Почему освоение животными суши на нашей планете стало возможным только после появления фотосинтеза?

Освоение суши животными стало возможным только после появления фотосинтеза, потому что фотосинтез радикально изменил атмосферу и создал наземную «пищевую базу». Без этих двух вещей жизнь животных на поверхности континентов либо была бы крайне ограничена, либо вообще невозможна.

1) Животным нужен кислород для активной жизни, а фотосинтез наполнил им атмосферу

Большинство крупных и подвижных животных получают энергию за счёт аэробного дыхания — процесса, который требует молекулярного кислорода (O₂) и даёт гораздо больше энергии, чем бескислородные пути. На ранней Земле свободного кислорода в атмосфере почти не было: он быстро связывался с минералами и растворёнными веществами.

Фотосинтез (в первую очередь кислородный, у цианобактерий, а позже у водорослей и растений) стал источником постоянного притока O₂. Со временем кислород начал накапливаться в атмосфере и в поверхностных слоях океана. Это открыло энергетическую «возможность» для появления более крупных и сложных животных и для их активного движения — а на суше, где нужно передвигаться против силы тяжести и поддерживать температуру/водный баланс, высокая энергетическая отдача особенно важна.

2) Кислород привёл к образованию озонового слоя, который защитил жизнь от жёсткого ультрафиолета

Когда в атмосфере появилось достаточно O₂, часть кислорода под действием солнечного излучения стала превращаться в озон (O₃). Озоновый слой работает как фильтр, который сильно ослабляет поток опасного ультрафиолетового излучения.

До появления такой защиты поверхность суши была значительно более «облучаемой»: ультрафиолет повреждает ДНК и белки, резко повышая смертность и снижая вероятность успешного размножения организмов на открытой поверхности. В воде ситуация мягче: вода сама по себе экранирует ультрафиолет, поэтому океан был более безопасной средой для ранней жизни. Получается, фотосинтез косвенно «сделал сушу пригодной» как место, где можно жить постоянно, а не эпизодически.

3) Фотосинтез создал наземную первичную продукцию — пищу для животных на суше

Животные — гетеротрофы: они не умеют «делать органику из воздуха», им нужно питаться готовыми органическими веществами. На суше изначально не было устойчивого источника пищи: нет растений — нет листьев, семян, древесины, нет богатого детрита и почвы с органикой, нет устойчивых пищевых цепей.

Фотосинтезирующие организмы — сначала микробные сообщества, затем растения — начали производить огромное количество органического вещества, формируя основание наземных экосистем. Только после появления на суше массовых фотосинтетиков животные получили:

• пищу напрямую (растительноядные),

• пищу косвенно (хищники питаются растительноядными),

• детрит (разлагающаяся органика — основа почвенных цепей питания),

• структурные местообитания (растительность создаёт укрытия, влажные микросреды, стабилизирует почвы).

Без фотосинтеза на суше могло бы существовать лишь очень ограниченное число гетеротрофов, зависящих от редких альтернативных источников органики (например, занос из водоёмов), но это не привело бы к полноценному «освоению суши» животными.

4) Растения и фотосинтетики косвенно подготовили «физическую инфраструктуру» суши

Фотосинтетики сыграли роль не только «производителей еды», но и преобразователей среды:

• накопление органики и участие в выветривании пород способствовали формированию почв, удерживающих воду и питательные вещества;

• растительный покров уменьшил перепады температуры и создал более влажные и стабильные микросреды у поверхности;

• появление растительных сообществ обеспечило места для укрытия и размножения.

Для первых наземных животных, особенно мелких и чувствительных к высыханию, наличие таких микросред было критически важно.

Итого: фотосинтез был необходим, потому что он (1) дал атмосфере кислород для эффективного дыхания животных, (2) позволил сформироваться озоновому экрану от ультрафиолета и (3) создал на суше устойчивую первичную продукцию и экосистемы, без которых животным было бы нечем питаться и негде стабильно жить.