Vědci nedávno oznámili, že na Zemi začal nový masový zánik: v důsledku lidské činnosti se míra vyhynutí druhů obratlovců přiblížila úrovni před 66 miliony let, kdy vyhynuli dinosauři. Opravdu se flóra a fauna Země změnila v důsledku katastrof? Dopad meteoritu, globální oteplování, spalování požárů - na rozdíl od obvyklých přesvědčení jsou zákony evoluce mnohem silnější než univerzální kataklyzmy.
Historie naší planety obsahuje stopy několika velkých katastrof, které doslova přeformátovaly ekologické systémy té doby. Po každém globálním vyhynutí se na evoluční scéně objevily nové třídy živých bytostí a zůstaly pouze zkamenělé pozůstatky těch předchozích. Vědci z A. A. Zdá se, že Borisyak z Ruské akademie věd tápal v mechanismu těchto změn. A v tom jim pomohl hmyz - jedna z nejúspěšnějších kategorií zvířat, z nichž některá jsou schopna přežít i v blízkosti epicentra jaderného výbuchu.
Apokalypsa: alfa verze
Slova „globální vyhynutí“obvykle připomínají vyhynutí dinosaurů. V historii Země však došlo ke katastrofě mnohem většího rozsahu, která byla odborníkům známá jako „Velké vyhynutí“. Na hranici permu a triasu, před 252 miliony let, 96 procent mořských a více než 70 procent suchozemských živočišných druhů zmizelo jako by kouzlem. Ani dříve, ani potom na naší planetě nedošlo k takové rozsáhlé devastaci biosféry.
Okolnosti této tragédie byly dostatečně studovány a mohly by snadno tvořit základ hollywoodského trháku. Proč je tu film - zdá se, že to bylo Velké vyhynutí, které inspirovalo autora knihy Zjevení Jana Teologa, který podrobně popsal smrt naší vlastní civilizace. Zde je jen několik faktorů, jejichž kombinace zřejmě způsobila tuto epickou katastrofu.
Na konci permského období došlo na obrovských plochách Sibiře k výbuchům magmatu na zemský povrch fantastických objemů. Zmrzlá lávová pole, známá jako sibiřské pasti, pokrývají celkem dva miliony kilometrů čtverečních - oblast Grónska nebo Indie. Objem vybuchlých hornin se dnes odhaduje na asi pět milionů kubických kilometrů. Samozřejmě, takové množství lávy znatelně zahřálo zemskou atmosféru a přidalo k ní spravedlivé množství skleníkových plynů, což vedlo k ještě většímu - globálnímu - oteplování.
Čedičové skály náhorní plošiny Putorana tvořené pasti
Propagační video:
Image Credit Flickr xandreani
Přibližně ve stejné době dopadl velký asteroid na území moderní Antarktidy, na Wilkes Land, kráter, ze kterého je stále vidět (průměr 500 kilometrů). Všimněte si, že průměr mexického kráteru Chicxulub z meteoritu, který je považován za zabijáka dinosaurů, je pouze 175 kilometrů.
Nakonec se v oceánu odehrála záhadná událost, při které se uvolnilo obrovské množství metanu - nejdůležitější složky skleníkových plynů. Buď se tento metan hromadil miliony let ve spodních vrstvách vody, nebo jej začala hromadně uvolňovat archaea rodu Methanosarcina, ale složení zemské atmosféry se hodně změnilo.
Výsledkem všech těchto potíží je testovací verze Apokalypsy: obloha byla pokryta závojem sopečného prachu, s nímž byl smíchán prach z dopadu asteroidu. Vzduch byl horký a suchý a oceán se proměnil v kyselý roztok, zcela nevhodný pro život většiny jeho bývalých obyvatel.
Krize rozmanitosti
Mnoho moderních paleontologů věří, že jen málo živých tvorů dokáže přežít v tak děsivých podmínkách. Proto fauna hromadně vymierala, a jen když se atmosféra vyčistila a oceánská voda z kyselých se stala jednoduše solným roztokem, začala vzácná přežívající stvoření novou etapu evoluce. Ale jak se ukázalo, toto logické a srozumitelné schéma, bohužel, nemá nic společného s realitou!
Ruský paleontolog, doktor biologických věd, vedoucí laboratoře členovců Paleontologického institutu Alexander Pavlovič Rasnitsyn, se mnoho let věnoval studiu hmyzu v permu a triasu. A podle jeho údajů se ukázalo, že ve skutečnosti nedošlo k žádnému katastrofickému Velkému vyhynutí.
Krize na hranici permu a triasu byla považována za tak hlubokou, že slavný britský paleontolog Michael Benton dokonce vydal knihu s názvem Když život téměř zemřel. Další vědec, Jack Sepkoski z University of Chicago, představil v jedné ze svých prací graf, který ukazuje, jak je růst rozmanitosti zvířat postupně nahrazován relativně stabilním počtem druhů a hlubokými, prudkými poklesy vyhynutí. A ruští vědci zjistili, že na hranici permu a triasu existuje určitý pokles, ale dlouhý a ne tak hluboký, jak to popsal Sepkowski. Toto ponoření do permu a triasu, velmi dlouhé, trvalo déle než polovinu permu - desítky milionů let.
Druhová rozmanitost tří hlavních typů phanerozoické mořské fauny: kambria, paleozoika, moderní
Graf: J. John Sepkoski, Jr. / Příspěvky do zoologie
Abychom podrobněji porozuměli událostem ve vzdálené době, Rasnitsyn a jeho kolegové použili vlastní metodiku. Pracují na rodinné úrovni, protože hmyz nemá dost řádů, ale existuje příliš mnoho rodů, a co je nejdůležitější, jsou velmi krátkodobé. Výsledkem bylo sestavení křivky na základě několika indikátorů, z nichž nejdůležitější jsou první a poslední nálezy zástupců konkrétních rodin. Vzhled v geologickém záznamu a zmizení z něj byl interpretován jako výskyt a zánik. Ukázalo se, že celkový počet rodin (tj. Skutečná rozmanitost fauny) klesá velmi pomalu v celém středním a horním permu, což neodráží žádné prudké vyhynutí. Ve spodním triasu není prakticky žádný hmyz, ale problém ježe ve středním a vrchním triasu se znovu objevuje velmi významná část paleozoických rodin. „Tedy o vyhynutí - to vůbec není příběh,“poznamenává Rasnitsyn.
A absolutně pozoruhodná věc - pozdní permský zánik je tradičně spojován se sibiřskými pastmi, s vylitím kolosálního množství magmatické hmoty na Sibiři. Tvrdí se, že uvolnění obrovského množství plynů, spalování nahromaděného uhlí a rašeliny a další dramatické události změnily planetu v dokonalou plynovou komoru. Faktem však je, že výlevy lávy Tunguska nebyly okamžité a z mezitrapských sedimentárních vrstev (například z Tungusky a Babi Kamen v Kuzbassu) je známa celá řada druhů hmyzu a rostlin. To znamená, že tato lávová pole nezničila biosféru - alespoň flóru a entomofaunu.
Co se tedy stalo v tomto případě s různými druhy hmyzu, zatímco zbytek fauny byl celosvětově vyhynulý?
"Intenzita vyhynutí hmyzu ve středním, horním permu, uprostřed velkého vyhynutí, zamrzá na stejné úrovni." Zároveň se však výrazně snižuje výskyt nových rodin. Ukazuje se, že pokles rozmanitosti není způsoben nárůstem vyhynutí, ale poklesem míry výskytu nových rodin, a právě tento parametr určuje celou dynamiku rozmanitosti hmyzu. To znamená, že vyhynutí, které závisí hlavně na vnějších faktorech - vulkanismus, pasti, asteroidy - se ve velkých a nejzajímavějších časových intervalech ukazuje jako konstantní hodnota a dynamika vzhledu se mění, což je do značné míry určeno vnitřními vlastnostmi organismů a procesy probíhajícími v biosféře. To je úplně jiná ideologie! “- volá doktor Rasnitsyn.
Alexander Rasnitsyn
Foto: lenta.ru
Studie permského a triasového hmyzu tedy ukazují, že není třeba hovořit o žádném prudkém vyhynutí vyvolaném globální katastrofou. Dlouhodobý a postupný pokles rozmanitosti permského hmyzu více připomíná poslední miliony let křídového období, kdy se počet známých rodů dinosaurů postupně a neúprosně snížil ze stovek na začátku křídy na 10-30 na konci. Důvodem tohoto ochuzování rozmanitosti, přinejmenším u hmyzu, je evoluční stagnace, kdy se prostě přestanou objevovat nové rodiny a staré nadále žijí jako předtím a vymírají stejnou rychlostí.
Tragédie dokonalosti
Jak se ale může evoluce zastavit? Tato otázka nevyhnutelně vyvstane u každého čtenáře, který zvládl školní kurz biologie. Není známo, co si o tom myslel Charles Darwin, ale moderní vědci věří, že to nejen může, ale v určitých případech to prostě musí udělat.
"Pokud se omezíme výhradně na genetický přístup k evoluci, v rámci velmi syntetické teorie, která se předává ve škole, pak by se stvoření, ve kterých se genetika mění intenzivněji, měla vyvíjet rychleji než ostatní: ti, kteří se množí rychleji, mají větší populaci a vyšší plodnost." Jinými slovy, bakterie. A největší a nejpomalejší formy chovu se budou vyvíjet nejpomaleji. Takže ve skutečnosti se sloni a velryby vyvíjejí nejrychleji a jednobuněčné se vyvíjejí nejpomaleji. Všechno je přesně naopak, “říká Rasnitsyn.
Proč se to stalo? Vědci dosud nemají přesnou odpověď, ale pokud není pochyb o správnosti genetiky, pak je třeba předpokládat jen jednu věc: rezervy změn u slonů a velryb poskytované genetikou jsou zcela dostatečné k zajištění nejrychlejšího vývoje. Ale pro ostatní je evoluce nějakým způsobem potlačena a neprobíhá, nebo neprobíhá plnou rychlostí. Otázkou je, co brzdí evoluci. Rasnitsyn navrhl koncept adaptivního kompromisu založeného na skutečnosti, že pokud je vše v těle koordinované a harmonické, je velmi obtížné změnit v něm jednu věc, aniž by to ovlivnilo další parametry podle korelačních pravidel. A korelační změny budou téměř vždy neadaptivní, a proto škodlivé.
Permský hmyz
Aby mohla evoluce postupovat v takové situaci, je nutná jemně vyvážená organizace živé bytosti. Jednoduché zpřísnění podmínek povede k jeho vyhynutí a změkčení způsobí pouze zvýšenou reprodukci, zvýšení úmrtnosti v závislosti na hustotě a obnovení celého systému na stejné úrovni. Překonání adaptivního kompromisu je podle všeho možné za určitých jednostranných změn podmínek, kdy adaptivní kontrole jsou ve skutečnosti podrobeny pouze některé funkce. Organismus se například ocitne na ostrově, kde pro něj neexistují žádní predátoři nebo nebezpeční paraziti, a celý problém spočívá v učení, jak jíst, co tam je. Mimochodem, je dobře známo, že právě na ostrovech často dochází k rychlému vývoji a že zvířata mají groteskní podobu. Evoluce tedy probíhá, když nastanou takové nevyvážené podmínky,při vstupu do nové ekologické niky. Postupem času znovu vytvoří zcela vyvážené stvoření, po kterém znovu přijde evoluční stagnace. Co se stane, pokud ve fauně všechny její složky dosáhnou velmi vysoké dokonalosti, silný kompromis, abych tak řekl, stagnuje ve své dokonalosti? Poté, když se podmínky změní, jednoduše vymřou - dokud se stanoviště neuvolní, dokud se podmínky nezměknou, adaptivní kontrola neklesne a evoluce se nestane jednodušší. To vše vidíme na příkladu paleozoického hmyzu.zkostnatělý ve své dokonalosti? Poté, když se podmínky změní, jednoduše vymřou - dokud se stanoviště neuvolní, dokud se podmínky nezměknou, adaptivní kontrola neklesne a evoluce se nestane jednodušší. To vše vidíme na příkladu paleozoického hmyzu.zkostnatělý ve své dokonalosti? Poté, když se podmínky změní, jednoduše vymřou - dokud se stanoviště neuvolní, dokud podmínky nezměknou, adaptivní kontrola neklesne a evoluce nebude snazší. To vše vidíme na příkladu paleozoického hmyzu.
"Výňatkem z našeho výzkumu je, že hmyz neměl žádné hromadné vyhynutí a dynamika jejich rozmanitosti je dána dynamikou vzniku nových skupin, a ne dynamikou vyhynutí." Na souši byly dopady a rozsah permsko-triasové katastrofy mnohem menší než v moři, což je naprosto ohromující, vezmeme-li v úvahu, že příčiny katastrofy jsou atmosférické změny, dopad asteroidů a vulkanismus. A protože náš přístup nebyl použit na jiné skupiny zvířat, nemohu říci, že situace s hmyzem je specifická. Vývoj rozmanitosti hmyzu od karbonu po současnost je velmi podobný tomu, jak se během tohoto období změnila celková rozmanitost ostatních zvířat. Není proto vůbec vyloučeno, že se tyto trendy mohou ukázat jako obecné a vyhynutí v permu a triasu bylo ve skutečnosti způsobeno biologickými,a ne geologickými faktory, “shrnuje Rasnitsyn.
Dmitrij Samarin