Биологи пересмотрели роль кислорода в возникновении сложных организмов
Представители эдиакарской биоты были едва ли не первыми сложноустроенными многоклеточными существами на Земле. Считается, что их появление стало возможным благодаря накоплению в воде кислорода. Но новое исследование показало, что в то время кислород оставался в дефиците. Именно это могло создать комфортные условия для созревания стволовых клеток и развития сложного тела со специализированными тканями.
Сложные многоклеточные существа начали массово развиваться около 575 миллионов лет назад, во время Авалонского взрыва. Обычно это связывают с накоплением в океане свободного кислорода. Однако новая работа ученых из Копенгагенского университета поставила под сомнение такие представления. Их результаты показали, что тогда кислород в воде был по-прежнему в дефиците и, возможно, именно это стимулировало возникновение сложных организмов. Статья Чедлина Острандера (Chadlin Ostrander) и его коллег опубликована в журнале Geobiology.
Ключевые типы животных, включая моллюсков, хордовых и членистоногих, возникли около 540 миллионов лет назад, во время Кембрийского взрыва биологического разнообразия. До того в океанах существовали организмы, мало похожие на современные, — эдиакарская биота. Они считаются первыми по-настоящему сложными существами, появившимися после миллиардов лет, в течение которых жизнь на Земле ограничивалась примитивными формами, обычно одноклеточными.
Эдиакарская биота возникла примерно за 33 миллиона лет до кембрия, в процессе Авалонского взрыва. Это событие связывают с накоплением в воде достаточных количеств свободного кислорода, который позволил развиваться вполне сложным многоклеточным животным и экосистемам. Фотосинтезирующие микробы появились намного раньше, однако долгое время выделяемый ими кислород быстро связывался с минералами, образуя нерастворимые соединения. Лишь позднее, когда окисление поверхностных пород завершилось, началось его накопление в воде, а затем — и в воздухе. Предположительно, это и привело к Авалонскому взрыву и появлению эдиакарской биоты.
Чтобы проверить такую гипотезу, Острандер и его соавторы собрали образцы древних отложений, которые некогда оседали на океанском дне, а сегодня входят в состав горных цепей на территории Канады, Омана и Китая. Химический анализ позволил определить условия, в которых эти породы образовались, в том числе количество присутствовавшего в воде кислорода. Оказалось, океан времен Авалонского взрыва оставался практически лишен этого газа. Ученые предполагают, что именно дефицит кислорода позволил появиться эдиакарской биоте.
Современные исследования указывают, что для созревания стволовых клеток требуются строго ограниченные количества кислорода. При его избытке эти процессы могут идти неконтролируемо, нанося вред организму в целом. Возможно, поэтому именно небольшие количества кислорода в воде стали важным подспорьем для первых существ с дифференцированными тканями. Они позволили им спокойно развиваться и формировать сложноустроенное тело еще до того, как в организме животных появились более сложные механизмы контроля концентрации кислорода.
Напомним, существует и альтернативный взгляд на связь кислорода с возникновением сложной жизни. Согласно этой гипотезе, крупные взрывы биологического разнообразия начались после возникновения одноклеточных, которые смогли разрушать фотосинтезирующие бактериальные маты, покрывавшие дно мелководий. Сдерживая неконтролируемое размножение фотосинтетиков, такие организмы заблокировали возможность «переключения» Земли в состояние глобальных оледенений, что стало основой для устойчивого развития биосферы в последние полмиллиарда лет.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии