Как возродилась жизнь на Земле после Великого пермского вымирания?

Ученые настаивают, что последствия этого кризиса были максимально серьезными для биосистем нашей планеты.

Массовое пермское вымирание 252 миллиона лет назад было крупнейшей биокатастрофой в истории Земли. До 96% всех морских видов и 73% наземных видов позвоночных исчезли с лица планеты, погибло 83% видов насекомых. Все это произошло почти мгновенно по геологическим меркам — в течение 30-60 тысяч лет. Восстановление биосферы, напротив, затянулось на миллионы лет. 

Международная исследовательская группа, состоящая из ученых из Китайского университета наук о Земле, Калифорнийской академии наук, Бристольского университета, Миссурийского университета науки и технологий и Китайской академии наук привела дополнительные данные, свидетельствующие о том, что последствия пермского вымирания были значительно более серьезными, чем при других массовых вымираниях. 

Чтобы лучше охарактеризовать Великое вымирание, команда стремилась понять, почему экосистемы тогда не восстанавливались так же быстро, как при других вымираниях. Основная причина: кризис в конце пермского периода был гораздо более серьезным, чем любое другое массовое вымирание, он уничтожил 19 из каждых 20 видов. Это означало, что экологические сообщества фактически должны были возрождаться заново из пепла. 

Исследователи реконструировали пищевые цепочки для серии из 14 таких сообществ, охватив пермский и триасовый периоды. Эти сообщества, которые происходят из северного Китая, дают представление о том, как один из регионов на Земле отреагировал на кризисный период. 

«Изучая окаменелости и следы зубов животных, содержимого желудков и экскрементов, я смог определить, кто кого ел. Важно построить точную пищевую сеть, если мы хотим понять эти древние экосистемы», — Юангэн Хуанг, ведущий автор исследования.
Пищевые сети, выявленные учеными, состояли из растений, моллюсков и насекомых, обитающих в прудах и реках, а также рыб, земноводных и рептилий, которые их поедают. Размеры рептилий варьировались от величины современных ящериц до полутонных травоядных рептилий с крошечными головами, массивными бочкообразными телами и защитным покровом из толстых костных чешуек.

Также в биосистемах присутствовали саблезубые горгонопсы (Gorgonopsia), некоторые из которых были такими же большими и мощными, как львы. Когда эти животные погибли во время Великого вымирания, никто не занял их место, оставив экосистемы несбалансированными на десять миллионов лет. 

Первые динозавры были небольшими двуногими насекомоядными около метра в длину, но вскоре они стали крупнее и разнообразнее благодаря питанию плотью и растительностью. 

«Юангэн Хуанг провел год в моей лаборатории. Он применил методы экологического моделирования, которые позволяют нам взглянуть на древние пищевые сети и определить, насколько они стабильны или нестабильны. По сути, модель разрушает пищевую сеть, уничтожая отдельные виды и проверяя общую стабильность», — говорит соавтор исследования Питер Рупнарин.

«Мы обнаружили, что событие в конце пермского периода было исключительным по двум причинам. Во-первых, коллапс разнообразия был гораздо более серьезным, в то время как в других случаях массового вымирания существовали экосистемы с низкой стабильностью до окончательного коллапса. Во-вторых, экосистемам потребовалось очень много времени для восстановления, может быть, десять миллионов лет или больше, тогда как восстановление после других кризисов было быстрым», — Питер Рупнарин.

Исследователи отмечают, что характеристика сообществ — особенно тех, которые успешно восстановились — дает ценную информацию о том, как современные виды могут жить в условиях, когда люди подталкивают планету к краю пропасти.

«До сих пор мы могли описать пищевые сети, но мы не могли проверить их стабильность. Сочетание отличных новых данных из длинных участков горных пород в Северном Китае с передовыми вычислительными методами позволяет нам проникнуть внутрь этих древних сообществ, изучая их, как и пищевые сети в современном мире», — заключает соавтор исследования Чжун-Цян Чен.

Наиболее реалистичной причиной Великого вымирания ученые считают усиление вулканической активности в Сибири. Излияние колоссальных сибирских траппов могло повлечь за собой вулканическую зиму, парниковый эффект из-за выброса вулканических газов и другие климатические изменения, повлиявшие на биосферу.