Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

Помимо кислорода специалисты обращаются к рассмотрению и других элементов таблицы Менделеева. Показано, например, что в течение раннего кембрия количество растворенных в океанской воде ионов кальция (Ca²⁺) выросло втрое. Появилась даже красивая гипотеза, что животные обзавелись кальциевыми скелетами не для защиты и опоры для мышц, а чтобы избавиться от излишков кальция во внутриклеточной среде. Слишком высокие концентрации ионов кальция токсичны для организма, и вот некоторые животные в раннем кембрии научились «связывать» их в составе нерастворимых и совершенно безопасных веществ — карбоната или фосфата кальция. Но не пропадать же добру! Получаемые таким образом соединения послужили основой для экзоскелетов, таких как раковины моллюсков

[123].

Предположение интересное, хотя его разделяют далеко не все специалисты.

Палеоокеанологи предлагают еще одну гипотезу, опирающуюся на глобальные изменения в циркуляции океанических вод. На границе докембрия и кембрия к поверхности океана стало подниматься больше холодных придонных вод (этот процесс называется апвеллинг), несших много фосфора и некоторых других элементов. Это вызвало бурный рост микроскопических одноклеточных, в том числе цианобактерий в верхнем слое воды, куда проникают лучи солнца (фотический слой). В результате выросла интенсивность фотосинтеза, а значит, и количество доступной животным пищи (и, добавлю, концентрация кислорода). А дальше мы уже знаем: увеличились размеры животных, что повлекло за собой нужду в твердом скелете.

К сожалению, мне придется опустить еще десятка полтора интереснейших догадок, объясняющих механизмы и предпосылки «кембрийского взрыва». Представляется, что одновременно действовало много факторов, в результате чего в определенную эпоху в Мировом океане сложились уникальные условия, при которых обзаведение скелетами сделалось для метазоев выигрышной и не очень «разорительной» эволюционной стратегией. И представители сразу нескольких не связанных близким родством типов животных приняли ее на вооружение.

Приобретение животными скелета вызвало не только серьезные преобразования их морфологии. Оно также повлекло за собой поведенческую и экосистемную революцию, после которой животный мир уже никогда не был прежним. Как отмечают палеонтологи, в результате скелетной революции в Мировом океане быстро возникла очень богатая фауна, включавшая многие сотни видов разнообразнейших созданий. Такая быстрота могла быть обусловлена уже не химическими, а чисто экологическими причинами. Первенцы скелетной революции оказались в положении Робинзона Крузо, выброшенного на берег тропического острова, где нет ни одной человеческой души. Перед ними открывались практически безграничные возможности: множество никем не занятых экологических ниш, отсутствие крупных хищников и паразитов. Освоение пустующих ниш должно было привести к быстрому разделению кембрийских животных по нескольким типам питания (фильтрация, собирание пищи с грунта или в толще грунта, питание растениями, хищничество, паразитизм), а стало быть, и к появлению новых приспособлений, давших начало бессчетным новым видам, родам и семействам морских животных. Вероятно, очень рано произошло и обособление в составе морских экосистем таких групп животных, как нектон (активно плавающих в морской воде), бентос (прикрепленных к грунту, ползающих по нему или роющих), а также входящих в состав планктона (не способных противостоять силе морских волн и пассивно дрейфующих в толще воды). Как показывают современные экологические и эволюционные исследования, такого рода события должны происходить очень быстро (с геологической точки зрения)[124]

.

Приобретение животными скелетов имело и другие долгосрочные экологические последствия. Достаточно вспомнить, что твердые покровы различного типа, от раковин до панцирей, — это тоже скелеты, только наружные. Одна из их функций — защищать своих владельцев от нападения. Надо полагать, всеобщая «скелетизация» серьезно озадачила первобытных хищников, которым понадобилось в срочном порядке искать эволюционный ответ на это событие… ну или, покорившись неизбежному, тихо сдохнуть от голода. Ответ мог заключаться в приобретении более крупных размеров, с пропорционально возросшими средствами нападения (зубы), выработке приспособлений для просверливания панцирей (как это сейчас делают хищные морские брюхоногие) или в других трюках. В любом случае отношения в системе «хищник — жертва» серьезно изменились. Успешный ответ плотоядных должен был вызывать соответствующую реакцию у поедаемых ими. Так началась бесконечная «гонка вооружений», в ходе которой обе стороны вырабатывали все новые и новые приспособления в ответ на каждый шаг противника.