Когда-то планета Земля представляла собой нечто среднее между глубокой заморозкой и автодробилкой. На протяжении огромных отрезков истории планеты все от полюса до полюса было сдавлено под ледяным одеялом толщиной в километр и более. Ученые называют это снежной Землей.
Некоторым ранним животным удалось пережить эту холодную эпоху примерно с 720 по 580 миллионов лет назад, но им пришлось потрудиться. Несмотря на их доблестные успехи, повторяющиеся расширения и сжатия гигантских ледяных щитов уничтожили останки выносливых экстремофилов, почти не оставив следов в окаменелостях, а ученые практически не имеют представления о том, как им удалось выжить.
"По сути, это похоже на гигантский бульдозер", - говорит Хью Гриффитс из Британской антарктической службы. "Следующее оледенение просто стерло бы все это и превратило в кашу".
Несмотря на отсутствие прямых доказательств благодаря всем этим ледниковым толчкам, Гриффитс считает разумным предположить, что на Земле, покрытой снежным шаром, обитал разнообразный животный мир. Он предполагает, что этот расцвет мог предшествовать так называемому Кембрийскому взрыву - периоду около 540 миллионов лет назад, когда на Земле появилось огромное и беспрецедентное разнообразие животного мира. "То, что до этого существовали гораздо более мелкие и простые существа, не является огромным скачком воображения", - говорит Гриффитс.
Полная картина жизни животных в этот период утрачена, но Гриффитс и его коллеги в своей недавней работе попытались выяснить, как это могло выглядеть.
Команда рассмотрела три различных замороженных периода. Первым из них была Стурцианская снежная Земля, начавшаяся около 720 миллионов лет назад. Он продолжался до 60 миллионов лет. Это умопомрачительно долгий срок - почти такой же, как период между концом эпохи динозавров и сегодняшним днем. Затем наступила Маринойская снежная Земля, которая началась 650 миллионов лет назад и продолжалась всего 15 миллионов лет. За ним последовало Гаскирское оледенение около 580 миллионов лет назад. Это третье оледенение было более коротким, и его часто называют "слякотной", а не "снежной" Землей, поскольку ледяной покров, вероятно, был не таким обширным.
Хотя лед уничтожил большую часть окаменелостей этих периодов, ученые нашли несколько остатков. Эти редкие окаменелости изображают странных животных, существовавших во времена оледенения Гаскера. Среди этих древних обитателей слякотной Земли были фрондоморфы - организмы, похожие на листья папоротника. Фрондоморфы жили, прикрепленные к морскому дну подо льдом, и, возможно, поглощали питательные вещества из воды, которая текла вокруг них.
Не имея прямых доказательств, Гриффитс и его коллеги вместо этого утверждают, что стратегии выживания животных во время великих заморозков прошлого, вероятно, повторяют стратегии жизни, обитающей в наиболее похожей среде на Земле сегодня - Антарктиде.
Некоторые современные обитатели Антарктики, такие как анемоны, живут вверх ногами, прикрепленные к нижней стороне морского льда. Одна из любимых стратегий питания криля - пасти микроорганизмы на этой перевернутой плоскости. Возможно, ранние животные тоже питались и находили убежище в таких местах, предполагают Гриффитс и его коллеги.
Возможно также, что во время схода и распада морского льда водоросли или другие микроорганизмы, живущие на льду, попадали в морскую воду, что приводило к их цветению, которое могло стать пищей для других ранних животных.
Одной из проблем, с которой столкнулись обитатели снежной Земли, была возможная нехватка кислорода, как из-за низкого уровня кислорода в воздухе, так и из-за ограниченного перемешивания из атмосферы в воду. Но насыщенная кислородом талая вода высоко в толще воды могла поддерживать животных, которые зависели от нее. Некоторые обитатели, живущие сегодня на морском дне Антарктики, например, некоторые виды перьевых звезд, решают эту проблему, полагаясь на водные течения, которые приносят постоянный поток кислорода и питательных веществ из небольших участков открытой воды на поверхности в глубину под ледяными шельфами. Нет причин полагать, что этого не происходило и во времена слякотной Земли Гаскера.
"Мы действительно говорим об очень простых формах жизни... но в то время это все, что вам было нужно, чтобы стать царем зверей", - говорит Гриффитс.
Наряду с брондоморфами на морском дне могли обитать губки. По словам Гриффитса, некоторые ископаемые свидетельства существования губок относятся к периоду задолго до Стурцианской снежной Земли, хотя по этому поводу существуют некоторые споры.
Эшли Худ, седиментолог из Мельбурнского университета в Австралии, который не принимал участия в исследовании, шутит, что "у каждого, включая нас, есть своя самая старая губка, которую они нашли в архивах, и никто им не верит".
Некоторые современные губки живут в симбиозе с бактериями, что может помочь им получить доступ к питательным веществам в условиях нехватки другой пищи. "Возможно, это основано на стратегии выживания, которая появилась у них очень рано", - предполагает Худ.
Эндрю Стюарт, помощник куратора Музея Новой Зеландии Te Papa Tongarewa, который также не принимал участия в работе над статьей, изучил бесчисленное количество видов из суровых антарктических условий. Многие из этих организмов выживают в невероятно темных, холодных или химически токсичных местах. Для Стюарта антарктические экстремофилы являются напоминанием о том, насколько прочной на самом деле является жизнь на Земле - а возможно, всегда и была.
"Это просто самое удивительное место", - говорит он. Вы говорите: "Нет, чушь, там ничто не выживет! А на самом деле может".