Земля — снежный ком: какие организмы могли бы там выжить?

Мы знаем, что организмы жили во время «снежных» периодов нашей планеты, которые считаются самыми холодными эпохами на Земле. Вопрос в том, какими они были?

Земля снежного кома

За свою историю наша планета пережила несколько эпизодов «снежного кома». Один из этих великих ледниковых периодов произошел между 800 и 600 миллионами лет назад. В это время суперконтинент Родиния, существовавший в течение 500 миллионов лет, начал распадаться, что привело к гигантским извержениям вулканов. В результате многие земли были покрыты базальтом. Когда континенты распались, открылись и морские пути. Тогда окружающая влага вызвала бы большое количество осадков, что привело бы к усилению эрозии континентальных пород.

Поскольку базальтовые породы очень легко выветриваются, большая часть атмосферного CO2 была поглощена этими новыми поглотителями углерода, тем самым понизив уровень атмосферы. В результате температура на Земле упала примерно на 50 °C, что привело к образованию огромных ледяных шапок. Наша планета, как и Европа и Энцелад, тогда выглядела как огромный «снежный ком».

Вопрос о том, действительно ли Земля была полностью заморожена во время этих эпизодов, до сих пор вызывает споры среди ученых. Однако все сходятся в одном: условия жизни были особенно суровыми. Мы знаем, что некоторые организмы справились с этой задачей, но какими они были?

Мир экстремофилов

На этот вопрос трудно ответить. Многократное расширение и сжатие гигантских ледяных шапок эффективно измельчило останки этих организмов, не оставив почти никаких следов в окаменелостях.

Несмотря на отсутствие прямых доказательств, все же разумно представить себе некоторые формы жизни. В недавнем исследовании команда из Британской антарктической службы рассмотрела три периода. Первый, Стертский период, возник около 720 миллионов лет назад и длился около шестидесяти миллионов лет. Второе (Мариноанское оледенение) произошло 650 миллионов лет назад и длилось всего пятнадцать миллионов лет. Третье (оледенение Гаскьера) произошло около 580 миллионов лет назад.

Хотя лед раздавил большинство окаменелостей этих периодов, ученые выделили горстку останков, переживших оледенение Гаскьера. Среди этих древних обитателей были и фрондоморфы — организмы, внешне напоминающие листья папоротника. Вероятно, они жили, прикрепившись к морскому дну подо льдом, и, возможно, поглощали питательные вещества из воды, которая текла вокруг них. Наряду с фронтоморфами на морском дне могли обитать и губки.

Мы также знаем, что некоторые постоянные обитатели Антарктиды, такие как анемоны, живут вверх ногами, прикрепившись к дну морского льда. По мнению исследователей, эти организмы могли прикрепиться таким же образом, питаясь питательными веществами, переносимыми течениями.

Возможно также, что повторяющиеся движения морского льда привели к проникновению в морскую воду водорослей или других микроорганизмов, обитающих на поверхности, что послужило пищей для других примитивных животных.

Кроме того, насыщенная кислородом талая вода в верхней части толщи воды могла поддерживать животных, которые от нее зависели. Некоторые организмы, живущие сегодня на морском дне Антарктики, зависят от водных течений, обеспечивающих постоянный приток кислорода и питательных веществ из небольших участков открытой воды на поверхности в глубины подо льдом. Поэтому мы можем представить себе подобную стратегию в те времена.

Как жизнь «отскочила назад»?

После «прыжков» жизнь расцвела. С помощью какого процесса? Анализ ископаемых жиров, выделенных в молекулы, найденные в бразильских породах возрастом 635 миллионов лет, недавно дал нам некоторые подсказки.

Анализируя эти (химические) останки древних организмов, исследователи смогли оценить, какой тип жизни процветал в то время. Ответ: гетеротрофный планктон. В отличие от зеленых водорослей, которые участвуют в фотосинтезе, эти микроорганизмы были настоящими хищниками, которые получали свою энергию, охотясь и пожирая бактерии. Их прожорливость могла уменьшить количество доминирующих бактерий того времени, чтобы освободить место для водорослей, которые затем позволили развиться более сложным формам жизни.