На заре кембрийского периода, то есть около 570 млн лет назад, начали появляться первые многоклеточные, в основном в океанах. Но для дальнейшего развития животных концентрация кислорода в океане и в атмосфере должна была быть абсолютно правильной. Слишком мало кислорода, и зарождающиеся животные задохнулись бы. Слишком много, и из-за ударов молний начались бы катастрофические пожары, уничтожившие бы всю наземную растительность.
«Что-то регулировало уровень кислорода, причем в довольно жестких рамках», — решил Таис Даль (Tais Dahl), геохимик университета Южной Дании в Оденсе, и начал совместную работу с Ричардом Бойлом (Richard Boyle), который в свою очередь занимался геохимическим моделированием в Эксетерском университете (Великобритания).
Даль сопоставил данные, полученные из нынешних скал, когда-то находившихся на дне океана. Выяснилось, что около 530 млн лет назад уровень кислорода в океане начал постепенно снижаться. Бойл разработал гипотезу, объясняющую этот феномен. Это живущие на дне в начале кембрийского периода морские жители запустили сложную цепочку событий.
Ранние многоклеточные, похожие на червей длиной около 40 см, постоянно вскрывали новые слои донных осадков. Каждая новая партия осадков, оседающих на дно, содержит бактерии. Так как бактерии подвергались воздействию кислорода в воде, они стали накапливать в своих клетках вещество под названием фосфат. Древние черви взбивали дно до все более и более глубоких слоев, в результате, больше фосфата накопилось в океанических отложениях и меньше — в морской воде.
Водорослям и другим фотосинтезирующим океаническим формам жизни фосфат требуется для роста. Уменьшение содержания фосфата в морской воды снижает их рост, а значит и их фотосинтез. Меньше фотосинтеза, в свою очередь, означает меньшее количество кислорода в океане.
Таким образом образовалась система с отрицательной обратной связью, которая автоматически сдерживала рост уровня кислорода в океане, как только он превышал необходимый уровень. А от чрезмерного снижения систему удерживало то, что уменьшение кислорода в воде также означало и уменьшение количества червей, а значит и снижение активности по разрывания донных осадков, содержащих бактерии.
Как отмечает Ричард Бойл, это означает, что принципиальную роль в развитии жизни на Земле сыграли древние животные, сумевшие значительно трансформировать геохимические циклы.
Источник иллюстрации: Verisimilus at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
