Настоящий апокалипсис произошёл значительно раньше — около 252 миллионов лет назад, на границе пермского и триасового периодов. По современным оценкам, тогда исчезло до 90–96% морских видов и около 70% позвоночных животных, обитавших на суше. За считаные по геологическим меркам тысячи лет Земля потеряла большую часть сложной жизни, а экосистемам понадобились миллионы лет, чтобы восстановиться.
Что именно стало причиной этой катастрофы, учёные обсуждают уже несколько десятилетий. Теперь исследователи представили новые доказательства того, почему одни группы животных сумели пережить Великое пермское вымирание, а другие практически исчезли навсегда. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), а её результаты могут помочь лучше понять, как современные изменения климата влияют на жизнь в океане.
Катастрофа, которая изменила историю жизни
Великим пермским вымиранием называют крупнейшее массовое исчезновение видов за всю известную историю Земли. Оно оказалось настолько разрушительным, что биологи нередко называют его «Великим вымиранием» без дополнительных уточнений.
До этой катастрофы океаны выглядели совсем иначе. Морское дно покрывали огромные сообщества брахиопод, морских лилий, мшанок и других древних организмов, многие из которых сегодня либо полностью исчезли, либо играют гораздо менее заметную роль в экосистемах.
После вымирания привычный мир буквально перестроился. Освободившиеся экологические ниши постепенно заняли другие группы животных — двустворчатые моллюски, брюхоногие моллюски, морские ежи, современные рыбы и многие другие организмы, которые остаются важнейшими обитателями океана и сегодня. Фактически именно тогда началось формирование знакомой нам морской экосистемы.
Что произошло 252 миллиона лет назад
Главным подозреваемым уже давно считаются грандиозные вулканические извержения, происходившие на территории современной Сибири. Так называемые Сибирские траппы представляют собой одну из крупнейших вулканических провинций в истории Земли.
Извержения продолжались сотни тысяч лет. В атмосферу попали колоссальные объёмы углекислого газа, метана и других веществ, усиливших парниковый эффект. Средняя температура планеты начала быстро расти.
Но нагрев атмосферы оказался лишь началом цепочки событий.
Тёплая вода значительно хуже удерживает растворённый кислород. По мере нагревания океаны постепенно теряли способность обеспечивать морских животных необходимым количеством кислорода. Одновременно менялась циркуляция воды, возникали огромные зоны с почти полным отсутствием кислорода.
Для миллионов видов это стало смертельным приговором.
Новое исследование изменило взгляд на вымирание
Хотя связь между потеплением, вулканизмом и массовым исчезновением видов обсуждалась давно, оставался важный вопрос: почему катастрофа оказалась настолько избирательной?
Почему одни группы организмов почти полностью исчезли, тогда как другие сумели пережить самые тяжёлые времена и позже стали доминировать в океане?
Чтобы ответить на этот вопрос, международная команда исследователей проанализировала огромную базу данных по ископаемым организмам, объединив сведения о распространении древних животных, условиях их жизни и физиологических особенностях. Затем результаты сравнили с климатическими моделями, реконструирующими состояние океанов непосредственно перед Великим вымиранием и во время него.
Оказалось, что решающее значение имела вовсе не случайность.
Животные, которым требовалось много кислорода и которые были приспособлены к прохладной, хорошо насыщенной кислородом воде, оказались особенно уязвимыми. Когда океаны нагрелись и начали терять кислород, именно эти организмы первыми столкнулись с условиями, к которым не смогли адаптироваться.
Напротив, представители так называемой современной морской фауны лучше переносили тёплую воду и дефицит кислорода. Именно это преимущество позволило им пережить глобальную катастрофу и впоследствии занять господствующее положение в океанах.
Параллели с современным миром
Именно эта часть исследования вызвала наибольший интерес не только у палеонтологов, но и у специалистов по климату. Авторы работы подчеркивают: условия, которые привели к Великому вымиранию, и сегодняшняя ситуация не являются одинаковыми. Однако между ними действительно существуют важные сходства.
И тогда, и сейчас повышение температуры приводит к снижению содержания кислорода в морской воде. Тёплая вода удерживает меньше кислорода, чем холодная, а значит, организмам становится всё сложнее дышать. Сегодня этот процесс уже фиксируется во многих районах Мирового океана, хотя его масштабы несопоставимы с событиями конца пермского периода.
«Мы не утверждаем, что Землю ждёт повторение Великого вымирания, — отмечают исследователи. — Но понимание механизмов той древней катастрофы позволяет лучше оценивать, какие группы животных могут оказаться наиболее уязвимыми в условиях продолжающегося потепления».
По словам авторов, главная ценность работы заключается именно в возможности прогнозировать реакцию современных экосистем, используя данные из самого масштабного природного эксперимента, который когда-либо происходил на нашей планете.
Почему жизнь всё-таки не исчезла полностью
Несмотря на колоссальные потери, Земля не превратилась в безжизненный мир. Некоторые виды смогли пережить катастрофу, пусть и в значительно сократившихся популяциях.
Именно они стали основой новой биосферы. В течение следующих миллионов лет эволюция словно получила шанс начать почти заново. Освободившиеся экологические ниши постепенно заняли организмы, лучше приспособленные к новым условиям, а затем появились совершенно новые группы животных.
Если бы Великое пермское вымирание не произошло, современный мир выглядел бы совершенно иначе. В океанах, вероятно, по-прежнему доминировали бы древние беспозвоночные, а эволюция позвоночных могла пойти совсем другим путём.
Многие палеонтологи считают эту катастрофу одной из важнейших точек перелома в истории жизни на Земле. Именно после неё началось формирование экосистем, которые со временем привели к появлению динозавров, млекопитающих и, в конечном счёте, человека.
Не только температура, но и физиология
Один из самых важных выводов новой работы заключается в том, что судьбу видов определяли не только внешние условия, но и особенности их организма.
Исследователи показали, что способность переносить нехватку кислорода могла стать фактором, определившим, кто переживёт кризис, а кто исчезнет навсегда. Это означает, что для оценки будущих рисков недостаточно знать лишь скорость изменения климата — необходимо понимать, насколько разные организмы способны адаптироваться к новым условиям.
Авторы считают, что подобный подход можно использовать и для изучения современных морских экосистем. Он поможет точнее прогнозировать, какие группы животных окажутся наиболее чувствительными к продолжающемуся потеплению океанов.
Самая страшная катастрофа стала естественной лабораторией
На первый взгляд может показаться странным, что события почти 252-миллионной давности способны рассказать что-то о XXI веке. Однако именно древнейшие катастрофы позволяют проверить идеи, которые невозможно воспроизвести в современных условиях.
Великие вымирания стали своеобразными природными экспериментами. Они показывают, как жизнь реагирует на экстремальные изменения климата, состава атмосферы и химии океанов. Чем лучше учёные понимают эти процессы, тем точнее могут оценивать риски для современных экосистем.
Исследование не говорит о неизбежности новой глобальной катастрофы. Но оно напоминает о другом: жизнь на Земле уже переживала периоды, когда изменения окружающей среды происходили настолько быстро, что большая часть видов не успевала приспособиться. Изучение этих событий помогает понять, какие механизмы делают экосистемы устойчивыми, а какие — наоборот, приводят их к разрушению.