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 Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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