Před 685 až 800 miliony let se ve všech pozemských oceánech objevily mnohobuněčné organismy. Bylo to období nazývané avalonská exploze. Bizarní tvorové začali nahrazovat malé jednobuněčné améby, řasy a bakterie vládnoucí Zemi dvě miliardy let.

Dosud vědci předpokládali, že evoluční nástup vyspělejších mořských organismů vyvolala zvyšující se hladina kyslíku. Takovou hypotézu však v nové studii publikované v časopise Gebiology vyvracejí výzkumníci z Kodaňské univerzity.

Přepíšeme učebnice?

Studiem chemického složení vzorků starověkých hornin změřili výzkumníci koncentraci kyslíku ve světových oceánech z doby, kdy se objevily první mnohobuněčné organismy. V rozporu s očekáváním výsledek ukázal, že koncentrace kyslíku se nezvýšila. Zůstávala pětkrát až desetkrát nižší než v současnosti.

Ilustrace ediakarské fauny, která žila před 635 až 542 miliony let, tedy po avalonské explozi. První mnohobuněční živočichové byli podobní rostlinám. Na obrázku vidíte rangeomorfy s lodyhovitými měkkými těly a kimberelly podobné plžům. | zdroj: Profimedia

„Naše měření poskytují dobrou představu o tom, jaké tehdy byly průměrné koncentrace kyslíku ve světových oceánech. A je nám zřejmé, že v době, kdy se začala vyvíjet a ovládat Zemi vyspělejší fauna, nenastal žádný výrazný nárůst množství kyslíku. Ve skutečnosti jsme zaznamenali mírný pokles,“ cituje web Kodaňské univerzity docenta Christiana J. Bjerruma, který se již 20 let zabývá studiem podmínek provázejících vznik života.

„Výsledek studie dělá tečku za 70 let trvajícím výzkumným příběhem, který se odvíjel od klíčové role vyšších koncentrací kyslíku ve vývoji pokročilejšího života na naší planetě,“ tvrdí Bjerrum na univerzitním webu. „To znamená, že musíme přehodnotit spoustu věcí, které jsme považovali za pravdivé v dětství. A učebnice je nutné revidovat a přepsat,“ upozorňuje vědec.

Bjerrumův tým opírá výsledky svého výzkumu o studia zkamenělin ze tří různých pohoří – Ománských hor, Mackenziova pohoří v severozápadní Kanadě a oblasti Jang-c'-ťiangské soutěsky v jižní Číně. Tyto regiony se v době rychlého rozkvětu rozmanitosti organismů v důsledku avalonské exploze nacházely na mořském dně.

V průběhu času byly hlína a písek z pevniny vyplavovány do moře, kde se usazovaly ve vrstvách na mořském dně. Procházením těchto vrstev a zkoumáním jejich chemického složení vědci získali obraz o chemickém složení oceánu ve zkoumaném geologickém období.

Mohlo to být naruby

Nasnadě je otázka: Pokud to nebyl kyslík, co způsobilo explozi mnohobuněčného života? Možná za ní stojí jeho nedostatek.

„Je zajímavé, že exploze mnohobuněčných organismů nastává v době s nízkou koncentrací atmosférického a oceánského kyslíku. To naznačuje, že organismům prospívaly nižší hladiny kyslíku. Mohly se v klidu vyvíjet, protože chemie vody přirozeně chránila jejich kmenové buňky,“ vysvětluje Bjerrum.

Vědec upozorňuje, že obdobný jev byl pozorován při výzkumu kmenových buněk člověka i jiných živočichů. Vědci vypozorovali, že nízká hladina kyslíku je klíčová pro udržení kmenových buněk pod kontrolou, dokud se organismus nerozhodne, že by se buňka měla vyvinout v určitý typ buňky, například svalovou.

„Víme, že zvířata a lidé musí být schopni udržovat nízké koncentrace kyslíku, aby mohli kontrolovat své kmenové buňky, a tím se pomalu a trvale vyvíjet. Při příliš velkém množství kyslíku se buňky vyvíjejí překotně a mohou divoce mutovat či hynout. Takový mechanismus se mohl uplatnit už před stovkami milionů let,“ upozorňuje Christian J. Bjerrum.