Отсутствие секса сдерживало эволюцию 35 миллионов лет

Порой ради развития приходится покинуть зону комфорта или выйти за рамки приличий. Отчасти первые многоклеточные организмы сделали и то, и другое, в результате чего создали предков многих современных животных.

Первые многоклеточные появились в эдиакарском периоде около 574 миллионов лет назад и обитали на дне океанов. Они были мягкотелыми, вырастали до двух метров в длину, а по форме напоминали медуз, трубчатых червей, перья или стеганые одеяла. У них не было конечностей для того, чтобы передвигаться, не было рта и пищеварительной системы. Еду, состоявшую из бактерий и других микроорганизмов, они соскабливали со дна или фильтровали из воды через поверхность тела. 

Эволюционисты и палеонтологи часто сравнивают эдиакарский период с «райским садом»: среди этих причудливых животных не было хищников, агрессии и конкуренции. А еще у них не было секса, то есть полового размножения. Потомство создавалось через побеги, почти как у современных растений.

Однако зоологи из Кембриджа выяснили, что у мирной идиллии была и обратная сторона: бесполое размножение сдерживало эволюцию первых животных 574–539 миллионов лет назад. Статья об исследовании вышла в журнале Nature Ecology & Evolution.

В биологии половое размножение — один из двигателей эволюции. Этот способ позволяет смешать свои гены с генами другого сородича и получить потомков с новыми свойствами. Часть этих характеристик может оказаться выигрышной и дать преимущество конкретной особи или виду в целом. 

Организмы, которые могут размножаться и половым, и бесполым путем, обычно выбирают секс в сложных условиях: при засухе, холодах или высокой конкуренции. В более спокойные и изобильные времена они могут просто почковаться, копируя самих себя. В «эдиакарском раю» условия были как раз такими. 

«Жизнь в эдиакарском периоде была довольно приятна, так что необходимость в сексе была ограничена. Конкуренции практически не было, поэтому не было и давления, чтобы что-то менять», — отмечает Эмили Митчелл, исследовательница-зоолог из Кембриджа.

Митчелл с коллегой проанализировали окаменевшие остатки первых животных, создали компьютерную модель и больше тысячи раз прогнали симуляции разных стратегий размножения. При помощи нейросети исследовательницы выбрали варианты, которые лучше всего соответствовали поведению этих организмов. Так наконец удалось найти объяснение, почему эволюция в эдиакарский период порождала так мало новых форм. Застрявшие в своем спокойствии живые организмы 35 миллионов лет почти не менялись. 

Когда первые животные начали расселяться в прибрежные воды, они столкнулись со штормами, отливами, резкими изменениями температуры и другими сложностями, которых не было на морском дне. Им пришлось покинуть «эдиакарский рай» и перейти к половому размножению.

Этот выбор привел к кембрийскому взрыву — огромному скачку разнообразия 538,8 миллиона лет назад. Тогда возникло множество современных типов животных: первые членистоногие, хордовые, иглокожие и моллюски.