Изменение способа потребления и переваривания пищи первыми живыми организмами могло сыграть решающую роль в трансформации земных океанов примерно 540 миллионов лет назад. Новый научный анализ показывает, что увеличение как количества, так и разнообразия экскрементов, образовавшихся в Кембрийском периоде, способствовало распределению питательных веществ в глубинах моря, что, в свою очередь, стимулировало появление все более сложных экосистем.
Ученые назвали это событие «кембрийской фекальной революцией». Эта теория добавляет новый элемент к пониманию так называемого кембрийского взрыва — периода, отмеченного быстрым диверсификацией морской жизни и появлением многих основных групп животных, существующих по сей день.
Как экскременты изменили океаны
По мере того как животные развивали более сложные пищеварительные системы и начали искать разнообразные источники пищи, они стали производить более объемные и гетерогенные отходы. Эти отходы действовали как небольшие пакеты органического материала, которые постепенно опускались в водной толще, перенося питательные вещества и пищу с поверхности в более глубокие районы океана. Этот механизм усиливал доступность ресурсов для организмов, находящихся вдали от солнечного света, способствуя развитию новых мест обитания.
Рассел Бикнелл, исследователь Университета Флиндерс (Австралия) и соавтор исследования, пояснил, что «это увеличило количество доступной пищи и также способствовало поступлению жизненно важных питательных веществ в более глубокие регионы океана, создавая новые ниши для жизни».
Ископаемые указывают на более сложный рацион
Научный обзор проанализировал данные, собранные в более чем 35 палеонтологических местах по всему миру. Среди открытий были копролиты — окаменелые фекалии — различных размеров, от мельчайших частиц до экземпляров размером в несколько сантиметров. Некоторые из этих ископаемых содержали раковины и фрагменты других животных, что свидетельствует о том, что пищевые взаимодействия уже были довольно разнообразными в Кембрии. Ученые также обнаружили следы хищничества и остатки добычи, сохранившиеся внутри пищеварительного тракта других ископаемых.
По словам Бикнелла, такой тип доказательств является одним из самых убедительных свидетельств того, что пищеварение и питание животных стали более утонченными в тот период. Кроме того, ископаемые показывают, что некоторые примитивные членистоногие развили специализированные пищеварительные структуры, способные перерабатывать более широкий спектр типов пищи.
Транспорт углерода и питательных веществ
С присутствием более крупных отходов увеличивалось количество органического вещества, достигающего дна океана, что ускоряло движение углерода и питательных веществ между поверхностью, глубокими водами и морским дном. Однако исследователи подчеркивают, что этот процесс сам по себе не объясняет кембрийский взрыв. Дополнительные факторы, такие как повышение уровня кислорода, изменения окружающей среды и усиление хищничества, также сыграли значительную роль в быстром диверсифицировании жизни.
Тем не менее, исследование предполагает, что перенос питательных веществ через фекалии был важным компонентом этого процесса. Бикнелл заявил: «Это дает нам другую точку зрения для рассмотрения. Мы можем интерпретировать ускорение этого переноса вещества посредством экскрементов как важную движущую силу».
Авторы пришли к выводу, что этот механизм сохраняется и по сей день, способствуя поддержанию современных морских экосистем, где фекалии, органические остатки и другие частицы продолжают распределять пищу и питательные вещества по океану. Исследователь завершил, заявив, что «это было начало современных морских экосистем». Исследование было опубликовано в научном журнале Trends in Ecology & Evolution.
