Катастрофа или эволюция? Как радикальные изменения Земли дают жизнь новым видам

За 4,5 миллиарда лет Земля пережила множество массовых вымираний, каждое из которых уничтожало свыше трех четвертей видов планеты и существенно сокращало ее биоразнообразие. Эти вымирания могли быть вызваны как неживыми факторами (вулканические извержения, столкновения астероидов), так и процессами, вызванными жизнью (например, изменением химии атмосферы).

Фото: astrophilesz on X is licensed under public domain

Однако жизнь на Земле удивительно устойчива и в долгосрочной перспективе становится все сложнее и разнообразнее.

Исследователи, опубликовавшие статью на портале arXiv, утверждают, что периоды стресса, которые вызывают массовые вымирания, могут в конечном итоге способствовать эволюционному разнообразию. Хотя такие события представляют экзистенциальную угрозу для жизни на планете, они создают возможности для эволюционных изменений и способствуют формированию более устойчивых и густонаселенных экосистем.

Авторы считают, что в масштабах десятков или сотен миллионов лет жизнь может стать более устойчивой благодаря этим стрессовым периодам.

"Эти события могут быть как катастрофой, так и наилучшим событием для планеты — всё зависит от точки зрения", — поясняет Арвен Николсон, планетолог из Эксетерского университета и соавтор статьи.

Исследование предлагает взглянуть на жизнь с "геанской" точки зрения — предполагая, что она взаимодействует с неживыми процессами, поддерживая и улучшая условия для своего существования. Жизнь совместно регулирует физические процессы на Земле, создавая своего рода планетарный гомеостаз, аналогичный тому, как наши тела регулируют температуру и уровень глюкозы для поддержания жизненных функций.

Однако есть моменты, когда жизнь может создавать неблагоприятные условия для самой себя. Например, Великое окислительное событие, произошедшее 2,4-2,1 миллиарда лет назад из-за фотосинтетических цианобактерий, резко повысило уровень кислорода в атмосфере, что стало токсичным для многих организмов и привело к их гибели.

Тем не менее, этот период привел к появлению эукариотической и многоклеточной жизни, позволив аэробному дыханию стать доминирующим, что дало доступ к большему количеству энергии.

Жизнь также возрождалась после последующих стрессовых периодов, например, в эпоху глобальных оледенений, когда планета была покрыта льдом. После этого произошел Кембрийский взрыв, в ходе которого биологическое разнообразие резко увеличилось.

"Поскольку жизнь строится на том, что было раньше, даже если большая часть видов вымирает, оставшаяся жизнь все равно сохраняет эволюционные инновации и структуры, которые были развиты ранее", — отмечает Николсон.

После восстановления условий на планете, например, после таяния льдов, выжившие виды способны быстро приспосабливаться, создавая более сложные и многочисленные экосистемы.

Современный антропогенный стресс — выбросы парниковых газов и разрушение экосистем — может привести к глобальному кризису биоразнообразия. Однако аналогичные события в истории Земли демонстрируют, что жизнь способна адаптироваться к подобным стрессам.

Но хотя жизнь, вероятно, выживет, это может быть катастрофой для нашего вида и видов, с которыми мы делим планету.

Таким образом, если мы хотим искать сложную внеземную жизнь, то, возможно, стоит искать планеты, которые переживали периоды стресса и адаптации, а не стабильные, неизменные оазисы. Как отмечают Николсон и её коллеги, "то, что не убивает жизнь, делает её сильнее".

Уточнения

Биологи́ческая эволю́ция (от лат. evolutio - "развёртывание") — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.