Около 2,5 миллионов лет назад вирусы, заражающие рыб в африканском озере Танганьика, претерпели загадочный и стремительный взрыв разнообразия. Однако точная причина этих изменений до сих пор остается загадкой.

Новое исследование показало, что рост числа вирусов, обнаруженных в озере, произошел в то же время, когда на нашу планету обрушились космические лучи от древней сверхновой, что указывает на возможную связь между этими двумя событиями. Исследователи опубликовали свои выводы 17 января в журнале The Astrophysical Journal Letters.

«Очень здорово находить способы, с помощью которых эти сверхдалекие явления могут повлиять на нашу жизнь или обитаемость планеты», — сказала ведущий автор исследования Кейтлин Ноджири, астрофизик из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. «Из других работ мы узнали, что радиация может повреждать ДНК. Это может быть ускорителем эволюционных изменений или мутаций в клетках».

Озеро Танганьика, расположенное в Великой рифтовой долине Восточной Африки, является одним из крупнейших пресноводных озер на планете; оно занимает площадь около 12 700 квадратных миль и разделяет четыре страны — Бурунди, Демократическую Республику Конго (ДРК), Танзанию и Замбию. В озере обитает более 2 000 видов животных, более половины из которых не встречаются в других местах. Это означает, что, по мнению Всемирного союза охраны природы, «ни в одном месте на Земле нет такого разнообразия жизни».

По мнению авторов исследования, одним из факторов, способствовавших такому разнообразию, является радиация. Ученые уже знают, что энергичные частицы в космосе, известные как космические лучи, могут повреждать клетки астронавтов, вызывая ускоренное старение, и что бомбардировка этими частицами может быть ответственна за структурные предпочтения биологических молекул, известные как хиральность. Однако насколько велика роль этих космических лучей в истории эволюции — вопрос относительно неизученный.

Чтобы выяснить этот вопрос, ученые из нового исследования раскопали и изучили образцы керна, извлеченные с морского дна. Они обнаружили, что он богат изотопом железа под названием железо-60, который обычно образуется при взрывах звезд. Проведя радиоактивное датирование этого изотопа, они обнаружили, что железо-60 в образце разделилось на два разных возраста: один образовался 6,5 миллиона лет назад, а другой — 2,5 миллиона лет назад.

Чтобы проследить происхождение этого изотопа, исследователи смоделировали движение Солнца по Млечному Пути. Они обнаружили, что примерно 6,5 миллионов лет назад наша Солнечная система и звезда прошли через Местный пузырь — область с более низкой плотностью в рукаве Ориона Млечного Пути, которая завалена обломками взорвавшихся звезд.

Анализ показал, что более поздний всплеск, скорее всего, произошел от сверхновой, либо от группы молодых звезд в группе Скорпиона-Центавра на расстоянии 460 световых лет, либо в группе Тукана-Горологиум на расстоянии 230 световых лет. Проведя моделирование околоземного звездного взрыва, ученые обнаружили, что такое событие обрушило бы на Землю космические лучи в течение 100 000 лет после первоначального взрыва, создав картину, совпадающую со всплеском, обнаруженным в осадочных породах.

Если их предположения верны и это событие произошло на самом деле, оно было бы достаточно мощным, чтобы проникнуть в атмосферу Земли и разорвать нити ДНК пополам, что объясняет совпадающий взрыв разнообразия вирусов, обнаруженных в озере Танганьика.

Хотя ученые и предупреждают, что эта связь далеко не однозначна, она заставляет задуматься о том, что мощные космические события могли изменить жизнь на нашей планете более существенно, чем это казалось ученым на первый взгляд.

«Мы не можем сказать, что они связаны между собой, но у них похожие временные рамки», — сказал Ноджири. «Нам показалось интересным, что вирусы стали более разнообразными».

Дальнейшие исследования необходимы для подтверждения связи между космическими лучами и эволюцией вирусов. Ученые планируют изучить другие геологические записи, чтобы выявить дополнительные случаи совпадения космических событий и изменений в биоразнообразии.

В случае подтверждения этой связи, это открытие может иметь далеко идущие последствия для понимания эволюции жизни на Земле и за ее пределами. Космические события, такие как сверхновые, могут играть роль «двигателей эволюции», стимулируя мутации и приводя к появлению новых видов.

Это также поднимает вопросы о возможной уязвимости жизни на Земле к космическим угрозам. Хотя атмосфера и магнитное поле планеты обеспечивают определенную защиту, мощные космические события все же могут оказывать значительное влияние на биосферу.

Понимание этих процессов может помочь нам лучше оценить риски и разработать стратегии для защиты жизни на Земле от потенциальных космических угроз.