От микробных сообществ к сложным экосистемам
Развитие жизни не было прямой лестницей, на которой каждая новая группа полностью заменяла прежнюю. Ветви эволюции расходились, организмы приспосабливались к разным условиям, многие линии исчезали. Изменение климата, движения материков и деятельность самих организмов влияли на состав сообществ.
Ранние сообщества микроорганизмов называют бактериальными матами. В них разные организмы образуют слои и используют продукты обмена друг друга. Освещённая поверхность доступна фототрофам — организмам, использующим энергию света. В более глубоких слоях могут жить микроорганизмы, разлагающие органические вещества без кислорода, и хемосинтетики, получающие энергию из химических реакций.
Существовали фототрофы, не выделявшие кислород. Развитие кислородного фотосинтеза у цианобактерий изменило условия жизни: кислород стал накапливаться в окружающей среде, появились возможности для аэробного обмена. В разных слоях матов могли сосуществовать аэробные гетеротрофы, бескислородные фотосинтетики, микроорганизмы-бродильщики и сульфатредукторы. Последние восстанавливают соединения серы и участвуют в круговороте веществ.
Со следами деятельности древних микробных сообществ связаны строматолиты — слоистые образования. Современные маты встречаются, например, в солёных водоёмах и у горячих источников. Они показывают, что древний способ организации сообщества может сохраняться рядом с более поздними формами жизни.
Протерозой: многоклеточность и разнообразие форм
В водоёмах существовали водоросли, в том числе многоклеточные. Их тело — слоевище, или таллом, — могло быть сложно устроено, но не имело набора органов, характерного для наземных сосудистых растений.
Среди древних комплексов крупных ископаемых известны габонская, или франсвильская, хайнаньская и эдиакарская биоты. Хайнаньские находки относят приблизительно ко времени 840–740 миллионов лет назад. Эдиакарские организмы известны, в частности, из Южной Австралии; соответствующие отложения охватывают приблизительно 635–542 миллиона лет назад. Другое употребляемое название этой биоты — вендская.
У эдиакарских организмов встречались дисковидные, мешковидные, перистые и сегментированные формы. Одни были прикреплены к основанию, другие могли передвигаться. Обсуждаются питание за счёт микробных матов, поглощение веществ из среды и симбиотические связи. По отпечаткам трудно надёжно восстановить все внутренние органы, поэтому нельзя уверенно объявлять их отсутствующими только потому, что они не сохранились.
Положение многих вендобионтов в системе живого мира остаётся предметом исследований. Часть древних линий вымерла, у других находят признаки сходства с более поздними животными. Называть всю эдиакарскую биоту одной полностью исчезнувшей ветвью было бы слишком сильным упрощением.
Суша тоже постепенно становилась местом жизни. Микроорганизмы разрушали минеральное основание и накапливали органические вещества. Такие сообщества, в том числе объединения фотосинтезирующих и нитчатых микроорганизмов, участвовали в ранних этапах почвообразования.