Первые многоклеточные организмы возникли на Земле в протерозое – отрезок геологической истории, охватывающий период от 2500 до 550 миллионов лет назад. Останков существ, населявших океаны планеты в это время, обнаружено немного: большая часть окаменелостей и отпечатков приходится на кембрийский и более поздние периоды (этот факт известен как кембрийский взрыв).
Чао Ли с кафедры наук о земле и его коллеги впервые построили модель океанов, где обитали живые организмы, в эдиакарий – последний период протерозоя. Результаты моделирования показали, что в течение всего периода в океанах сохранялись "слои" из воды, содержащей сульфиды и сульфаты, и воды, богатой железом.
Таким образом, исследователи разрешили противоречие в имеющихся данных о составе воды в докембрийский период: по некоторым данным, океаны в эдиакарий уже были богаты кислородом, и в то же время приводились свидетельства того, что воды на дне содержали малое его количество.
Ученые обнаружили, что по мере погружения в океан концентрация кислорода в воде падала, и в более глубоких участках вода содержала большое количество растворенного железа. Кроме того, в толще этой богатой железом воды находился устойчивый "клин" – слой, содержащий ядовитые для живых организмов сульфиды и сульфаты.
"Это абсолютно новая интерпретация химии древних океанов. Наша модель дает совершенно новый фон для самой ранней эволюции живых существ на Земле", – сказал руководитель исследования.
Ли также добавил, что сульфидный "клин" в океане, вместе с недостатком кислорода, мог препятствовать колонизации шельфа древними организмами и влиял на их эволюцию, когда они укрепились там.
"Другими словами, мы не можем не учитывать сероводород, когда собираем по кусочкам эволюцию животных и других эукариотов, например, водорослей", – отметил он.
Ученые использовали данные с раскопок на формации Доушаньто в южном Китае. Доушаньто – один из древнейших геологических слоев, содержащий останки организмов, населявших Землю 600-550 миллионов лет назад.
Авторы также считают, что проблему кембрийского взрыва и пробелов в останках живых организмов эдиакарского периода можно объяснить не только плохой сохранностью останков существ, не успевших выработать твердую оболочку, но и колебаниями в распределении сероводорода в толще океанов.