Ранние наземные растения начали менять Землю на 30 млн лет раньше, чем считалось

Расширение ранних наземных растений по сухопутным средам обитания является ключевым объектом исследований планетарной эволюции, поскольку оно сыграло решающую роль в повышении уровня кислорода и преобразовании условий жизни организмов Земли, тем самым подстегнув эволюцию животных.

Новые данные по этой давно изучаемой теме предоставили учёные из Китая, США и Великобритании. Они обнаружили революционные доказательства, позволяющие предположить, что ранние наземные растения начали изменять поверхностную среду Земли гораздо раньше, чем считалось, отодвигая временные рамки примерно на 30 миллионов лет. Их выводы были опубликованы во вторник в журнале Nature Ecology & Evolution.

Чтобы определить, когда ранние наземные растения распространились и начали влиять на систему Земли, исследовательская группа проанализировала записи морских отложений и выявила заметное увеличение соотношения углерода к фосфору, начавшееся примерно 455 миллионов лет назад. Оценка потенциальных контролирующих факторов указывает, что наиболее правдоподобным объяснением этого сдвига является значительное увеличение чистой первичной продуктивности на суше, связанное с ранним расширением наземных растений.

Наземные растения фундаментально отличаются от морских первичных продуцентов тем, что органическое вещество, которое они генерируют, имеет более высокое соотношение углерода к фосфору. Когда это органическое вещество попадает в океаны, оно повышает соотношение углерода к фосфору в морских отложениях. Это открытие предполагает, что ранние наземные растения могли расшириться примерно в то время, в позднем ордовике — период, переживавший как массовое вымирание, так и восстановление.

Дальнейшие исследования показывают, что доля наземного органического углерода по отношению к общему органическому углероду, захороненному в морских отложениях, была сопоставима с современными значениями, а расширение наземных растений могло впервые произойти на континенте Лаврентия, который является частью современной Северной Америки.

«Более масштабное захоронение органического углерода способствовало бы накоплению атмосферного кислорода, одновременно снижая уровень углекислого газа. Эти эффекты могли быть дополнительно усилены интенсификацией выветривания силикатов и фосфора, связанной с быстрой диверсификацией наземных растений», — сказал Чжао Минъюй, автор-корреспондент исследования и профессор Института геологии и геофизики Китайской академии наук.

Чжао добавил, что эти процессы в совокупности могли привести к оксигенации поверхности Земли. Внезапные изменения окружающей среды на начальных этапах экспансии могли привести к климатическим изменениям, способствовать оледенению в позднем ордовике и косвенно повлиять на события массового вымирания в этот период. После того как организмы адаптировались к этим изменениям окружающей среды, экосистема восстановилась, а повышенный уровень кислорода мог быть достаточным для поддержки эволюции примитивных позвоночных, таких как рыбы, добавил он.