Nedostatak seksa milionima godina kočio raznovrsnost života, pokazalo istraživanje

Način na koji su se prve životinje na Zemlji razmnožavale kočio je raznovrsnost života milionima godina, sve dok stres i konkurencija nisu doveli do razvoja polnog razmnožavanja, što je zauzvrat ubrzalo tempo evolucije.

Istraživači sa Univerziteta u Kembridžu proučavali su fosile najstarijih poznatih životinja na Zemlji, stare 574 miliona godina, i otkrili da je bespolno razmnožavanje usporilo tempo evolucije, jer je ograničavalo konkurenciju između različitih grupa, piše EurekAlert!

Preporučujemo

Njihovi rezultati, objavljeni u Nature Ecology and Evolution, mogli bi pomoći u rešavanju dugogodišnje zagonetke u paleontologiji: zašto se životinjski svet pojavio na Zemlji, a zatim se jedva menjao milionima godina, pre nego što je drugi talas diversifikacije dao snažan podsticaj evolucionom napretku.

Nakon milijardi godina mikrobnog života, tokom edijakarijumskog perioda (pre između 635 i 539 miliona godina), život je doživeo nagli porast u veličini i pojavile su se prve životinje. Neke od ovih najranijih životinja, poput roda Fractofusus, mogle su da narastu i do dva metra, iako je većina bila mnogo manja.

Te životinje su više podsećale na paprati nego na bilo koju životinju koju bismo danas prepoznali: čini se da nisu imale usta, organe niti mogućnost kretanja, pa se smatra da su hranljive materije apsorbovale iz vode oko sebe. Kao i većina oblika života iz edijakarijuma, nestale su iz fosilnih zapisa na početku kambrijuma pre 540 miliona godina, što naučnicima otežava njihovo povezivanje sa bilo kojim modernim životnim oblicima.

Istraživači su ranije utvrdili da su se ove rane životinje razmnožavale bespolno, šaljući klonove putem stolona ili vreža, slično modernim jagodama. U bogatim vodama edijakarijuma, one su bujale.

– Život je bio prilično ugodan tokom edijakarijuma, pa je potreba za seksom bila prilično ograničena – izjavila je vodeća autorka dr Emili Mičel sa Katedre za zoologiju u Kembridžu. – Bilo je relativno malo konkurencije, pa nije bilo stvarnog pritiska da se bilo šta menja.

Mičelova i njen koautor, profesor Andrea Manika, koristili su kombinaciju laserskog skeniranja, prostorne analize i veštačke inteligencije kako bi proučili fosile sa lokaliteta Mistejken Point u Njufaundlendu, jednom od najbogatijih svetskih izvora fosila iz edijakarijuma, kako bi pomogli u utvrđivanju zašto je rana evolucija životinja usporila i zašto je možda ponovo ubrzala.

Istraživači su prvo pokazali da je bespolno razmnožavanje zasnovano na stolonama ograničavalo konkurenciju, a zatim su napravili kompjuterski model da simuliraju kako bi se rane životinjske zajednice ponašale pod različitim strategijama razmnožavanja. Pokrenuli su model hiljadama puta, dok je jednostavna neuronska mreža pomagala da se suzi izbor onih simulacija koje najbolje odgovaraju obrascima diverziteta viđenim u fosilnim zapisima. Ovaj pristup, poznat kao aproksimativno bajesovo izračunavanje, omogućio je istraživačima da krenu unazad od stvarnih podataka kako bi procenili koliko su se organizmi širili i koliko su se snažno takmičili za resurse.

Koristeći ovaj metod, istraživači su pokazali da je ograničeno širenje povezano sa bespolnim razmnožavanjem putem vreža moglo objasniti zašto su rane životinjske zajednice imale relativno malo vrsta i zašto se kasniji prelaz ka širem rasprostiranju i polnom razmnožavanju poklopio sa iznenadnim naletom evolucione raznovrsnosti.

Konkurencija i stres su bili glavni pokretači evolucije milijardama godina, ali u dubokim vodama edijakarijuma bespolno razmnožavanje je značilo da je konkurencija bila ograničena.

– Ako ste sa komšijom povezani ovim vrežama, onda delite hranljive materije i ne morate da se takmičite sa njim – rekao je Manika.

Međutim, kako se život u edijakarijumu polako širio iz dubokog okeana u pliće vode, rane životinje su se suočavale sa više pritisaka: plime, oluje, promene temperatura i nivoa hranljivih materija – sve to je život činilo nesigurnijim, što je dovelo do povećane konkurencije za resurse.

– Ako se odjednom nađete u okruženju u kojem bivate skoro ubijeni par puta godišnje, to menja sve – rekla je Mičelova. – Stres suštinski vodi ka polnom razmnožavanju, a kada se to dogodi, možemo videti ogroman porast udaljenosti širenja dok životinje pokušavaju da kolonizuju nove oblasti usled povećane konkurencije.

Kako su se ove rane životinje prilagođavale novom načinu razmnožavanja i novim staništima, došlo je do odgovarajućeg povećanja diverzifikacije, što je dovelo do edijakarijumskog „drugog talasa“ evolucije životinja, procesa koji se dodatno ubrzao u kambrijumu, nakon što su životinje postale pokretne.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)