Повышение уровня кислорода в древнем океане способствовало освоению рыбами глубин
Около 390 миллионов лет назад морские организмы начали заселять прежде необитаемые зоны древнего океана. Недавнее исследование демонстрирует, что эта подводная экспансия была спровоцирована устойчивым ростом концентрации кислорода в глубоководных районах, обусловленным распространением древовидных растений – прародителей первых лесов на Земле. Этот подъем уровня кислорода совпал с периодом значительного увеличения разнообразия среди рыб с челюстями – предков основной массы современных позвоночных.
Обнаружение указывает на то, что насыщение кислородом могло влиять на эволюционные модели у доисторических видов. Соавтор исследования, Майкл Кипп, профессор наук о Земле и климате в Университете Дьюка, отметил:
«Известно, что кислород является необходимым условием эволюции животных , но сложно определить, в какой степени он является достаточным условием, объясняющим тенденции в диверсификации животных. Это исследование убедительно доказывает, что кислород определил сроки ранней эволюции животных, по крайней мере, появления челюстных позвоночных в глубоководных местообитаниях».
Ученые анализировали осадочные породы, сформированные в глубоководных морях, изучая изотопы селена. Этот элемент позволяет определить наличие кислорода в концентрациях, поддерживающих жизнь в древних морях. Команда собрала 97 образцов горных пород возрастом от 252 до 541 миллиона лет с пяти континентов. Данные выявили два эпизода оксигенации в глубоких водах внешних континентальных шельфов: кратковременный около 540 миллионов лет назад и устойчивый, начавшийся 393–382 миллиона лет назад в среднем девоне, который продолжается до сих пор.
«Данные по содержанию селена говорят нам, что второе событие оксигенации было постоянным. Оно началось в среднем девоне и сохранилось в наших более молодых образцах пород», — сказал соавтор исследования Кунмани «Мак» Бабфамани, аспирант Вашингтонского университета.
Этот эпизод совпал с так называемой «среднепалеозойской морской революцией» – распространением челюстных рыб и других животных в глубоководные места обитания. Животные также увеличились в размерах, возможно, благодаря поддержке кислородом их роста. Увеличение содержания кислорода также совпало с распространением растений с крепкими деревянистыми стеблями. Ученые считают, что, по мере увеличения количества этих растений, они выделяли больше кислорода в атмосферу, что привело к увеличению содержания кислорода в глубоководных районах океана.
Хотя исследование сосредоточено на древних океанических условиях, его выводы актуальны и сегодня. Эта работа четко демонстрирует связь между кислородом и жизнью животных в океане, уверены ученые. И предостерегают: этот баланс был достигнут около 400 миллионов лет назад, и нельзя разрушить все сегодня за несколько десятилетий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Изображение: phys.org