Миллиард лет планетой правили одноклеточные эукариоты. Затем, около 700 миллионов лет назад, в эпоху Земли-снежка, когда ледники простирались до экватора, появилось кардинально новое существо: многоклеточный организм. Уровень кислорода должен достичь определенного порога, чтобы отдельные клетки сформировали многоклеточные колонии. Но это не полностью объясняет, почему многоклеточные предки животных, растений и грибов появились одновременно и почему переход к многоклеточности занял более миллиарда лет.
В новой статье в Proceedings of the Royal Society B ученые из Института Санта-Фе (США) показано, как особые физические условия Земли-снежка, особенно вязкость океана и нехватка ресурсов, могли привести к тому, что эукариоты стали многоклеточными.
«Кажется почти нелогичным, что эти действительно суровые условия замерзшей планеты могут способствовать отбору более крупных и сложных организмов, а не вызывать вымирание или уменьшение размеров видов», — говорит Уильям Крокетт, один из авторов исследования.
Используя теории масштабирования, авторы обнаружили, что гипотетический предок первого животного (напоминающий плавающие хищные водоросли) должен увеличиваться в размерах и усложняться, живя в эпоху Земли-снежка. Напротив, одноклеточный организм, который движется и питается путем диффузии, как бактерия, станет меньше. Модель отражает последние палеонтологические исследования.
«Наше исследование предлагает гипотезы об особенностях предков организмов, которые сохранились в летописи окаменелостей», — сказал Крокетт.
Покрытые льдом океаны блокировали солнечный свет, уменьшая фотосинтез и, таким образом, истощая питательные вещества в море. Более крупные организмы, которые перерабатывали больше воды, имели больше шансов съесть достаточно, чтобы выжить. Как только ледники растаяли, эти более крупные организмы смогли расти дальше.