Член-корреспондент РАН М. А. Федонкин,
Палеонтологический институт РАН, Москва
«Химия и жизнь» №6, 2003
- Живое из камня и металла?
- Обеднение биосферы
- Рост биологической сложности
- Происхождение эукариот: мнение палеонтологов...
- ...и молекулярных биологов
- Скрытая эволюция и взрыв жизни
Происхождение эукариот: мнение палеонтологов...
Минимальная концентрация кислорода, необходимая для поддержания устойчивого метаболизма одиночной эукариотной клетки, составляет 5% от современного содержания кислорода в атмосфере. Многоклеточным животным нужно было не менее 50%, и этот уровень, очевидно, был достигнут к концу протерозоя. Модели ранней истории атмосферы обычно предполагают быстрый рост концентрации кислорода 2 млрд лет назад — от 0,1% до современных 15% и более. Но локальные высокие концентрации могли существовать весьма давно — практически с момента появления оксигенного фотосинтеза. Мы и сегодня можем видеть пузырьки чистого кислорода на поверхности цианобактериального мата.
Если наиболее древние нитчатые микрофоссилии, напоминающие по форме, размеру и типу местообитания ныне живущих цианобактерий, действительно относятся к этой группе весьма продвинутых прокариот, то мы вправе сделать вывод о том, что все основные типы метаболизма сформировались не позднее 3,5 млрд лет назад.
Древнейшие палеобиохимические следы цианобактерий обнаружены в отложениях, возраст которых — около 2,7 млрд лет. Приблизительно этот же возраст имеют и биомаркеры (то есть специфичные биохимические сигналы) эукариот. Однако эукариоты не играли заметной роли в глобальных биогеохимических циклах вплоть до позднего протерозоя — возможно, из-за их весьма ограниченных местообитаний на ранней Земле. Прямые палеонтологические данные о древнейших (1,9 млрд лет) эукариотах — макроскопические спиральные окаменелости Grypania. Недавно описанные (в том числе автором данной статьи) колониальные организмы тканевого уровня организации Horodyskia, весьма напоминающие линейные колонии гидроидных полипов или губок, в изобилии населяли дно мелководных зон моря 1,5 млрд лет назад. Эти находки указывают на то, что бурный рост разнообразия эукариот в конце протерозоя и раннем фанерозое начался не на пустом месте — ему предшествовала весьма длительная эукариотизация биосферы.
