Несколько миллиардов лет жизнь на Земле была исключительно одноклеточной. И анаэробной, что доставляло ей немало хлопот, ибо вещества, нужные для преобразования энергии в пригодную для потребления форму, встречались в земной коре не так уж часто. А потом цианобактерии изобрели способ с помощью солнечного света делать сахара из углекислого газа и воды, коих было более чем достаточно.
Только вот незадача — побочным продуктом фотосинтеза оказался кислород, который для всех, кроме цианобактерий, был страшным ядом, и цианобактерии на радостях от своего открытия чуть не отравили всю хлипкую биосферу. Биосфера, однако, не только, что приспособилась сама, но и приспособила под свои нужды сам кислород.
Радость цианобактерий от такой удачи была настолько велика, что они съели вообще почти весь парниковый углекислый газ, и на планете похолодало, да не слегка. А так, что она на миллионы лет покрылась льдом от полюсов до экватора. От таких заморозков клетки, чтобы согреться, начали дружить организмами, и организмы стали многоклеточными. Правда, эти самые организмы были настолько не похожи на что-либо современное, что учёные порой затрудняются определить даже, к какому царству они принадлежали.
Впрочем, около 540 миллионов лет назад Земля окончательно оттаяла, странные создания вымерли, и начался «кембрийский взрыв», когда жизнь приняла более или менее современные формы. Впрочем, вымерли явно не все эдиакарские организмы — среди них явно были предки современных типов. Однако твёрдыми скелетами, для начала наружными, животные обзавелись именно в начале кембрия, потому и стали хорошо заметны палеонтологам.
По наиболее распространённой гипотезе, скелеты понадобились животным потому, что появились активные хищники, и началась «гонка вооружений» — жертвы вырабатывали поначалу пассивные методы защиты, хищники совершенствовали орудия охоты, и так по кругу. Впрочем, несмотря на явное существование хищников, доказательств влияния на скелеты именно «гонки вооружений» до сих пор не было.
Разобраться в этом вопросе учёные решили на примере странного создания под названием Lapworthella fasciculata. Животное относилось к группе Tommotiida, исчезнувшей к середине кембрия, но состоявшей в близком родстве с современными брахиподами, мшанками и форонидами. Томмотииды, как и их современные родичи, вели сидячий образ жизни и были покрыты многочисленными фосфатно-органическими твёрдыми створками, явно служившими для защиты от хищников.
Палеонтологи изучили множество створок L. fasciculata из местонахождения Мернмерна в Южной Австралии возрастом около 520 миллионов лет, то есть относящегося к началу кембрия. На более чем двух сотнях створок обнаружились характерные круглые отверстия, явно проеденные хищниками, стремившимися добраться до мяса. По идее, если створки менялись в ходе «гонки вооружений», то со временем должны были стать заметны изменения — створки становились бы толще, но при этом отверстий должно становиться относительно больше.
Так оно и оказалось. В самых древних слоях толщина склеритов колебалась от 2,7 до 3,5 микрон, позже створки утолщились до 3,5—4,2 микрон, потом снова стали немного тоньше — 3,2—4,0 микрон. При этом доля дырявых створок в начале была 1,1 %, потом выросла до 3,9 % и снова упала 2,3 %. То есть и между толщиной створок и долей пострадавших от хищников особей тоже наблюдалась положительная корреляция.
Таким образом, влияние «гонки вооружений» на наружные скелеты жертв хищников подтвердилось. Томмотииды, стремясь защититься, делали свои створки толще, но хищники тоже совершенствовались и в итоге начинали охотиться успешнее, заставляя жертв улучшать защиту. Впрочем, как это обычно и бывает, жертва рисковала погибнуть, а хищник — всего лишь пойти охотиться дальше вместо обеда, так что на жертв отбор действовал сильнее. Причём хищники не росли, а именно совершенствовались в охоте — размеры отверстий не увеличивались со временем.
Весьма вероятно, что L. fasciculata и его хищники — всего лишь один из многих примеров таких «состязаний», развернувшихся в раннем кембрии и позже, что и привело к широкому и быстрому распространению самых разнообразных наружных скелетов и бурному росту видового разнообразия. Возможно, началось всё ещё в эдиакаре, просто учёные не нашли пока свидетельств таких процессов.