Первые многоклеточные животные Земли почти не эволюционировали около 14 млн лет из-за отсутствия полового размножения. К такому выводу пришли британские биологи, сообщила пресс-служба Кембриджского университета.
Ученые считают, что первые животные жили на морском дне в глубоких районах океана. Там почти не было резких изменений среды и сильной конкуренции. Поэтому половое размножение не давало им явного преимущества.
«Первые животные жили на дне в глубинных регионах океана, где почти не было конкуренции, что обнуляло выгоду от полового размножения. Со временем они начали осваивать прибрежные экосистемы, для которых был характерен высокий риск гибели и уровень стресса. Эти риски породили гонку за ресурсами, что заставило животных перейти к половому размножению и резко ускорило видообразование», — пояснила научный сотрудник Кембриджского университета Эмили Митчелл.
Митчелл и ее коллеги изучили отпечатки примерно двух десятков видов древнейших животных. Эти следы сохранились в породах конца эдиакарского периода на полуострове Авалон на острове Ньюфаундленд.
Эдиакарский период предшествовал кембрийскому взрыву — времени, когда на Земле быстро появилось много крупных групп животных. Эдиакарская фауна включала мягкотелых придонных организмов. Многие из них не имели привычных нам органов, скелетов и активного движения.
Для анализа ученые использовали лазерное сканирование. Оно помогло создать цифровые модели колоний Fractofusus andersoni и других древних многоклеточных существ. Затем биологи построили компьютерную модель экосистем морского дна и проверили, как среда могла влиять на размножение и конкуренцию.
Расчеты показали, что почти все придонные существа той эпохи размножались вегетативно. Это значит, что новые особи возникали без полового процесса — через аналоги побегов, усов или других выростов.
Такой способ размножения хорошо подходил для стабильной среды. На больших глубинах животным почти не угрожали волны, шторма, резкие перепады температуры и изменения состава воды. Колонии могли жить сотни лет. При таких условиях соседние организмы почти не боролись друг с другом за место и ресурсы.
Из-за этого у них не возникало сильного отбора на новые признаки. Если среда почти не меняется, а конкуренция слаба, преимущества полового размножения становятся менее заметными. Половое размножение создает больше генетического разнообразия, но требует затрат и поиска партнера.
Ситуация изменилась примерно через 13–14 млн лет после появления этих сообществ. Эдиакарская фауна начала заселять мелководные районы дна, в том числе области в районе современного Белого моря.
На мелководье условия были другими. Там сильнее действовали волны, течения, перепады температуры и доступности питательных веществ. По данным раскопок, колонии первых животных в таких местах часто жили меньше года. Это резко усиливало борьбу за место и ресурсы.
По мнению авторов работы, именно такая конкуренция могла сделать половое размножение выгодным. Оно повышало разнообразие потомства и ускоряло появление новых форм. В результате началось быстрое видообразование, а новые виды позже заселили и более старые глубоководные экосистемы.
Исследование основано на лазерном сканировании окаменелостей и компьютерном моделировании эдиакарских придонных экосистем.