Sniega kunkulis

Līdz “paradīzes dzīves” sākumam uz mūsu planētas bija ļoti auksti. Pat tā: ļoti-ļoti-ļoti auksti. Proterozoīda ēras Kriogēnais periods (pirms 720-635 miljoniem gadu) pārvērta to bezgalīgā sniegotā tuksnesī. Ja kāds nebūt šajā laikā lidoja garām Zemei. Tam diezin vai rastos vēlme piezemēties uz šīs Snowball Earth (sniedziņš, sniega kunkulis) – tā zinātnieki nosauca planētu, kad tā bija klāta ar ledu.

 Kāda iemesla dēļ Zeme tajā laikā atdzisa līdz sniega kunkuļa stāvoklim, precīzi nav zināms. Pašas populārākās hipotēzes saista tādu globālu apledojumu ar kontinentu savstarpējo izvietojumu, silikāta kalnu iežu izvēdināšanos un saules radiāciju.

Smalkie un sarežģītie novētrināšanās ķīmiskie procesi veda pie oglekļa dioksīda pamazināšanos atmosfērā. Jo mazāk oglekļa – jo mazāks planētu sildošais siltumnīcas efekts. Saules radiācija, tā vietā lai sasildītu Zemes virspusi, atstarojas no apledojušajiem iecirkņiem. Ledāji aug, iekarojot arvien jaunas teritorijas (kas veicina, acīmredzot, tuvais “sačupotais” kontinentu izvietojums), kamēr nenonāks līdz ekvatoritālājai zonai.

Tā tas notika vai ne visai, zinātniekiem vēl būs jānoskaidro. Taču tas, ka Zeme patiešām ilgu laiku bija zem sniega-kunkuļu vienlaidus klājuma – tas ir fakts. Ģeologi atrada ledus atlieku nogulumu, kuri attiecināmi, piemēram, uz tropiskajiem platuma grādiem un ekvatoru.

Bet pēc tam, un atkal līdz galam nenoskaidrotu iemeslu dēļ, mūsu planēta atkusa un tās okeānu sāka apdzīvot neredzēti un neparasti radījumi. Iestājās pēdējais neoproterozoja periods – ediakarijs, viņš arī vends.

Simt miljoni gadu paradīzes dzīves

Ediakarija perioda dzīves apstākļi okeānā bija tik komfortabli, bet paši dzīvnieki – tik skaisti un burvīgi, ka pētnieki nosauca šo laiku par ediakaras paradīzes dārzu.

Gandrīz visu vendas periodu (pirms 635-541 miljoniem gadu) pirmatnējo okeānu apdzīvoja radījumi, ārēji līdzīgi ziediem un augu lapām. Lieli (līdz vienam metram diametrā), daudzkrāsaini, mīkstķermenīgi, viņiem nebija skeleta struktūras un sarežģītu, mūsu izpratnē, iekšējo orgānu. Viņi graciozi peldēja siltajā, saules gaismas caurstrāvotajā seklajā ūdenī vai nesteidzīgi rāpoja pa dibenu.

Viņiem nebija par gremošanas sistēmas, kura mūsu pasaulē ir pat pēdējam tārpam. Visu dzīvei nepieciešamo tie ieguva iesūcot ar visu ķermeņa virspusi dibena nogulumu barības vielas, vai arī vispār no ūdens.

Tos vispār ilgu laiku uzskatīja par augiem: ķermeņu nospiedumi tā laika smilšu-māla slāņos runāja, drīzāk, par augu formu, nekā par dzīvnieku formu. Un tomēr paleontologi nonāca pie secinājuma, ka tie ir bijuši dzīvnieki. Viņi kustējās, barojās un vairojās (kā notika pēdējais, līdz pat šim laikam nav zināms), pie kam palika mūsu izpratnē pavisam ‘bezgrēcīgi”.

Ne uz viena no tūkstošiem atrastajām šo dzīvnieku (vendiobiotu) atliekām nav atrastas koduma pēdas. Tas nozīmē, ka plēsēju tajā laikā nebija vispār. Daži paleontologi uzskata, ka vendobioti bija gandrīz pilnībā autotorfi – tas ir, saņēma dzīvei nepieciešamo enerģiju nenodarot nekādu kaitējumu citiem radījumiem. (par autotorfiem sk. šeit: https://lv.wikipedia.org/wiki/Autotrofi - adm.piez.). Barības vielas, kuras viņi iesūca no dibena vai tieši no ūdens, varēja būt mikroorganismi, ūdensaugu vai citu dzīvnieku atliekas. Bet varēja būt arī vispār neorganiskas izcelsmes.

Uz pēdējā pieļāvuma pamatota viena no hipotēzēm par to, kādēļ šie radījumi, bezbēdīgi eksistējuši okeānā vairāk nekā 200 miljonus gadu un pat neveicoši mēģinājumu izkļūt uz sauszemes, pēkšņi izzuda pirms 541 miljoniem gadu. Izzuda neatstājot nekādu ģenētisko “mantojumu” organismiem, kuri apdzīvoja Zemi pēc tā saucamā Kembrijas sprādziena.

Fosfors: dzīvība vai nāve?

Šīs hipotēzes atbalstītāji uzskata, ka pie visa vainīgs ļoti nepieciešamais dzīvībai elements – fosfors. Tas ir, venda sākumā fosfors paveicināja paradīzes dzīvības formu parādīšanos, bet beigās viņš arī pazudināja.

Pirms 635 miljoniem gadu apledojums atkāpās. Zeme pārstāja būt līdzīga sniega kunkulim. Pasaules okeāna temperatūra paaugstinājās līdz komfortablām robežām. Paaugstinājās skābekļa saturs atmosfērā. Ledāju ūdeņi atnesa okeānā daudz tajos izšķīdušas nākamajai dzīvei nepieciešamās un lietderīgās vielas – tajā skaitā fosfora savienojumi.

Fosfors tā augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ nav sastopams brīvā stāvoklī, bet tā daudzskaitlīgie savienojumi ir plaši izplatīti. No hidroksiapatīta (fosfora savienojums ar kalciju, ūdeņradi un skābekli) galvenokārt sastāv mūsu kauli un zobi. Fosfors ietilpst olbaltumvielās un DNK un ir viens no bioķīmisko procesu, kuri notiek mūsu organismā, avotiem.

Ediakārieši, kuriem nebija ne kaulu, ne zobu, tāpat nevarēja dzīvot bez fosfora, viņi pārtika no tā savienojumiem, kuri bija izšķīduši ūdenī un dibena nogulsnēs. Var teikt, ka fosfors izrādījās mums visai “garšīgs”.

Taču tas, kas derīgs mērenās devās, var kļūt par kaitīgu vai pat pazudinošu pie pārēšanās. Ediakaras perioda beigās fosfora jūras ūdenī kļuva daudz vairāk, nekā tā sākumā. Iespējams, tas notika dēļ tā, ka pastiprinājās vulkānu izvirdumi un kalnu iežu izvēdināšanās (procesi, kas nodrošina okeānu ar dažādiem minerāliem savienojumiem), iespējams, kāda cita iemesla dēļ. galvenais – okeāna dibenā izrādījās pārāk daudz organiskās dzīvības atlieku (tajā skaitā pašu vendobiontu atliekas), kuras sāka stāties ķīmiskās reakcijās ar pārmērīgo fosfora daudzumu. Rezultātā parādījās jauni, ne tikai neēdami, taču indīgi fosforu saturoši savienojumi.

Okeāna iemītnieki turpināja nesteidzīgi lodāt pa dibenu un iesūkt ar ķermeņa apakšējo daļu ierasto “gardumu”. Indējās ar to, mira, bagātinot ar savām atliekām piedibena dūņas, kuras, savukārt, stājās reakcijā ar jaunām fosfora porcijām. Indīgo savienojumu daudzums auga ģeometriskā progresijā. Un tik pat ātri samazinājās ediakaras jūras iedzīvotāji.

Tomēr “paradīzes radījumu” izzušanai ir arī cits izskaidrojums, daudz izplatītāks zinātnieku vidū un daudz vienkāršāks. Tā vārds – kembrija sprādziens.

Kembrija sprādziens

Runājot par hipotēzes lielo vienkāršību. Mēs domājam to faktu, ka Kembrija sprādziena radītie radījumi ar zobiem, nagiem, skeleta struktūru vai cietu hitīna apvalku vienkārši apēda mīkstos nevainīgos eridakiešus. Tajā pat laikā pats kembrija sprādziens ir ne mazāka mīkla zinātniekiem, nekā eridakāras fauna.

Kas kalpoja par iemeslu tam, ka pirms 541 miljoniem gadu uz Zemes parādījās un sāka mērķtiecīgi vairoties jaunas, agrāk neredzētas dzīvnieku sugas? Nav zināms. Krasa Zemes magnētisko polu nomaiņa tiek uzskatīta par vairāk iespējamu iemeslu, taču arī šai hipotēzei ir vairāk jautājumu, nekā atbilžu. Tādēļ pie iemesla mēs patlaban neapstāsimies, bet īsumā rezumēsim sekas.

Pašas galvenās notikuma sekas tam, kas notika pirms pusmiljarda gadiem, bija dzīvu organismu parādīšanās, kuri saistīti ar mums ģenētiski. Visbeidzot – mūsu senču parādīšanās. Pavisam nelīdzīgu mums ārēji, taču tomēr, atšķirībā no ediakartiešiem, tieši saistītu ar mums garā paaudžu ķēdē.

Dzīvnieku-autotorfu, kuri bija noskaņoti cits pret citu absolūti neļauni, ēra beidzās uz visiem laikiem. Paradīzes attiecības starp sugām nomainījās ar attiecībām tipa “mednieks-upuris” vai “apēdošais-apēstais”. Skeletu revolūcija, kuras dēļ, patiešām, Kembrija sprādziens arī saucas par sprādzienu, radīja radījumus ar iekšējo vai ārējo cieto apvalku. Hordaiņi, galvkāji, bruņainie uzsāka enerģiski apgūt jā sauszemi, tā arī okeānu.

Mīkstķemenīgajiem ediakāriešiem nebija ar ko pretstāvēt atnācējiem. Viņi bija nolemti un izzuda. (Ar laiku Pasaules okeānā parādījās citi mīkstķermenīgie – piemēram, astoņkāji? Viņiem nebija skeleta, toties bija attīstīti muskuļi un žokļi, kuri viegli pārmala laupījumu, kā arī lieliskas mednieka iemaņas. Tāds mīkstķermenis viegli varēja pastāvēt par sevi un pat uzdzīt bailes apkārtējiem.)

Jaunās starpsugu attiecības noveda pie daudz sarežģītāku iekšējo orgānu sistēmu attīstības. Dzimumu vairošanās sistēma bija evolucionāri daudz izdevīgāka, bet nervu sistēma, savākta “vadības centros”, galvas un muguras smadzenes, pat vispār deva saviem īpašniekiem milzīgu priekšrocību. Pie kam kā plēsējiem, tā arī upuriem. Pirmie veiksmīgi medīja, otrie veiksmīgi slēpās un paspēja dot daudz ņiprākus, “progresīvākus” pēcnācējus. Pie pēdējiem attiecās arī mūsu paši tiešākie, ja var tā izteikties, provecāki. Zīdītāju senči, gigantisko reptiļu laikmetā slēpjoties pirmatnējā pamežā spēja pārdzīvot arī nedalītu dinozauru valdīšanu, un arī gigantiskā meteorīta nokrišanu, kas tam pielika punktu. Viņi izdzīvoja un pēc 60 miljoniem gadu evolucionēja pirmajos primātos.

…Stādoties priekšā dzīves attīstību uz Zemes, vienkārši brīnies: no cik nejaušībām tā bija atkarīga, cik reizes burtiski “karājās mata galiņā”, izmirstos praktiski pilnībā un atdzima no jauna daudz sarežģītākās formās. Šajā majestātiskajā bildē Venda periods ar ilgumu tikai 100 miljonus gadu var likties par vienīgi nenozīmīgu epizodi, bet tā apdzīvotāji – skaisti un nelietderīgi radījumi, kuri nav atstājuši nekādas evolūcijas pēdas.

Taču vai tā tas ir patiesībā? Vai tikai gadījums bija Ediakaras paradīzes dārza ar tā neļaunīgajiem apdzīvotājiem?