Облик древних сибирских рифов формировали скачки уровня кислорода в кембрии

В самом начале палеозойской эры жизнь на Земле начала резко и сильно меняться. Во время так называемого кембрийского взрыва возникло колоссальное разнообразие групп живых существ, во многих из которых нетрудно узнать современных плеченогих, моллюсков, членистоногих и так далее. Другие — вроде ветуликолий или саккоритуса — устроены чрезвычайно странно и задали систематикам серьезную загадку.

В те времена, 514-525 миллионов лет назад (то есть в раннем кембрии), Сибирь, а точнее — Сибирская платформа, представляла собой отдельный тропический континент, почти полностью покрытый морем. На дне этих морей возвышались рифы, которые совсем не похожи на те, что мы видим в современных теплых и светлых морях. Их строили не коралловые полипы, а губки, в частности их вымершая подгруппа — археоциаты, и делать это им приходилось в условиях недостатка света. Впрочем, с кислородом в кембрийских сибирских морях тоже было непросто: он поступал с серьезными «перебоями».

Временами вода морей в кембрии насыщалась кислородом, а затем его почти полностью лишалась. В первом случае археоциатам удавалось создавать относительно большие (до шести метров в поперечнике) куполовидные постройки, населенные очень непохожими видами, каждый из которых выполнял свою функцию, то есть занимал свою экологическую нишу. И эти виды нуждались друг в друге для процветания сложного, нишевого сообщества. Во втором случае получались лишь небольшие (менее метра в диаметре) «кочки», где ютились мелкие особи (иногда всего нескольких видов), способные выживать в сходных неблагоприятных условиях независимо от своих малозаметных соседей.

«В спертой атмосфере не только нормальное общество, но и разнообразное и по своему составу и функциям сообщество не развивается: для этого нужен хотя бы глоток живительного воздуха. Такой вывод сделал наш коллектив в результате исследований формирования древнейших рифовых сообществ морских животных на фоне меняющейся среды 515-525 миллионов лет назад», — прокомментировал для Naked Science свою работу доктор биологических наук Андрей Журавлев, профессор кафедры биологической эволюции биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова

Авторы новой статьи в Nature Communication — международный коллектив ученых во главе с Журавлевым — проанализировали большой набор данных, чтобы реконструировать экосистемы кембрийских рифов. В результате исследователям удалось выяснить, что рост концентрации кислорода 515 миллионов лет назад вызвал увеличение размеров рифов, а также тел отдельных археоциатов. К тому же сами они стали разнообразнее, а их сообщества — устроены более сложно.

«Современная палеонтология оперирует огромными базами данных, включающими тысячи некогда живших особей, принадлежащих к десяткам видов; сотни шлифов осадочных морских отложений, которые позволяют в мельчайших деталях восстановить глубины и гидродинамику древнего бассейна; множественные анализы, позволяющие рассчитать соотношение основных изотопов углерода, серы и урана, выступающих индикаторами окислительно-восстановительных условий среды. И, собрав все эти данные воедино, например, для кембрийских отложений Сибири, можно сложить удивительную картину развития не только отдельных организмов, но и их взаимодействия на фоне постоянно меняющихся вызовов среды», — подвел итог профессор Журавлев.