Британские биологи раскрыли механизм, благодаря которому жизнь приобрела свойство стабилизировать работу экосистем и климата Земли, что, в свою очередь, помогло ей просуществовать более трех миллиардов лет.
«Мы раскрыли два простых принципа, которые управляли эволюцией жизни до того, как она успела превратить Землю в систему, стабилизирующую саму себя. Теперь у нас есть шанс найти ответ на главный вопрос — как и почему возникли наши древнейшие предки»— рассказывает Тим Лентон из университета Эксетера.
Как показывают расчеты астрофизиков, Галактика и вся Вселенная в целом должны кишеть жизнью, однако никаких следов разумных или неразумных инопланетян ученым пока так и не удалось найти. Многие исследователи полагают, что это связано с тем, что жизнь быстро появляется и еще быстрее исчезает, не успевая оставить существенных следов.
В таком случае возникает вопрос – почему жизнь на Земле не исчезла за три миллиарда лет своего существования? Первое объяснение этого парадокса было изложено известным химиком Джеймсом Лавлоком еще в 1972 году в рамках так называемой гипотезы Геи.
Она постулирует, что климат и условия на Земле напрямую регулируются ее обитателями, зелеными растениями и другими живыми организмами, подобно тому, как тело теплокровных животных реагирует на изменения температуры окружающей среды.
Эта идея хорошо объясняет то, как земной жизни удалось просуществовать так долго, но она не дает ответа на самый важный вопрос – как сформировалась эта самоподдерживающаяся система и как возник симбиоз между жизнью и планетой?
Лентон, один из самых известных последователей Лавлока, и его коллеги попытались найти ответ на оба этих вопроса, изучая то, как связаны между собой естественный отбор, эволюция и стабильность местных условий среды.
Как объясняют ученые, многие эволюционные новации могут быть полезными для выживания одного вида микробов, животных или растений, но они могут дестабилизировать всю экосистему и привести к быстрому вымиранию всех ее обитателей за счет лишения их всех доступных ресурсов, резких изменений в кислотности или прочих свойств окружающей среды.
Яркий пример этого – появление первых цианобактерий и порожденный ими мощнейший ледниковый период. Он возник примерно миллиард лет назад в результате резкого снижения уровня СО2 в атмосфере. Он фактически обнулил все развитие жизни за предыдущие исторические эпохи.
Если же эволюция идет достаточно скромными и медленными шагами, то тогда у жизни хватает времени на приспособление к новым условиям или к изменениям, связанным с внешними факторами. В их роли могут выступать извержения вулканов, рост солнечной активности или перемены в круговороте пород в недрах Земли.
Как отмечает Лентон, подобная «эволюция стабильности» неразрывно связана со следующим шагом в развитии жизни – «отбором по выживаемости». В понимании авторов статьи, живые существа, дестабилизирующие экосистемы, будут исчезать быстрее, чем остальные виды микробов, многоклеточных и растений. Это, в конечном итоге, приведет к формированию полностью стабильной и саморегулирующейся Земли, где мы живем сегодня.
Источник Trends in Ecology and Evolution