Не более 540 миллионов лет назад произошел огромный бум разнообразия животных на Земле. Первые более крупные животные появились в результате того, что сегодня известно как кембрийский взрыв. В последующее время животные эволюционировали и становились крупнее, но одновременно с эволюцией животных уровень кислорода в атмосфере упал, и это временно замедлило излучение. Однако последующее насыщение кислородом и рост водорослей добавили энергии в пищевую цепь и вызвали бурный рост жизни.
В новом научном исследовании исследователи из Института GLOBE при факультете здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета обнаружили, что сами животные, вероятно, способствовали регулированию уровня кислорода и, таким образом, косвенно контролировали свое собственное развитие.
'Впервые нам удалось измерить "сердцебиение Земли" - понимаемое как динамика между уровнем кислорода и продуктивностью на Земле. Мы обнаружили, что не только окружающая среда и уровень кислорода влияют на животных, но, скорее всего, животные влияют на уровень кислорода», - говорит доцент Таис Виттхен Даль из Института GLOBE.
Чтобы понять, что контролирует уровень кислорода на Земле, исследователи изучили известняк, отложившийся на дне океана во время кембрийского взрыва 540-520 миллионов лет назад. Соотношение урана-238 и урана-235 в старой извести показало, сколько кислорода было в океанах в то время. Таким образом, исследователи смогли увидеть значительные колебания между двумя экстремальными условиями, когда дно океана было покрыто насыщенными кислородом или обедненными кислородом водоемами соответственно. Они считают, что именно в эти колебания глобального масштаба внесли свой вклад сами животные.
Во время кембрийского взрыва эволюционировали морские животные. Они стали крупнее, начали передвигаться по дну океана, поедали друг друга и развили скелеты и панцири. В частности, новая способность двигаться интересна тем, что животные бороздили грязь на дне океана, и в результате большая часть фосфатов, содержащихся в воде, вместо этого была связана на дне океана. Фосфат является питательным веществом для водорослей в океанах, а водоросли осуществляют фотосинтез, в результате которого образуется кислород.
'Меньше фосфатов произвело меньше водорослей, что в течение геологического времени привело к уменьшению количества кислорода на Земле, и из-за бедных кислородом условий более крупные животные ушли. Как только животные исчезли, уровень кислорода мог снова подняться и создать благоприятные условия для жизни, а затем процесс повторился», - объясняет Таис Виттхен Даль.
'Таким образом, роющие грязь животные сами помогали контролировать уровень кислорода и замедлять бурную эволюцию жизни. Совершенно новым является то, что мы можем сделать вероятным существование такой динамики между животными и окружающей средой. И это очень важное открытие для понимания механизмов, которые контролируют уровень кислорода на Земле».
Понимание механизмов, контролирующих уровень кислорода на нашей планете, важно не только для жизни на Земле. Лучшее понимание динамики между кислородом и жизнью - биением сердца Земли - также приблизит нас к пониманию возможной жизни на других планетах.
'Кислород - это биомаркер - часть того, что вы ищете, когда ищете жизнь где-то еще во Вселенной. И если жизнь сама по себе помогает контролировать уровень кислорода, гораздо более вероятно, что жизнь будет существовать и в тех местах, где присутствует кислород», - говорит Таис Виттхен Даль.
Интерпретация динамики миллионной давности - это самое близкое, что мы можем сделать для проведения глобального эксперимента. Поскольку невозможно проверить, как вы можете повлиять на глобальный уровень кислорода сегодня, ученые должны вместо этого обратиться к прошлому, чтобы понять динамику, которая составляет сердцебиение Земли, и таким образом, возможно, немного облегчить понимание жизни. на нашей собственной и на других планетах.