Mokslininkai galbūt įminė mįslę, kuri Ch. Darwiną kamavo iki pat mirties

Biologus ir geologus dešimtmečiais glumino klausimas, kodėl mūsų planetoje primityvios gyvybės formos atsirado taip anksti, o po to taip ilgai vystėsi iki sudėtingesnių formų, rašo abcnews.go.com.

Kai kurie skaičiavimai rodo, kad Žemei buvo tik kelios dešimtys milijonų metų, kai pasirodė pirmieji primityvūs organizmai. Per pirmąjį milijardą metų evoliucija vyko labai lėtai: vienaląsčiai organizmai išsivystė į bakterijas, dumblius ir kitus paprastus giminaičius, bet evoliucijos procesas vis tiek buvo vangus.

Padėtis beveik nesikeitė iki pat vadinamo Kambro sprogimo prieš beveik 600 mln. metų, kai prasidėjo įspūdingiausias biologinės mūsų planetos istorijos periodas.

Tuomet šie nuobodūs ankstyvosios Žemės organizmai per neįtikėtinai trumpą laiką evoliucionavo į beveik visas augalų ir gyvūnų formas, aptinkamas šiandieninėje planetoje.

Ši evoliucija vyko taip greitai, kad Charlesas Darwinas pradėjo nerimauti, kad ji paneigs jo evoliucijos teoriją. Taip gimė „Darwino dilema“.

Ch. Darwinas manė, kad evoliucija yra lėtas procesas, kurio metu nedideli pokyčiai įvyksta per daugelį kartų. Tačiau jei jis buvo teisus, kaip Kambro eroje gyvybė galėjo taip sparčiai vystytis, geologiniais masteliais per akimirksnį iš primityvių formų virsdama sudėtingais augalais ir gyvūnais?

Žinoma, šiandien mes žinome, kad Ch. Darwinas dėl evoliucijos neklydo. Tačiau jam trūko fosilinių įrodymų, kurių XIX amžiuje, kai jis gyveno, buvo rasta itin nedaug.

Nuo tų laikų per kasinėjimus visame pasaulyje buvo atrasta pakankamai fosilijų, parodžiusių, kad pokyčiai vyko greitai, bet ne taip greitai, kad būtų nesuderinami su evoliucijos teorija. Iš tikrųjų jie tęsėsi milijonus metų.

Nepaisant to, iki šiol diskutuojama, kodėl evoliucija vyko taip sparčiai. Kažkas turėjo smarkiai pasikeisti, ir mokslininkai tebenarplioja šią ramybės neduodančią mįslę. Tačiau neseniai vos kelių dienų skirtumu pasirodę du moksliniai straipsniai gali padėti išspręsti šią dilemą.

Praėjusią savaitę žurnale „Science“ pasirodžiusi Noah Planavsky iš Jeilio universiteto (JAV) ir Christopherio Reinhardo iš Džordžijos technologijų instituto (JAV) publikacija, kurios pagrindas buvo senovės nuosėdinių sluoksnių iš Kinijos, Australijos, Kanados ir Jungtinių Valstijų, tyrimai, parodė, kad mokslininkai galėjo pervertinti deguonies kiekį Žemės atmosferoje prieš Kambro sprogimą.

Daugelis mokslininkų manė, kad tuo laikotarpiu deguonies kiekis ore siekė maždaug 40 proc. (dvigubai daugiau negu šiandien), tačiau nuosėdose aptiktas oksidavęsis chromas, kuris tiesiogiai yra susijęs su deguonimi atmosferoje, liudija, kad deguonis anuomet galėjo sudaryti tik vieną dešimtadalį procento visų atmosferos dujų.

Nė vienas šių laikų sudėtingas organizmas negalėtų išgyventi pasaulyje esant tokiam mažam deguonies kiekiui. Jeigu šis mokslininkų duetas neklysta, tai reiškia, kad tas etapas nebuvo tinkamas sparčiam evoliucijos procesui. Kažkas turėjo pasikeisti prieš pat Kambro sprogimą.

Kiti įrodymai, praėjusią savaitę pasirodę žurnale „Geology“, liudija, kad tiek senovės vandenynuose, tiek Žemės atmosferoje deguonies kiekis galėjo išaugti dėl dramatiškų pokyčių, kuriuos eroje iki Kambro sprogimo sukėlė tektoninis vadinamų „superžemynų“ skilimas.

„Netvirtinu, kad išsprendžiau Kambro sprogimo mįslę“, – per interviu telefonu sakė Ianas Dalzielas iš Teksaso universiteto Ostine (JAV). Tačiau jis pasiūlė versiją, kaip tektoninės jėgos galėjo padidinti deguonies kiekį ir jūros lygį.

Jūros galėjo užlieti žemynus, o „tai sekliuose vandenyse galėjo duoti pradžią daugybei naujų ekologinių nišų bet kokioms tuo metu egzistavusioms būtybėms“, pridūrė jis.

I. Dalzielas nėra pirmasis, pasiūlęs teoriją, kad pakilęs jūros lygis nutiesė kelią evoliucijos sprogimui, tačiau jo studija yra pirmoji, kurioje integruojami geologiniai įrodymai iš Šiaurės ir Pietų Amerikų, Afrikos, Australijos bei Antarktidos.

I. Dalzielas, šią problemą nagrinėjantis jau 35 metus, mano, kad šis procesas galėjo vykti maždaug taip: po senoviniais žemynais glūdėjusių tektoninių plokščių judesiai galėjo nustumti Pietų Amerikos smaigalį tolyn nuo Antarktidos ir sujungti dabartinius Ramųjį bei Atlanto vandenynus. Toks judėjimas padidino povandeninių kalnagūbrių vandenyno viduryje ilgį. Šiuos kalnagūbrius sudarė povandeninių kalnų grandinės, iš kurių į vandenyno dugną pradėjo veržtis nauja, daug deguonies turinti magma. Ji padidino jūros lygį ir išskyrė maistingas medžiagas. I. Dalzielis palygina tai su vandens kupina vonia, į kurią pūkštelėjus vanduo išsilieja per kraštus.

Šios dvi studijos papildo viena kitą ir leidžia teigti, kad deguonies stoką jautęs pasaulis staiga virto naujos gyvybės inkubatoriumi, kai žemynuose susidarė seklūs vandens telkiniai, kuriuos maitino daug maistingų medžiagų turintis vanduo. Veikiausiai tai sudarė sąlygas evoliucijos sprogimui.

Tiesa, toks pasirengimas galėjo trukti daug milijonų metų, nes tektoninės plokštės juda tokiu greičiu, kuris maždaug prilygsta žmogaus nagų augimo greičiui. Tačiau jei sąlygos buvo pakankamai palankios, evoliucijos tempai galėjo būti, tarkime, penkiskart greitesni negu šiais laikais.

Būtent tai nustatė mokslininkų komanda iš Adelaidės universiteto Australijoje, kai išmatavo evoliucijos tempą fosilijose, datuojamose 540 mln. metų.

Taigi, galbūt Kambro sprogimas, seniai išnaudojamas evoliucijos priešininkų, visai nėra toks paslaptingas. Žinoma, minėtos studijos nėra paskutinis žodis šia tema, ir reikia kur kas daugiau tyrimų, kurie patvirtintų šias hipotezes, tačiau Ch. Darwinas dabar neabejotinai gali ilsėtis ramiau.