Кембрийский взрыв: почему причиной могли стать фекалии

Кембрийский взрыв, произошедший около 540 миллионов лет назад, стал поворотным моментом в истории жизни на Земле. За короткий по геологическим меркам период возникло большинство современных типов животных, а морфологическое разнообразие организмов резко возросло. Ученые давно спорят о причинах этого явления, и новая гипотеза предлагает неожиданный ответ — ключевую роль могли сыграть фекалии.

Палеонтологи из Германии и Австралии, опубликовавшие статью в журнале Trends in Ecology & Evolution, проанализировали эволюцию пищеварительных трактов древних животных и их связь с изменениями в океане. До кембрия большинство организмов имели примитивные кишечники, а их отходы попадали в воду в виде растворенной или мелкодисперсной органики. Такие вещества разлагались, поглощая кислород, и редко достигали дна.

Роль кишечника в эволюции

С наступлением кембрия у животных появились более сложные пищеварительные системы. Ученые составили базу данных из 36 палеонтологических местонахождений возрастом от 538 до 494 миллионов лет и выяснили, что в начале периода кишечники были простыми трубками, а отходы состояли из микроскопических гранул. Однако к середине кембрия у членистоногих развились пищеварительные железы, что совпало с массовым появлением крупных копролитов, содержащих фрагменты раковин трилобитов и брахиопод. Это указывает на развитие дурофагии — способности поедать твердую пищу.

Тяжелые копролиты быстро опускались на дно, доставляя в глубоководные зоны углерод, азот, фосфор и железо. Эти питательные вещества стали основой для развития детритофагов — животных, которые перекапывали дно и питались органикой, включая экскременты. Улучшенное питание позволило донным организмам активнее перерабатывать грунт, обогащая его кислородом и создавая благоприятные условия для новых видов.

Экологическая революция на дне океана

Авторы исследования подчеркивают, что появление сквозного кишечника стало макроэкологическим сдвигом для всей биосферы. Экскременты связали поверхностные воды с океанским дном, сформировали новые пищевые цепи и привели к возникновению специализированных ниш, таких как копрофагия — поедание фекалий. Это запустило цепную реакцию, которая, вероятно, способствовала кембрийскому взрыву.

Хотя точный вклад фекалий в общий объем органического углерода кембрийских океанов еще предстоит вычислить, исследователи считают, что их роль была значительной. Новый взгляд на роль пищеварения в эволюции может изменить представления о том, как развивалась жизнь на нашей планете.