Глобальні зледеніння сприяли еволюції життя на Землі.

До організмів з ядром у клітинах — еукаріотів — належать гриби, рослини та тварини (а також групи організмів під назвою «протисти»). Незважаючи на відмінності, вважається, що у них спільне походження: згідно з найпоширенішими гіпотезами, еукаріоти виникли 1,6-2,1 мільярда років тому.

Щоб зрозуміти, як на еволюцію цих організмів вплинули зміни клімату, коливання рівня кисню в океані та інші геохімічні процеси, міжнародна команда вчених з Китайської академії наук, Технологічного інституту Вірджинії (США), Нанкінського університету (Китай) та Російської академії наук зібрала та проаналізувала дані про присутність давніх морських еукаріот з початку протерозою (приблизно 2,5 мільярда років тому) до початку кембрійського періоду (близько 539 мільйонів років тому) у геологічних шарах по всьому світу.

Дослідники під керівництвом Цінь Тана (Qing Tang) та Шухая Сяо (Shuhai Xiao) зіставили інтервали появи та зникнення видів, враховуючи дані радіометричного датування порід за допомогою програми Constrained Optimization (CONOP). Такий підхід дозволив створити детальний та точний графік коливання кількості видів еукаріот у часі.

Результати наукової роботи, опублікованої в журналі Science, показали, що з 1,8 до 0,8 мільярда років тому чисельність і різноманіття еукаріотичних форм життя залишалися на досить стабільному, але невисокому рівні. Це означає, що еволюція відбувалася дуже повільно, дозволяючи видам існувати без значних змін мільйони років.

Усе змінилося після двох глобальних криогенних льодовикових періодів (приблизно від 720 до 635 мільйонів років тому): коли вся суша була повністю покрита льодом, динаміка еволюції давніх еукаріот помітно прискорилася. Більше того, як масові вимирання, так і сплески видоутворення стали частішими (в проміжках між оледеніннями).

Автори нового дослідження дійшли висновку, що види почали «змінювати» один одного частіше та активніше приблизно 635-539 мільйонів років тому, що стало передумовою для подальшого кембрійського вибуху — масового появи нових живих істот.

Отримана «карта життя» показала, що після тривалого періоду «застою» різкі кліматичні зміни, зокрема сильні оледеніння, сприяли прискоренню еволюційних процесів і виникненню нових груп організмів. Таким чином, давні види могли еволюціонувати значно повільніше і існувати довше, але після глобальних оледенінь темпи еволюції помітно зросли.

Спостережувані закономірності в чергуванні підйомів і спадів в історії давнього життя на Землі піднімають безліч питань для майбутніх досліджень: вченим доведеться пояснити затягнуту «стабільність» до оледенінь, роль кліматичних катаклізмів, коливання рівня кисню в морях, а також зрозуміти, чи могла міжвидова конкуренція запустити еволюційну «гонку озброєнь».

Результати дослідження також допоможуть передбачити, як сучасні екосистеми можуть справлятися з глобальними кліматичними змінами, і краще зрозуміти причини та механізми масових вимирань і великих «стрибків» в еволюції.

«Наші результати — найповніша та найдетальніша картина різноманіття протерозойських еукаріот. Ми сподіваємося, що це дослідження стане відправною точкою для подальших досліджень», — підсумували автори наукової роботи.