Vedci nedávno oznámili, že na Zemi začal nový hromadný zánik: v dôsledku ľudských aktivít sa miera vyhynutia druhov stavovcov priblížila k úrovni pred 66 miliónmi rokov, keď vyhynuli dinosaury. Skutočne sa flóra a fauna Zeme zmenili v dôsledku katastrof? Vplyv meteoritu, globálne otepľovanie, spaľovanie požiarov - na rozdiel od obvyklých presvedčení sú zákony evolúcie oveľa silnejšie ako univerzálne kataklizmy.
História našej planéty nesie stopy niekoľkých veľkých katastrof, ktoré doslova preformátovali ekologické systémy tých čias. Po každom globálnom vyhynutí sa na evolučnej scéne objavili nové triedy živých bytostí a z tých predošlých zostali iba skamenené pozostatky. Vedci z A. A. Zdá sa, že Borisyak z Ruskej akadémie vied tápal v mechanizme týchto zmien. A v tom im pomohol hmyz - jedna z najúspešnejších kategórií zvierat, z ktorých niektoré sú schopné prežiť aj blízko epicentra jadrového výbuchu.
Apokalypsa: alfa verzia
Slová „globálne vyhynutie“zvyčajne pripomínajú vyhynutie dinosaurov. Ale v histórii Zeme došlo k katastrofe oveľa väčšieho rozsahu, ktorá bola odborníkom známa ako „Veľký zánik“. Na hranici permu a triasu, pred 252 miliónmi rokov, akoby kúzlom zmizlo 96 percent morských a viac ako 70 percent suchozemských druhov zvierat. Ani predtým, ani potom na našej planéte nedošlo k takej rozsiahlej devastácii biosféry.
Okolnosti tejto tragédie sú dobre pochopené a mohli by ľahko tvoriť základ hollywoodskeho trháku. Prečo je tu film - zdá sa, že to bol Veľký zánik, ktorý inšpiroval autora knihy Zjavenie Jána teológa, ktorý podrobne opísal smrť našej vlastnej civilizácie. Tu je len niekoľko faktorov, ktorých kombinácia zrejme spôsobila túto epickú katastrofu.
Na konci permu sa na obrovských územiach Sibíri vyskytli magmatické výbuchy fantastických objemov na zemský povrch. Zamrznuté lávové polia, známe ako sibírske pasce, pokrývajú celkovo dva milióny kilometrov štvorcových - oblasť Grónska alebo Indie. Objem vybuchnutých hornín sa dnes odhaduje na asi päť miliónov kubických kilometrov. Samozrejme, taká masa lávy znateľne zahriala zemskú atmosféru a pridala k nej spravodlivé množstvo skleníkových plynov, čo viedlo k ešte väčšiemu - globálnemu - otepľovaniu.
Čadičové skaly plošiny Putorana tvorené pascami
Propagačné video:
Obrázok Credit Flickr xandreani
Približne v rovnakom čase spadol na územie modernej Antarktídy, na zem Wilkes Land, veľký asteroid, kráter, z ktorého je stále viditeľný (priemer 500 kilometrov). Upozorňujeme, že priemer mexického krátera Chicxulub z meteoritu, ktorý sa považuje za zabijáka dinosaurov, je iba 175 kilometrov.
Nakoniec sa v oceáne udiala záhadná udalosť, pri ktorej sa uvoľnil obrovský objem metánu - najdôležitejšej zložky skleníkových plynov. Buď sa tento metán akumuloval milióny rokov v spodných vrstvách vody, alebo ho začala hromadne uvoľňovať archaea rodu Methanosarcina, zloženie zemskej atmosféry sa však veľmi zmenilo.
Výsledkom všetkých týchto problémov je testovacia verzia Apokalypsy: oblohu zakryl závoj sopečného prachu, s ktorým sa zmiešal prach z dopadu asteroidu. Vzduch bol horúci a suchý a oceán sa zmenil na kyselinový roztok, úplne nevhodný pre život väčšiny bývalých obyvateľov.
Kríza rozmanitosti
Len málo živých tvorov je schopných prežiť v takých hrozných podmienkach, domnieva sa veľa moderných paleontológov. Preto fauna hromadne vymierala a až keď sa atmosféra vyčistila a oceánska voda z kyslej sa stala jednoducho soľným roztokom, začali vzácne prežívajúce tvory novú etapu vývoja. Ako sa však ukázalo, táto logická a zrozumiteľná schéma, bohužiaľ, nemá nič spoločné s realitou!
Ruský paleontológ, doktor biologických vied, vedúci laboratória článkonožcov Paleontologického ústavu Alexander Pavlovič Rasnitsyn, dlhé roky študoval hmyz z permu a triasu. A podľa jeho údajov sa ukazuje, že v skutočnosti nedošlo k nijakému katastrofickému Veľkému vyhynutiu.
Kríza na hranici permu a triasu bola považovaná za tak hlbokú, že slávny britský paleontológ Michael Benton dokonca vydal knihu s názvom „Keď život takmer zomrel“. Ďalší vedec Jack Sepkoski z Chicagskej univerzity predstavil v jednom zo svojich diel graf, ktorý ukazuje, ako je nárast rozmanitosti zvierat postupne nahradzovaný relatívne stabilným počtom druhov a hlbokými, prudkými poklesmi vymierania. A ruskí vedci zistili, že na hranici permu a triasu je určitý pokles, ale dlhý a nie taký hlboký, ako to vykreslil Sepkowski. Tento ponor do permu a triasu, veľmi dlhý, trval viac ako polovicu permu - desiatky miliónov rokov.
Druhová diverzita troch hlavných druhov morskej fauny fanerozoika: kambrijská, paleozoická, moderná
Graf: J. John Sepkoski, ml. Príspevky k zoológii
Aby sme podrobnejšie porozumeli udalostiam v tomto vzdialenom čase, Rasnitsyn a jeho kolegovia použili vlastnú metodiku. Pracujú na rodinnej úrovni, pretože hmyz nemá dostatok objednávok, ale existuje príliš veľa rodov, a čo je najdôležitejšie, sú veľmi krátkodobé. Vo výsledku sa zostrojila krivka na základe viacerých ukazovateľov, z ktorých najdôležitejšie sú prvý a posledný nález zástupcov konkrétnych rodín. Vzhľad v geologickom zázname a zmiznutie z neho sa interpretovali ako výskyt a zánik. Ukázalo sa, že celkový počet rodín (teda skutočná rozmanitosť fauny) klesá veľmi pomaly počas celého stredného a horného permu, čo neodráža žiadne prudké vymieranie. V spodnom triase nie je prakticky žiadny hmyz, ale problém ježe v strednom a vrchnom triase sa znovu objavuje veľmi významná časť paleozoických rodov. „Teda o vyhynutí - toto vôbec nie je príbeh,“poznamenáva Rasnitsyn.
A absolútne pozoruhodná vec - neskoré permské vymieranie je tradične spojené so sibírskymi pascami, s vyliatím kolosálneho množstva magmatickej hmoty na Sibír. Tvrdí sa, že uvoľnenie obrovského množstva plynov, spaľovanie nahromadeného uhlia a rašeliny a ďalšie dramatické udalosti zmenili planétu na dokonalú plynovú komoru. Faktom však je, že výlev lávy z Tungusky nebol okamžitý a z medziparpových sedimentárnych vrstiev (napríklad z Tungusky a Babi Kamen v Kuzbassu) je známy celý rad hmyzu a rastlín. To znamená, že tieto lávové polia nezničili biosféru - minimálne flóru a entomofaunu.
Čo sa teda stalo v tomto prípade s rôznymi druhmi hmyzu, zatiaľ čo zvyšok fauny bol globálne vyhynutý?
„Intenzita vyhynutia hmyzu v stredno-vrchnom perme, vo výške Veľkého vyhynutia, zamrzne na rovnakej úrovni. Zároveň sa prudko znižuje výskyt nových rodín. Ukazuje sa, že pokles rozmanitosti nie je spôsobený nárastom vymierania, ale poklesom rýchlosti vývoja nových čeľadí, a práve tento parameter určuje celú dynamiku rozmanitosti hmyzu. To znamená, že vyhynutie, ktoré závisí hlavne od vonkajších faktorov - vulkanizmus, pasce, asteroidy - sa vo veľkých a najzaujímavejších časových intervaloch ukazuje ako konštantná hodnota a dynamika vzhľadu sa líši, čo je do značnej miery dané vnútornými vlastnosťami organizmov a procesmi prebiehajúcimi v biosfére. Toto je úplne iná ideológia! “- volá doktor Rasnitsyn.
Alexander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Štúdie permského a triasového hmyzu teda ukazujú, že nie je potrebné hovoriť o prudkom vyhynutí vyvolanom globálnou katastrofou. Dlhodobý a postupný pokles rozmanitosti permského hmyzu pripomína skôr posledné milióny rokov kriedového obdobia, keď počet známych rodov dinosaurov postupne a neúprosne klesal zo stoviek na začiatku kriedy na 10 - 30 na konci. Dôvodom tohto ochudobnenia rozmanitosti, prinajmenšom u hmyzu, je evolučná stagnácia, keď sa jednoducho prestanú objavovať nové rodiny a staré naďalej žijú ako predtým a vymierajú rovnakou rýchlosťou.
Tragédia dokonalosti
Ako sa však môže vývoj zastaviť? Táto otázka nevyhnutne vyvstane u každého čitateľa, ktorý zvládol školský kurz biológie. Nie je známe, čo si o tom myslel Charles Darwin, ale moderní vedci sa domnievajú, že to nielen môže, ale v určitých prípadoch musí urobiť.
„Ak sa obmedzíme výlučne na genetický prístup k evolúcii, v rámci veľmi syntetickej teórie, ktorá sa šíri v škole, potom by sa tvorovia, v ktorých sa genetika mení intenzívnejšie, mali vyvíjať rýchlejšie ako ostatní: tí, ktorí sa rýchlejšie množia, majú väčšiu populáciu a vyššiu plodnosť. Inými slovami, baktérie. A najväčšie a najpomalšie formy chovu sa budú vyvíjať najpomalšie. Takže v skutočnosti sa slony a veľryby vyvíjajú najrýchlejšie a jednobunkové sa vyvíjajú najpomalšie. Všetko je presne naopak,”hovorí Rasnitsyn.
Prečo sa to deje? Vedci zatiaľ nemajú presnú odpoveď, ale ak niet pochýb o správnosti genetiky, potom už zostáva len jedno predpokladať: rezervy zmien u slonov a veľrýb poskytované genetikou sú úplne dostatočné na zabezpečenie najrýchlejšieho vývoja. Ale v iných je evolúcia nejako brzdená a nejde, alebo nejde plnou rýchlosťou. Otázkou je, čo brzdí vývoj. Rasnitsyn navrhol koncept adaptívneho kompromisu založeného na skutočnosti, že ak je všetko v tele koordinované a harmonické, potom je veľmi ťažké zmeniť v ňom jednu vec bez ovplyvnenia ďalších parametrov podľa korelačných pravidiel. A korelačné zmeny budú takmer vždy neprispôsobivé, a teda škodlivé.
Permský hmyz
Aby mohla evolúcia postupovať v takejto situácii, je potrebná jemne vyvážená organizácia živej bytosti. Jednoduché sprísnenie podmienok povedie k jeho zániku a zmäkčenie spôsobí iba zvýšenú reprodukciu, zvýšenie úmrtnosti v závislosti od hustoty a obnovu celého systému na rovnakej úrovni. Zdá sa, že prekonanie adaptívneho kompromisu je možné za nejakej jednostrannej zmeny podmienok, keď adaptívnej kontrole v skutočnosti podliehajú iba niektoré z funkcií. Napríklad organizmus sa ocitá na ostrove, kde preň nie sú žiadni predátori alebo nebezpeční paraziti, a celý problém spočíva v učení sa, ako jesť, čo tam je. Mimochodom, je dobre známe, že práve na ostrovoch často dochádza k rýchlemu vývoju a že zvieratá majú grotesknú podobu. Takže vývoj nastane, keď nastanú také nevyvážené podmienky,pri vstupe do novej ekologickej niky. Postupom času opäť vytvorí úplne vyvážené stvorenie, po ktorom opäť príde evolučná stagnácia. Čo sa stane, ak vo faune všetky jej zložky dosiahnu veľmi vysokú dokonalosť, silný kompromis, takpovediac, stagnuje vo svojej dokonalosti? Potom, keď sa podmienky zmenia, jednoducho vymrú - kým sa biotop neuvoľní, kým podmienky nezmäknú, adaptívna kontrola neklesne a vývoj sa nestane ľahší. To všetko vidíme na príklade paleozoického hmyzu.skostnatieť v ich dokonalosti? Potom, keď sa podmienky zmenia, jednoducho vymrú - kým sa biotop neuvoľní, kým podmienky nezmäknú, adaptívna kontrola neklesne a vývoj sa nestane ľahší. To všetko vidíme na príklade paleozoického hmyzu.skostnatieť v ich dokonalosti? Potom, keď sa podmienky zmenia, jednoducho vyhynú - kým sa biotop neuvoľní, kým podmienky nezmäknú, adaptívna kontrola neklesne a vývoj sa nestane ľahší. To všetko vidíme na príklade paleozoického hmyzu.
„Výňatkom z nášho výskumu je, že hmyz nemal žiadne hromadné vymieranie a dynamiku jeho rozmanitosti určuje dynamika vývoja nových skupín, a nie dynamika vymierania. Na súši bol dopad a rozsah permsko-triasovej katastrofy oveľa menší ako v mori, čo je úplne úžasné, ak si uvedomíme, že príčiny katastrofy sú zmeny atmosféry, dopad asteroidov a vulkanizmus. A keďže náš prístup nebol aplikovaný na iné skupiny zvierat, nemôžem povedať, že by situácia s hmyzom bola špecifická. Vývoj diverzity hmyzu od karbónu po súčasnosť je veľmi podobný tomu, ako sa v tomto období zmenila celková diverzita iných zvierat. Nie je preto vôbec vylúčené, že sa tieto trendy môžu ukázať ako univerzálne a vymieranie permu a triasu bolo skutočne spôsobené biologickými,a nie geologickými faktormi, “zhŕňa Rasnitsyn.
Dmitrij Samarin