Zinātnieki nesen paziņoja, ka uz Zemes ir sākusies jauna masveida izmiršana: cilvēku darbības dēļ mugurkaulnieku sugu izmiršanas ātrums ir pietuvojies līmenim, kāds bija pirms 66 miljoniem gadu, kad dinozauri izmira. Vai katastrofu rezultātā Zemes flora un fauna tiešām mainījās? Meteorīta ietekme, globālā sasilšana, uguns dedzināšana - pretēji parastajiem uzskatiem, evolūcijas likumi ir daudz spēcīgāki nekā universālās kataklizmas.
Mūsu planētas vēsturē saglabājas vairāku lielu katastrofu pēdas, kas burtiski pārformatēja to laiku ekoloģiskās sistēmas. Pēc katras globālās izmiršanas uz evolūcijas skatuves parādījās jaunas dzīvo būtņu klases, un no iepriekšējām bija palikušas tikai pārakmeņojušās atliekas. A. A. zinātnieki Šķiet, ka Borisjaks no Krievijas Zinātņu akadēmijas ir taustījies šo izmaiņu mehānismu. Un kukaiņi viņiem šajā ziņā palīdzēja - viena no visveiksmīgākajām dzīvnieku kategorijām, no kurām dažas spēj izdzīvot pat kodolsprādziena epicentra tuvumā.
Apokalipses Alfa
Vārdi "globāla izmiršana" parasti iegaumē dinozauru izmiršanu. Bet Zemes vēsturē bija daudz lielāka mēroga katastrofa, kuru speciālisti sauc par "lielo izmiršanu". Pirms Permas un Triasa periodu robežas pirms 252 miljoniem gadu 96 procenti jūras un vairāk nekā 70 procenti sauszemes dzīvnieku sugu pazuda it kā ar burvju palīdzību. Ne pirms, ne pēc tam uz mūsu planētas nav bijuši tik lieli biosfēras postījumi.
Šīs traģēdijas apstākļi ir pietiekami labi izpētīti, un tie var viegli veidot Holivudas grāvēja pamatu. Kāpēc ir filma - šķiet, ka tieši Lielā izmiršana iedvesmoja Jāņa Teologa Atklāsmes autoru, kurš sīki aprakstīja mūsu pašu civilizācijas nāvi. Šeit ir tikai daži no faktoriem, kuru kombinācija, šķiet, ir izraisījusi šo episko katastrofu.
Permas perioda beigās plašajos Sibīrijas plašumos notika fantastisku apjomu magmas uzliesmojumi uz Zemes virsmu. Sasalušie lavas lauki, kas pazīstami kā Sibīrijas slazdi, kopumā aizņem divus miljonus kvadrātkilometru - Grenlandes vai Indijas teritoriju. Tiek lēsts, ka šodien izvirdušo iežu apjoms ir aptuveni pieci miljoni kubikkilometru. Protams, šāda lavas masa manāmi sasildīja zemes atmosfēru, pievienojot tai diezgan daudz siltumnīcefekta gāzu, kas izraisīja vēl lielāku - globālo - sasilšanu.
Putoranas plato bazalta ieži, kurus veido slazdi
Reklāmas video:
Attēlu kredīts Flickr xandreani
Apmēram tajā pašā laikā mūsdienu Antarktīdas teritorijā, Vilksas zemē, nokrita liels asteroīds, no kura krāteris (500 kilometru diametrā) joprojām ir redzams. Ņemiet vērā, ka Meksikas krātera Chicxulub diametrs no meteorīta, ko uzskata par dinozauru slepkavu, ir tikai 175 kilometri.
Visbeidzot okeānā notika noslēpumains notikums, izdalot milzīgas metāna masas - vissvarīgāko siltumnīcefekta gāzu sastāvdaļu. Vai nu šis metāns miljoniem gadu uzkrājās ūdens apakšējos slāņos, vai arī Methanosarcina ģints arhejas sāka to masveidā atbrīvot, bet zemes atmosfēras sastāvs ir daudz mainījies.
Visu šo nepatikšanu rezultāts ir Apokalipses testa versija: debesis klāja vulkānisko putekļu plīvurs, ar kuru sajaucās asteroīda trieciena putekļi. Gaiss bija karsts un sauss, un okeāns pārvērtās par skābes šķīdumu, kas bija pilnīgi nepiemērots lielākās daļas bijušo iedzīvotāju dzīvībai.
Dažādības krīze
Tikai daži dzīvie radījumi spēj izdzīvot šādos šausminošos apstākļos, uzskata daudzi mūsdienu paleontologi. Tāpēc fauna bija masveidā izmirusi, un tikai tad, kad atmosfēra attīrījās un okeāna ūdens no skāba kļuva vienkārši sāls, reti izdzīvojušās radības sāka jaunu evolūcijas posmu. Bet, kā izrādījās, šai loģiskajai un saprotamajai shēmai diemžēl nav nekāda sakara ar realitāti!
Krievu paleontologs, bioloģisko zinātņu doktors, Paleontoloģiskā institūta posmkāju laboratorijas vadītājs Aleksandrs Pavlovičs Rasņicins daudzus gadus pētīja perma un triiasa perioda kukaiņus. Un pēc viņa datiem izrādās, ka patiesībā nebija katastrofālas Lielās izmiršanas.
Krīze pie Permas un Triass robežas tika uzskatīta par tik dziļu, ka slavenais britu paleontologs Maikls Bentons pat publicēja grāmatu, kad dzīve gandrīz nomira. Cits zinātnieks Džeks Sepkoskis no Čikāgas universitātes vienā no saviem darbiem parādīja grafiku, kas parāda, kā dzīvnieku daudzveidības pieaugumu pamazām aizstāj ar relatīvi stabilu sugu skaitu un dziļiem, asiem izmiršanas gadījumiem. Un krievu zinātnieki uzzināja, ka uz Permas un Triasas robežas ir zināms kritums, taču tas ir garš un ne tik dziļi, kā to attēlo Sepkovskis. Šis ļoti ilgais kritums Permas un Triasu ilga vairāk nekā pusi no Permas perioda - desmitiem miljonu gadu.
Fanerozoja trīs galveno jūras faunu sugu daudzveidība: kambrija, paleozoja, mūsdienu
Diagramma: Dž. Džons Sepkoski, jaunākais / Ieguldījumi zooloģijā
Lai sīkāk izprastu tāla laika notikumus, Rasnicins un viņa kolēģi izmantoja savu metodiku. Viņi strādā ģimenes līmenī, jo kukaiņiem nav pietiekami daudz pasūtījumu, bet ģints ir pārāk daudz, un pats galvenais - tie ir ļoti īslaicīgi. Rezultātā tika izveidota līkne, pamatojoties uz vairākiem rādītājiem, no kuriem svarīgākie ir konkrēto ģimeņu pārstāvju pirmais un pēdējais atradums. Parādīšanās ģeoloģiskajā ierakstā un pazušana no tā tika interpretēta kā rašanās un izmiršana. Izrādījās, ka kopējais ģimeņu skaits (tas ir, faktiskā faunas daudzveidība) visā Vidus un Augšējā Permā samazinās ļoti lēni, neatspoguļojot asu izmiršanu. Apakšējā triāzijā kukaiņu praktiski nav, bet nepatikšanas irka vidus un augšējā triāzijā atkal parādās ļoti ievērojama paleozoja ģimeņu daļa. "Tas ir, par izmiršanu - tas vispār nav stāsts," atzīmē Rasnicins.
Un absolūti ievērojama lieta - novēlotā Permas izmiršana tradicionāli ir saistīta ar Sibīrijas slazdiem, ar milzīga daudzuma magmatisko vielu izliešanu Sibīrijā. Tiek apgalvots, ka milzīga daudzuma gāzu izdalīšanās, uzkrāto ogļu un kūdras dedzināšana un citi dramatiski notikumi pārvērta planētu par perfektu gāzes kameru. Bet fakts ir tāds, ka Tunguska lavas izliešana nebija vienlaicīga, un no starptrapes nogulumu slāņiem (piemēram, no Tunguska un Babi Kamen Kuzbassā) ir zināmi dažādi kukaiņi un augi. Tas ir, šie lavas lauki neiznīcināja biosfēru - vismaz floru un entomofaunu.
Tātad, kas šajā gadījumā notika ar kukaiņu daudzveidību, kamēr pārējā fauna bija globāli izmirusi?
“Kukaiņu izzušanas intensitāte Permas vidienē, Lielās izmiršanas augstumā, sasalst tajā pašā līmenī. Bet tajā pašā laikā strauji samazinās jaunu ģimeņu parādīšanās. Izrādās, ka daudzveidības samazināšanās notiek nevis izmiršanas pieauguma, bet gan jaunu ģimeņu rašanās ātruma samazināšanās dēļ, un tieši šis parametrs nosaka visu kukaiņu daudzveidības dinamiku. Tas ir, izmiršana, kas galvenokārt ir atkarīga no ārējiem faktoriem - vulkānisma, slazdiem, asteroīdiem - lielos un visinteresantākajos laika intervālos izrādās nemainīga vērtība, un izskata dinamika ir atšķirīga, ko lielā mērā nosaka organismu iekšējās īpašības un biosfērā notiekošie procesi. Tā ir pavisam cita ideoloģija! - iesaucas doktors Rasnicins.
Aleksandrs Rasņicins
Foto: lenta.ru
Tātad, pētījumi par permiešu un triju kukaiņiem liecina, ka nav nepieciešams runāt par jebkādu asu izmiršanu, ko izraisījusi globāla katastrofa. Ilgtermiņa un pakāpeniska Permas kukaiņu daudzveidības samazināšanās vairāk atgādina krīta perioda pēdējos miljonus gadu, kad zināmo dinozauru ģinšu skaits pakāpeniski un neglābjami samazinājās no simtiem krīta sākumā līdz 10-30 beigās. Šādas daudzveidības nabadzības iemesls, vismaz kukaiņu gadījumā, ir evolūcijas apstāšanās, kad jaunas ģimenes vienkārši pārstāj parādīties, un vecās turpina dzīvot tāpat kā līdz šim un izmirst tādā pašā ātrumā.
Pilnības traģēdija
Bet kā evolūcija var apstāties? Šis jautājums neizbēgami radīsies ikvienam lasītājam, kurš apguvis skolas bioloģijas kursu. Nav zināms, ko par to domāja Čārlzs Darvins, taču mūsdienu zinātnieki uzskata, ka tas ne tikai var, bet dažos gadījumos vienkārši ir jādara.
“Ja mēs aprobežojamies tikai ar ģenētisko pieeju evolūcijai, ļoti sintētiskās teorijas ietvaros, kas tiek nodota skolā, tad radībām, kurās ģenētika mainās intensīvāk, būtu jāattīstās ātrāk nekā citiem: tiem, kas vairojas ātrāk, viņu populācija ir lielāka un auglība augstāka. Citiem vārdiem sakot, baktērijas. Un vislielākās, lēnākās vairošanās formas attīstīsies vislēnāk. Tātad patiesībā ziloņi un vaļi attīstās visstraujāk, un vienšūnas - vislēnāk. Viss ir tieši otrādi,”saka Rasņicina.
Kāpēc tas notiek? Zinātniekiem vēl nav precīzas atbildes, taču, ja nav šaubu par ģenētikas pareizību, tad ir jāpieņem tikai viena lieta: ģenētikas nodrošinātās ziloņu un vaļu izmaiņu rezerves ir diezgan pietiekamas, lai nodrošinātu ātrāko evolūciju. Bet citiem evolūcija kaut kādā veidā tiek kavēta un nenotiek vai nenotiek pilnā ātrumā. Jautājums ir par to, kas kavē evolūciju. Rasnicins ierosināja adaptīva kompromisa koncepciju, pamatojoties uz to, ka, ja viss ķermenī ir saskaņots un harmonisks, tad tajā ir ļoti grūti mainīt vienu lietu, neietekmējot citus parametrus saskaņā ar korelācijas noteikumiem. Korelatīvās izmaiņas gandrīz vienmēr būs nepielāgojamas un tāpēc kaitīgas.
Permas kukaiņi
Lai evolūcija noritētu šādā situācijā, ir nepieciešama smalki līdzsvarota dzīvās būtnes organizācija. Vienkārša apstākļu rūdīšana novedīs pie tā izzušanas, un mīkstināšana tikai palielinās reprodukciju, palielinās mirstība, kas atkarīga no blīvuma, un visas sistēmas atjaunošana tajā pašā līmenī. Acīmredzot adaptīvā kompromisa pārvarēšana ir iespējama ar zināmām vienpusējām izmaiņām apstākļos, kad faktiski tikai dažas no funkcijām tiek pakļautas adaptīvai kontrolei. Piemēram, organisms nonāk salā, kur tam nav plēsēju vai bīstamu parazītu, un visa problēma ir saistīta ar mācīšanos ēst to, kas tur ir. Starp citu, ir labi zināms, ka tieši salās bieži notiek strauja evolūcija un dzīvnieki iegūst groteskas formas. Tātad evolūcija notiek, kad rodas šādi nelīdzsvaroti apstākļi,ienākot jaunā ekoloģiskajā nišā. Laika gaitā viņa atkal radīs pilnīgi līdzsvarotu radību, pēc kuras atkal iestāsies evolūcijas stāze. Kas notiks, ja faunā visi tās komponenti sasniegs ļoti augstu pilnību, spēcīgs, tā sakot, kompromiss kļūs stāvošs savā pilnībā? Tad, mainoties apstākļiem, viņi vienkārši izmirs - līdz brīdim, kamēr dzīvotne kļūs brīva, līdz apstākļi mīkstināsies, adaptīvā kontrole samazināsies un evolūcija kļūs vieglāka. To visu mēs redzam uz paleozoja kukaiņu piemēra.saviļņojas to pilnībā? Tad, mainoties apstākļiem, viņi vienkārši izmirs - līdz brīdim, kamēr dzīvotne kļūst brīva, līdz apstākļi mīkstinās, adaptīvā kontrole samazināsies un evolūcija kļūs vieglāka. To visu mēs redzam uz paleozoja kukaiņu piemēra.saviļņojas viņu pilnībā? Tad, mainoties apstākļiem, viņi vienkārši izmirs - līdz brīdim, kamēr dzīvotne kļūs brīva, līdz apstākļi mīkstināsies, adaptīvā kontrole samazināsies un evolūcija kļūs vieglāka. To visu mēs redzam uz paleozoja kukaiņu piemēra.
“Izraksts no mūsu pētījumiem ir tāds, ka kukaiņiem nebija masveida izmiršanas un to daudzveidības dinamiku nosaka jaunu grupu parādīšanās dinamika, nevis izmiršanas dinamika. Uz sauszemes Permes-Triasas katastrofas ietekme un mērogs bija daudz mazāks nekā jūrā, kas ir pilnīgi pārsteigts, ja ņemam vērā, ka katastrofas cēloņi ir atmosfēras izmaiņās, asteroīdu triecienos un vulkānismā. Tā kā mūsu pieeja nav piemērota citām dzīvnieku grupām, es nevaru teikt, ka situācija ar kukaiņiem ir īpaša. Kukaiņu daudzveidības attīstība no karbona līdz mūsdienām ir ļoti līdzīga tam, kā šajā periodā mainījās citu dzīvnieku kopējā daudzveidība. Tāpēc nav izslēgts, ka šīs tendences var izrādīties vispārīgas, un Permas-Triasas izzušanu faktiski izraisīja bioloģiskā,nevis pēc ģeoloģiskajiem faktoriem,”rezumē Rasnicins.
Dmitrijs Samarins