Переход к многоклеточной жизни на Земле начался 2,1 млрд лет назад

Время появления на Земле многоклеточных живых организмов до сих пор под вопросом. 1,5 млрд лет назад случился так называемый Кембрийский взрыв, когда многоклеточная жизнь широко распространилась по планете. О том, что происходило раньше – во времена палеопротерозоя (2,5−1,6 млрд лет назад), — ученые имеют очень скудные сведения. Находка, описанная международной командой палеонтологов под руководством Абдерразака Эль Албани (Abderrazak El Albani) из университета Пуатье (University of Poitiers) во Франции, попадает как раз на это белое пятно.

Загадочные объекты

В отложениях Франкевильской геологической формации, недалеко от города Франкевиль в Габоне (Центральная Африка), палеобиологи обнаружили необычные окаменелости. Им 2,1 млрд лет. Изучив объекты, ученые пришли к выводу, что это остатки колониальных организмов, которых можно считать переходными формами к многоклеточным.

Исследователи собрали более 250 окаменелостей, внешне похожих на детские куличики из песка. Их длина составляет от 7 мм до 12 см, а ширина – от 5 мм до 7 см. Среди них есть округлые и вытянутые. Внутреннее строение окаменелостей палеонтологам удалось разглядеть при помощи метода трехмерной рентгеновской микротомографии. Краевая часть всех объектов построена из радиально расходящихся складок, а внутри находится центральная конкреция из октаэдрических кристаллов пирита (сульфида железа). Ученые считают, что пирит образовался на раннем этапе формирования горных пород при осаждении из воды, насыщенной сероводородом.

Свидетельство клеточной кооперации

Сравнение изотопов углерода в габонских объектах и окружающих горных породах подтвердило биогенное происхождение объектов. А их форма навела ученых на мысль, что последние увеличивались в размерах, нарастая от центра к периферии.

Палеонтологи решили, что, скорее всего, габонские объекты представляют собой окаменелости колониальных организмов. Радиально симметричная форма жизни, объясняют ученые, принципиально отличается от бактериального мата – простого недифференцированного скопления микроорганизмов, вероятно, распространенного в архейскую эру (3,5−2,6 млрд лет назад). Форма жизни, найденная в виде габонских окаменелостей, требует обмена сигналами между клетками и свидетельствует об их скоординированном росте. Это уже признаки перехода к многоклеточности.

Сложная жизнь требует кислорода

Преимущество многоклеточных – большой размер тела. Но они нуждаются в более эффективном получении энергии, невозможном при анаэробном (бескислородном) метаболизме. Анализ изотопов железа в окаменелостях свидетельствует, что они образовались в воде, насыщенной кислородом. Ученые считают, что такие колониальные организмы жили на поверхности осадочных отложений и дышали кислородом. Этому предшествовало насыщение атмосферы кислородом, случившееся 2,45−2,32 млрд лет назад, когда содержание его достигло так называемой «точки Пастера» — около 1% от его доли в современной атмосфере. Такая концентрация кислорода достаточна для жизни одноклеточных аэробных организмов, которые в дальнейшем пошли по пути кооперации.

О первых попытках многоклеточности можно прочитать в последнем выпуске Nature.