Загадка кембрійського вибуху - naked science

Про останні даних, відомих про це далекий період, у своїй книзі «Народження складності. Еволюційна біологія сьогодні: несподівані відкриття і нові питання »писав відомий біолог і популяризатор науки Олександр Марков. Насправді про кембрійського періоду науці сьогодні відомо дуже мало, адже події, про які ми будемо говорити відбувалися 542 млн років тому. Про більш ранні часи (архейський і протерозойський еони) науці і зовсім - до недавнього часу було майже нічого невідомо. Це і зрозуміло, адже докембрийские товщі, дійсно, здаються практично мертвими, в них майже не вгадувалися сліди якоїсь життя. А ось Кембрійські вибух якраз і характеризується різким виникненням найрізноманітніших форм життя, які виникли як ніби з нічого. Дарвін свого часу назвав цей період тим фактом, який не вкладається в його теорію поступових еволюційних змін.

Дарвін тоді не знав, що в період Кембрійського вибуху багато форм живих організмів просто різко почали обзаводитися твердим мінералізовані скелетом. Однак, життя в докембрії (криптозое) все-таки була, тому його називають періодом «прихованого життя». Науці сьогодні відомо - багато хто з груп тварин, які знаходять в кембрійських товщах, жили і в криптозое. Просто в більшості своїй це були м'якотілі істоти, що не мають твердого панцира або скелета. Але загадка Кембрійського вибуху все одно залишилася, просто тепер розмова йде не про те, що складні форми життя з'явилися з нізвідки, а про те, чому дуже багато хто з них раптом обзавелися мінеральним скелетом. «Це могло бути пов'язано зі змінами умов середовища. Наприклад, до такого ефекту могло б привести різке зменшення кислотності води, в результаті чого карбонат кальцію - найпоширеніший у тварин скелетообразующій матеріал - став гірше розчинятися в морській воді і легше випадати в осад », - пише Олександр Марков. Але існує і безліч інших гіпотез.

Загадка кембрійського вибуху - naked science


Марков розповідає про порівняно недавньому дослідженні, яке відноситься як до подій, що відбувалися за часів Кембрійського вибуху, так і до порівняльної геноміки, і до ранньої еволюції тварин.

Для того, щоб у тварин з'явилися карбонатні кістяки, недостатньо тільки того, щоб середовище стало сприятливою. Необхідно мати і спеціальні гени і ферменти, за допомогою яких живі організми зуміли б контролювати процес утворення і росту кристалів карбонату кальцію в певних частинах свого тіла і в необхідній кількості. Дуже важливу роль в формуванні таких скелетів мають ферменти карбоангідрази, вони прискорюють реакцію перетворення розчиненого у воді вуглекислого газу в гідрокарбонат приблизно в мільйон разів. Карбоангідрази взагалі дуже поширені в тваринному світі. Крім того, що вони сприяють формуванню скелета, вони виконують і безліч інших функцій. До недавнього часу було невідомо, коли ж саме і в якій послідовності живі організми обзавелися карбоангидразами. Однак, не так давно австралійські і німецькі фахівці вивчили скелетообразующіе ферменти у примітивній архаїчної губки, живого викопного, яке проживає на нашій планеті вже більше 200 млн років - Astrosclera willeyana. На основі цього дослідження вченим вдалося визначити, що всі численні і різноманітні карбоангідрази тварин походять від одного білка, який мав останній загальний предок всіх тварин.

Загадка кембрійського вибуху - naked science


«« Останній загальний предок всіх тварин », поза всякими сумнівами, жив задовго до кембрійської скелетної революції. Виходить, що тварини спочатку були добре підготовлені (преадаптіровани) до розвитку мінерального скелета - у них з самого початку були ферменти, здатні різко прискорити утворення карбонату кальцію », - пише Марков. Ймовірно, такі ферменти докембрийские тварини з м'яким тілом використовували не для утворення скелета, а для інших цілей (про те, що карбоангідрази виконують в організмі і інші функції згадувалося вище). Коли ж середовище стала сприяти биоминерализации, різні тварини незалежно один від одного витягли з цього користь для себе, формуючи за допомогою цих ферментів свої скелети і панцири.

Схожі статті