо явных преимуществ с точки зрения поглощения питательных веществ», - сказал Митчелл.«Вместо этого размножение, по-видимому, было основной причиной того, что жизнь на Земле стала большой, когда это произошло».
Несмотря на свой успех, рангеоморфы и другие эдиакарские организмы исчезли в начале кембрийского периода около 540 миллионов лет назад, периода быстрого эволюционного развития, когда большинство основных групп животных впервые появляются в летописи окаменелостей.