540 млн лет назад фекалии оказались двигателем эволюции
Палеонтологи из Австралии и Германии предложили неожиданное объяснение одного из самых загадочных событий в истории Земли — кембрийского взрыва. Согласно их выводам, ускоренное развитие сложных форм жизни около 540 миллионов лет назад могло быть напрямую связано с массовым выделением фекалий древних организмов. Исследование опубликовано в журнале Trends in Ecology & Evolution.
Как экскременты повлияли на эволюцию
Долгое время считалось, что главными драйверами кембрийского взрыва, в ходе которого за сравнительно короткий срок в 25 миллионов лет возникли предки большинства современных животных, были повышение концентрации кислорода в атмосфере, формирование озонового слоя или приток питательных веществ после таяния ледников. Однако новое исследование обращает внимание на фактор, который раньше никогда не учитывался, — эволюцию пищеварительных систем.
Ученые проанализировали рацион древних животных и то, как они получали энергию и питательные вещества из продуктов жизнедеятельности друг друга. Это позволило выяснить, что на рубеже эдиакарского и кембрийского периодов в воду поступало все возрастающее количество фекалий, содержащих углерод, азот, фосфор и железо. Именно эти питательные элементы ускоряли развитие экосистем. Сегодня исследователям хорошо известен аналогичный процесс: фекалии планктона и крупных морских животных оседают в глубинах океана и обеспечивают пищей, обитающие там организмы.
«В кембрийском периоде количество взвешенного органического вещества, достигающего более глубоких слоев воды, должно было постоянно увеличиваться по мере значительного роста биомассы и появления большего числа животных со сложной пищеварительной системой», — пишут палеонтологи.
Как выглядели древнейшие копролиты
В ходе работы палеонтологи изучили ископаемые копролиты — окаменевшие экскременты — из отложений кембрийского периода. Самые древние образцы датируются началом кембрия (около 540 миллионов лет назад) и представляют собой мелкие рыхлые или окаменевшие шарики. Встречаются также нитевидные фекалии, напоминающие выделения современных рыб. В более поздних копролитах, напоминающих небольшие бруски длиной в несколько миллиметров, обнаруживаются фрагменты панцирей и остатки других беспозвоночных.
Особенно исследователей интересовало, как внешний вид копролитов отражал усложнение строения пищеварительной системы. Например, у ранних членистоногих сформировались специализированные передние отделы кишечника и пищеварительные железы, позволяющие перерабатывать разнообразную пищу. Это привело к увеличению размера животных, и соответственно, объема их фекальных масс.Чем больше становились животные и чем разнообразнее они питались, тем больше органики попадало в придонные слои, а значит, тем быстрее развивались экосистемы в целом.
