Долгое время считалось, что появлению сложной многоклеточной жизни ближе к концу докембрия (геологический интервал, продолжавшийся до 541 миллиона лет назад), способствовало увеличение количества кислорода, что было обнаружено в геологической летописи. Тем не менее, оставалось загадкой, почему количество кислорода увеличилось именно в это время и каково его отношение к «Земле-снежному кому» – самым экстремальным климатическим изменениям, которые когда-либо испытывала Земля, – которые также имели место примерно в то время.
Это новое исследование показывает, что на самом деле то, что происходило с азотом в это время, помогает разгадать загадку.
Исследователи во главе с доктором Патрисией Санчес-Баракальдо из Бристольского университета использовали геномные данные для реконструкции взаимоотношений между цианобактериями, фотосинтез которых в открытом океане обеспечивал кислород в количествах, достаточных для того, чтобы иметь фундаментальное значение для развития сложной жизни на Земле.
Некоторые из этих цианобактерий также смогли преобразовать атмосферный азот в биодоступный азот в достаточных количествах, чтобы внести свой вклад в морской азотный цикл, доставляя «азотные удобрения» в экосистему. Используя молекулярные методы, команда смогла датировать, когда эти виды впервые появились в геологической летописи, около 800 миллионов лет назад.
Доктор Санчес-Баракальдо, научный сотрудник Королевского общества Бристольских школ биологических и географических наук Дороти Ходжкин сказал: «Мы знаем, что кислородный фотосинтез – процесс, с помощью которого микробы превращают углекислый газ в углеводы, расщепляя воду и выделяя кислород. -продукт – впервые развился в пресноводных местообитаниях более 2-х.3 миллиарда лет назад.
Но только около 800 миллионов лет назад эти насыщающие кислород цианобактерии смогли колонизировать обширные океаны (две трети нашей планеты) и оплодотворились биодоступным азотом, достаточным для производства кислорода и углеводной пищи на высоких уровнях. достаточно, чтобы облегчить следующий «большой скачок» к сложной жизни.
«Наше исследование предполагает, что именно закрепление этого азотного« удобрения »в океанах в то время сыграло решающую роль в этот ключевой момент в эволюции жизни на Земле."
Соавтор, профессор Энди Риджвелл сказал: «Распространение азотфиксаторов в открытом океане происходит незадолго до глобального оледенения и появления животных.
Хотя требуется дальнейшая работа, эти эволюционные изменения вполне могли быть связаны и, возможно, послужили спусковым крючком для возникновения экстремального оледенения примерно в это время, поскольку углерод теперь захоронен в отложениях в гораздо большем масштабе."
Д-р Санчес-Баракальдо добавил: «Очень интересно иметь возможность использовать современные генетические методы, чтобы помочь разгадать извечную тайну, касающуюся одного из самых важных и поворотных моментов в эволюции жизни на Земле.
В последние годы геномные данные помогают пересказать историю происхождения жизни с большей ясностью и точностью. Для меня большая честь вносить свой вклад в наше понимание того, как микроорганизмы сделали нашу планету пригодной для жизни."