Вопрос о том, как наша планета преодолела пропасть между примитивными микроорганизмами и потрясающим разнообразием многоклеточной жизни, долгое время ставил науку в тупик. Если само зарождение простейших клеток, судя по всему, произошло сравнительно быстро после остывания земной коры, то эволюционный скачок к сложным формам занял колоссальные три миллиарда лет. Новое масштабное исследование геологов предлагает неожиданную разгадку: оказывается, главным двигателем эволюции стали не климатические колебания сами по себе, а грандиозные тектонические процессы, приведшие к появлению по-настоящему высоких гор.

Ключом к пониманию этой связи служат питательные элементы, и в первую очередь фосфор, без которого невозможно построение ДНК, клеточных мембран и энергообмен живых организмов. На ранних этапах истории Земли бόльшая часть фосфора была надёжно «заперта» в глубинах земной коры, а океаны страдали от острого дефицита биогенов. Ситуация кардинально менялась по мере того, как планета постепенно остывала. Потеря тепла ядром делала мантию более жёсткой, позволяя ей удерживать толстые массивы континентальной коры. Анализ метаморфических пород показывает, что этот тектонический механизм развивался скачкообразно, выделив два ключевых периода резкого увеличения высоты гор.

Формирование крупных горных цепей, возможно, сыграло решающую роль в эволюции сложной жизни. © Ridlife
Формирование крупных горных цепей, возможно, сыграло решающую роль в эволюции сложной жизни. © Ridlife

Первый крупный скачок произошёл около 2,2 миллиарда лет назад: тогда толщина земной коры в зонах столкновения плит выросла с прежних 30 километров до внушительных 60 километров, сформировав хребты, сопоставимые с современными Альпами. Второй этап начался примерно 700 миллионов лет назад, когда тектонические процессы позволили горам достичь современных гималайских высот с толщиной коры более 80 километров. Каждый из этих периодов горообразования сопровождался колоссальной эрозией: потоки воды смывали с крутых склонов тонны минералов, доставляя в Мировой океан беспрецедентные объемы фосфора и других питательных веществ.   

Оба пика роста гор удивительно точно коррелируют с глобальными скачками уровня кислорода в атмосфере и океанах — в частности, с периодами масштабной оксигенации, которые открыли дорогу развитию кислородного дыхания и сложных многоклеточных организмов. Как отмечает соавтор работы доктор Доуве ван Хинсберген, именно гигантские горные системы превратили Землю в химически сбалансированную и богатую ресурсами среду, без которой эволюция застряла бы на этапе примитивных бактерий.