Вчені Стенфорда розкрили 252-мільйонну таємницю біорізноманіття
Сенсаційне відкриття: драматичні кліматичні зміни після Великого Вимирання дозволили лише кільком морським видам поширитися по всьому світу, що призвело до глобальної біологічної одноманітності.
Велике Вимирання та Велике Згладжування
Приблизно 252 мільйони років тому понад 80% морських видів зникли під час масового вимирання наприкінці пермського періоду – наймасштабнішої катастрофи в історії Землі.
За цим послідував загадковий мільйонолітній період, який можна назвати «Великим Згладжуванням», коли морські екосистеми стали вражаюче схожими по всьому світу – від екватора до полюсів. Дослідники довго шукали пояснення цьому феномену, який також проявлявся після інших масових вимирань за останні 500 мільйонів років. Тепер команда науковців зі Стенфорда знайшла можливу відповідь. Їхнє дослідження показує, що глобальні зміни навколишнього середовища після вимирання створили умови для процвітання лише деяких витривалих видів, які значно розширили свої ареали.
Модель відновлення життя
Аналізуючи морський викопний літопис – найбільш повний архів життя після масового вимирання – вчені розробили модель, що пояснює, як такі види, як молюски, устриці та равлики, вижили й поширилися в нових, теплих океанах із низьким рівнем кисню. Дослідження, опубліковане 26 березня в журналі Science Advances, відкриває нові перспективи у вивченні відновлення біорізноманіття після катастроф і дає ключові підказки до розуміння сучасної екологічної кризи, спричиненої впливом людської діяльності.
«Для нас, палеобіологів, ця модель є аналогом комп’ютерних кліматичних моделей, які дозволяють прогнозувати зміни на основі математичних обчислень», – пояснив провідний автор дослідження, професор Джонатан Пейн.
Відтворення минулого
Дослідники також використовували хімічні маркери з викопних відкладень для аналізу температур і умов довкілля давніх океанів. Наприкінці пермського періоду Земля пережила потужну вулканічну активність у сучасному Сибіру, що призвело до глобального потепління, зниження рівня кисню та закислення океанів – факторів, які стали фатальними для більшості морських організмів.
Але чому ж ті, що вижили, опинилися всюди? Ведучий автор дослідження, Джуд Аль Асвад, пояснює це за допомогою сучасного порівняння:
«Уявіть, що сьогодні вас запитують, де живуть кенгуру, і ви відповідаєте – в Австралії. Але тепер уявіть глобальну катастрофу, і раптом кенгуру починають з’являтися по всьому світу – в Антарктиді, біля пірамід Єгипту, навіть у Стенфорді, Каліфорнія».
Після Великого Вимирання морські екосистеми з «різноманітних і складних» стали «схожими й одноманітними», каже Пейн. Аналіз показав, що різноманітність видів у різних частинах світу скоротилася більш ніж удвічі.
Глобальне поширення вцілілих
Вчені вже майже 200 років сперечаються, що ж спричинило таку одноманітність у викопних залишках. Одна з теорій – «екологічне звільнення», коли загибель хижаків і конкурентів дозволяє деяким видам активно розмножуватися. Інша гіпотеза говорить про кліматичні зміни, які створюють однаково сприятливі умови для певних груп організмів по всій планеті.
Щоб перевірити ці гіпотези, дослідники створили кліматичну модель змін в океанах наприкінці пермського періоду, використовуючи геохімічні дані про рівень кисню та температуру води. Потім вони протестували її на сучасних родичах пермських морських тварин, таких як молюски й равлики, щоб змоделювати, як змінювався їхній ареал.
Результати показали, що молюски, які домінували у викопних рештках після Великого Вимирання, справді були найкраще пристосовані до змінених умов. Фактори екосистемного рівня, такі як втрата хижаків і конкурентів, можливо, також мали вплив, але відігравали другорядну роль.
«Наше дослідження пропонує просте екологічне пояснення того, чому певні види вижили, а також чому глобальна одноманітність стала такою масштабною», – зазначив Пейн.
Погляд у майбутнє
Окрім розуміння минулих масових вимирань, нова модель також може допомогти вченим та політикам передбачити наслідки сучасної кризи біорізноманіття – шостого масового вимирання, яке наразі розгортається через діяльність людини.
«Сучасна екологічна криза, ймовірно, спричинить ще більші зміни в екосистемах, ніж ті, що сталися в перші епохи тріасу», – попереджають автори дослідження.
Дослідники планують застосувати свою модель до інших масових вимирань, зокрема події наприкінці крейдяного періоду, яка знищила динозаврів.
«Наша модель – це новий підхід до вивчення того, як тварини реагують на екстремальні кліматичні зміни», – зазначила Аль Асвад. – «Якщо антропогенні зміни клімату продовжаться, то у майбутньому ми можемо стати свідками глобальної одноманітності живих організмів у сучасних океанах».
