Teadlased teatasid hiljuti, et Maal on alanud uus massiline väljasuremine: inimtegevuse tõttu on selgroogsete liikide väljasuremise kiirus jõudnud tasemele, mis oli 66 miljonit aastat tagasi, kui dinosaurused välja surid. Kas tõesti muutus katastroofide tagajärjel Maa taimestik ja loomastik? Meteoriidi mõju, globaalne soojenemine, tulekahjude põletamine - vastupidiselt tavapärastele arusaamadele on evolutsiooniseadused palju tugevamad kui universaalsed kataklüsmid.
Meie planeedi ajaloos on jälgi mitmest suurõnnetusest, mis sõna otseses mõttes vormistasid tolleaegsed ökoloogilised süsteemid ümber. Pärast igat ülemaailmset väljasuremist ilmusid evolutsioonimaastikule uued elusolendite klassid ja eelmistest olid alles vaid kivistunud jäänused. A. A. teadlased Tundub, et Borisedak Venemaa Teaduste Akadeemiast on nende muutuste mehhanismi käperdanud. Ja putukad aitasid neid selles - üks edukamaid loomakategooriaid, kellest mõned suudavad ellu jääda isegi tuumaplahvatuse epitsentri lähedal.
Apokalüpsis Alfa
Sõnad "globaalne väljasuremine" toovad tavaliselt meelde dinosauruste väljasuremise. Kuid Maa ajaloos oli palju ulatuslikum katastroof, mida spetsialistid teavad kui "suurt väljasuremist". Permi ja Triiase perioodi piiril, 252 miljonit aastat tagasi, kadus justkui võluväel 96 protsenti mere- ja üle 70 protsendi maismaaloomaliikidest. Nii enne kui ka pärast meie planeeti pole biosfääri nii ulatuslikult hävitatud.
Selle tragöödia asjaolud on hästi teada ja need võivad kergesti olla Hollywoodi kassahoo aluseks. Miks on olemas film - tundub, et just Suur väljasuremine inspireeris teoloogi Johannese ilmutus autorit, kes kirjeldas üksikasjalikult meie enda tsivilisatsiooni surma. Siin on vaid mõned tegurid, mille koosmõju näib selle eepilise katastroofi põhjustanud.
Permi perioodi lõpus, Siberi avarustel, ilmnesid Maa pinnale fantastiliste mahtudega magmapuhangud. Külmunud laavaväljad, tuntud kui Siberi lõksud, hõlmavad kokku kahte miljonit ruutkilomeetrit - Gröönimaa või India ala. Paisutatud kivimite mahuks hinnatakse täna umbes viit miljonit kuupkilomeetrit. Muidugi soojendas selline laavamass märgatavalt maa atmosfääri, lisades sellele paraja koguse kasvuhoonegaase, mis viis veelgi suurema - globaalse - soojenemiseni.
Putorana platoo basaltkivimid, mis on moodustatud lõksudest
Reklaamvideo:
Pildikrediit Flickr xandreani
Umbes samal ajal kukkus moodsa Antarktika territooriumile Wilkesi maale suur asteroid, kraater, millest (läbimõõduga 500 kilomeetrit) on endiselt nähtav. Pange tähele, et Mehhiko kraatri Chicxulubi läbimõõt meteoriidist, mida peetakse dinosauruste tapjaks, on ainult 175 kilomeetrit.
Lõpuks leidis ookeanis aset salapärane sündmus, millest eraldus tohutu mass metaani - kasvuhoonegaaside kõige olulisem komponent. Kas see metaan kogunes miljoneid aastaid vee alumistesse kihtidesse, või Methanosarcina perekonna arheed hakkasid seda massiliselt vabastama, kuid maa atmosfääri koostis on palju muutunud.
Kõigi nende murede tulemus on Apokalüpsise testversioon: taevast kattis vulkaanilise tolmu loor, millega segunes asteroidi löögist saadud tolm. Õhk oli kuum ja kuiv ning ookean muutus happe lahuseks, mis oli enamiku endiste elanike eluks täiesti sobimatu.
Mitmekesisuse kriis
Vähesed elusolendid suudavad sellistes kohutavates tingimustes ellu jääda, usuvad paljud kaasaegsed paleontoloogid. Seetõttu oli loomastik massiliselt välja suremas ja alles siis, kui atmosfäär oli puhastatud ja happelisest ookeaniveest sai lihtsalt soolalahus, alustasid haruldased ellujäänud olendid uut evolutsioonietappi. Kuid nagu selgus, pole sellel loogilisel ja arusaadaval skeemil paraku midagi pistmist reaalsusega!
Vene paleontoloog, bioloogiateaduste doktor, paleontoloogiainstituudi lülijalglabori juhataja Aleksander Pavlovitš Rasnitsõn on aastaid uurinud Permi ja Triiase perioodi putukaid. Ja tema andmetel selgub, et katastroofilist suurt väljasuremist tegelikult ei toimunud.
Kriisi Permi ja Triassi piiril peeti nii sügavaks, et kuulus Briti paleontoloog Michael Benton avaldas isegi raamatu "Kui elu peaaegu suri". Teine teadlane, Jack Sepkoski Chicago ülikoolist, esitas ühes oma teoses graafiku, mis näitab, kuidas loomade mitmekesisuse tõus asendatakse järk-järgult suhteliselt stabiilse hulga liikide ja sügavate, järskude langustega väljasuremises. Ja vene teadlased said teada, et Permi ja Triassi piiril on mõningane langus, kuid pikk ja mitte nii sügav, nagu Sepkowski kujutas. See väga pikk suplus Permi ja Triiase kestis üle poole Permi ajastust - kümneid miljoneid aastaid.
Phanerozoici mere loomastiku kolme peamise tüübi liigiline mitmekesisus: kambriumi, paleosoika, tänapäevane
Diagramm: J. John Sepkoski, Jr. Kaastööd zooloogias
Selle kaugema aja sündmuste üksikasjalikumaks mõistmiseks rakendasid Rasnitsyn ja tema kolleegid oma metoodikat. Nad töötavad perekonna tasandil, sest putukatel pole piisavalt tellimusi, kuid perekondi on liiga palju ja mis kõige tähtsam - nad on väga lühiajalised. Selle tulemusena koostati kõver mitme näitaja põhjal, millest olulisemad on konkreetsete perekondade esindajate esimesed ja viimased leiud. Geoloogilises registris ilmumist ja sealt kadumist on tõlgendatud esinemise ja väljasuremisena. Selgus, et perekondade koguarv (see tähendab loomastiku tegelik mitmekesisus) väheneb kogu Kesk- ja Ülem-Permi piirkonnas väga aeglaselt, mis ei kajasta ühtegi järsku väljasuremist. Alam-triias on putukaid praktiliselt mitte, kuid häda onet kesk- ja ülem-triasia ajal ilmub paleosoikumide perekondadest taas väga oluline osa. "See tähendab väljasuremist - see pole üldse lugu," märgib Rasnitsyn.
Ja täiesti tähelepanuväärne asi - hilispermi väljasuremine on traditsiooniliselt seotud Siberi püünistega, kus Siberis on tohutult palju magmaatilist ainet. Väidetakse, et tohutute gaasikoguste eraldumine, kogunenud söe ja turba põletamine ning muud dramaatilised sündmused muutsid planeedi täiuslikuks gaasikambriks. Kuid fakt on see, et Tunguska laava väljavoolud ei olnud ühekordsed ning lõksudevahelistest settekihtidest on teada palju erinevaid putukaid ja taimi (näiteks Kuzbassi Tunguska ja Babi Kamenist). See tähendab, et need laavaväljad ei hävitanud biosfääri - vähemalt taimestikku ja entomofauna.
Mis siis sel juhul putukate mitmekesisusega juhtus, kui ülejäänud loomastik oli ülemaailmselt välja surnud?
„Putukate väljasuremise intensiivsus Kesk-Ülem-Permis, keset suurt väljasuremist, külmub samal tasemel. Kuid samal ajal väheneb järsult uute perede välimus. Selgub, et mitmekesisuse vähenemine ei ole tingitud väljasuremise suurenemisest, vaid uute perekondade tekkimise määra vähenemisest ja just see parameeter määrab putukate kogu mitmekesisuse dünaamika. See tähendab, et väljasuremine, mis sõltub peamiselt välistest teguritest - vulkaanilisusest, lõksudest, asteroididest - suurel ja kõige huvitavamal ajavahemikul osutub konstantseks väärtuseks ning välimuse dünaamika varieerub, mille määravad suuresti organismide siseomadused ja biosfääris toimuvad protsessid. See on täiesti erinev ideoloogia! - hüüatab dr Rasnitsyn.
Aleksander Rasnitsõn
Foto: lenta.ru
Niisiis, Permi ja Triassi putukate uuringud näitavad, et globaalsest katastroofist tingitud teravast väljasuremisest pole vaja rääkida. Permi putukate mitmekesisuse pikaajaline ja järkjärguline vähenemine meenutab pigem kriidiajastu viimaseid miljoneid aastaid, mil teadaolevate dinosauruste perekondade arv vähenes kriidiajastu alguses sadade kaupa järk-järgult ja halastamatult kuni lõpuks 10–30. Sellise mitmekesisuse vaesumise põhjus on vähemalt putukate puhul evolutsiooniline staas, kui uued perekonnad lihtsalt lakkavad ilmumast ja vanad elavad edasi nagu varem ja surevad välja samas tempos.
Täiuslikkuse tragöödia
Aga kuidas saab evolutsioon peatuda? See küsimus tekib paratamatult kõigil lugejatel, kes on õppinud bioloogia koolikursuse. Pole teada, mida Charles Darwin sellest arvas, kuid tänapäeva teadlased usuvad, et seda mitte ainult teha, vaid teatud juhtudel lihtsalt tuleb teha.
„Kui piirduda ainult geneetilise lähenemisviisiga evolutsioonile, koolis läbitud väga sünteetilise teooria raames, siis olendid, kus geneetika intensiivsemalt muutub, peaksid arenema kiiremini kui teised: kiiremini paljunevad, suurema populatsiooni ja suurema viljakusega. Teisisõnu bakterid. Ja suurimad, kõige aeglasemad paljunemisvormid arenevad kõige aeglasemalt. Nii et tegelikult arenevad elevandid ja vaalad kõige kiiremini ning üherakulised kõige aeglasemalt. Kõik on täpselt vastupidi,”ütleb Rasnitsyn.
Miks see juhtub? Teadlastel pole veel täpset vastust, kuid kui geneetika õigsuses pole kahtlust, siis jääb vaid eeldada: geneetika pakutavad elevantide ja vaalade muutuste reservid on kiire arengu tagamiseks üsna piisavad. Kuid teiste jaoks on evolutsioon kuidagi pärsitud ega edene või ei edene täiskiirusel. Küsimus on selles, mis evolutsiooni pidurdab. Rasnitsyn pakkus välja adaptiivse kompromissi kontseptsiooni, lähtudes asjaolust, et kui kõik kehas on kooskõlastatud ja harmooniline, siis on selles väga raske ühte asja muuta, mõjutamata muid parameetreid vastavalt korrelatiivsetele reeglitele. Ja korrelatiivsed muutused ei ole peaaegu alati kohanemisvõimelised ja seetõttu kahjulikud.
Permi putukad
Selleks, et evolutsioon sellises olukorras edeneks, on vaja elusolendi peenet tasakaalustatud korraldust. Lihtne tingimuste karmistamine viib selle väljasuremiseni ja pehmendamine põhjustab ainult suurenenud paljunemist, tihedusest sõltuvat suremuse kasvu ja kogu süsteemi taastumist samal tasemel. Ilmselt on adaptiivse kompromissi ületamine võimalik mõningate ühepoolsete tingimuste muutuste korral, kuigi tegelikult on ainult mõned funktsioonid adaptiivse kontrolli all. Näiteks satub organism saarele, kus selle jaoks pole kiskjaid ega ohtlikke parasiite, ja kogu probleem taandub sellele, kuidas õppida seda, mis seal on. Muide, on hästi teada, et just saartel toimub sageli kiire areng ja loomad võtavad groteskseid vorme. Niisiis toimub evolutsioon selliste tasakaalustamatute tingimuste tekkimisel,uude ökoloogilisse nišši sisenemisel. Aja jooksul loob ta taas täiesti tasakaalustatud olendi, mille järel saabub taas evolutsiooniline staas. Mis juhtub, kui loomastikus saavutavad kõik selle komponendid väga kõrge täiuslikkuse, nii-öelda jõuline kompromiss jääb oma täiuslikkuses soiku? Siis, kui tingimused muutuvad, surevad nad lihtsalt välja - kuni elupaik saab vabaks, kuni tingimused pehmenevad, väheneb adaptiivne kontroll ja evolutsioon muutub lihtsamaks. Seda kõike näeme paleosooja putukate näitel.oma täiuslikkuses luustuma? Siis, kui tingimused muutuvad, surevad nad lihtsalt välja - kuni elupaik vabaneb, kuni tingimused pehmenevad, adaptiivne kontroll väheneb ja evolutsioon muutub lihtsamaks. Seda kõike näeme paleosooja putukate näitel.oma täiuslikkuses luustuma? Siis, kui tingimused muutuvad, surevad nad lihtsalt välja - kuni elupaik vabaneb, kuni tingimused pehmenevad, adaptiivne kontroll väheneb ja evolutsioon muutub lihtsamaks. Seda kõike näeme paleosooja putukate näitel.
“Meie uuringu väljavõte seisneb selles, et putukatel ei olnud massilisi väljasuremisi ja nende mitmekesisuse dünaamika määrab uute rühmade tekkimise dünaamika, mitte väljasuremise dünaamika. Maismaal oli Permi-Triasse katastroofi mõju ja ulatus palju väiksem kui merel, mis on täiesti hämmastunud, kui arvestada, et katastroofi põhjused on atmosfääri muutustes, asteroidide mõjus ja vulkaanis. Ja kuna meie lähenemisviisi ei ole rakendatud teistele loomarühmadele, ei saa ma öelda, et putukate olukord oleks konkreetne. Putukate mitmekesisuse areng süsinikust kuni tänapäevani on väga sarnane sellele, kuidas teiste loomade kogu mitmekesisus sel perioodil muutus. Seetõttu pole üldse välistatud, et need suundumused võivad osutuda universaalseteks ja Permi-Triassi väljasuremine oli tegelikult põhjustatud bioloogilisest,ja mitte geoloogiliste tegurite järgi,”võtab Rasnitsyn kokku.
Dmitri Samarin
