После миллиардов лет господства микроскопических организмов в эдиакарский период, длившийся примерно от 635 до 539 миллионов лет назад, появились первые животные. Некоторые из них, например, Fractofusus, достигали высоты до двух метров, хотя большинство были гораздо меньше. Эти создания выглядели совершенно иначе, чем современные животные — многие напоминали скорее папоротники. У них не было ртов, органов и способности передвигаться. Ученые считают, что они поглощали питательные вещества непосредственно из морской воды.
Многие эдиакарские организмы размножались бесполым путем, производя генетически идентичное потомство, соединенное с материнским организмом столонами — отростками, похожими на усики современной клубники. В богатых питательными веществами океанах той эпохи эта стратегия работала превосходно.
«Жизнь в эдиакарском периоде была довольно приятной, так что потребность в половом размножении была весьма ограниченной, — объясняет ведущий автор исследования, доктор Эмили Митчелл из Департамента зоологии Кембриджа. — Конкуренция была относительно слабой, поэтому у животных того времени не было реальной потребности что-либо менять».
Чтобы выяснить, почему эволюция замедлилась в этот период, Митчелл и ее коллега, профессор Андреа Маника изучили ископаемые из Мистейкен-Пойнт в Ньюфаундленде — одного из важнейших эдиакарских местонахождений. Специалисты объединили лазерное сканирование, пространственный анализ и мощности искусственного интеллекта для изучения организации древних сообществ. Они провели тысячи компьютерных симуляций, моделируя развитие ранних сообществ животных при разных стратегиях размножения.
Результаты показали, что ограниченное распространение, вызванное бесполым размножением, объясняет, почему ранние экосистемы содержали относительно мало видов. «Если вы связаны с соседом этими отростками, то делитесь питательными веществами и вам не нужно с ним конкурировать», — отмечает Маника.
Когда жизнь постепенно расширялась из глубоких вод на мелководье, условия стали не такими благоприятными. Приливы, штормы, колебания температуры и доступности питательных веществ сделали среду куда более суровой. В таких условиях выживание перестало быть гарантированным, конкуренция обострилась, а стресс стал фактически нормой.
Авторы работы предполагают, что именно эти стрессы подтолкнули переход к половому размножению. Именно оно спровоцировало перемешивание генов, дало большее разнообразие потомства и повысило способность адаптироваться к меняющейся среде. Одновременно выросли и расстояния расселения: организмы начали заселять новые территории вдали от «родительских полян». Вторая волна эдиакарской эволюции, по сути, подготовила почву для знаменитого кембрийского взрыва, когда животные обрели подвижность, сложные тела и на Земле появились разнообразные, динамичные экосистемы.
Ранее палеомагнитный анализ уточнил физическую карту эдиакарской Земли.