Ученые определяют массовое вымирание как вымирание примерно трех четвертей всех видов в течение короткого геологического периода времени, который составляет менее 2,8 миллионов лет, согласно The Conversation. Прямо сейчас люди находятся в начале последнего массового вымирания, которое движется гораздо быстрее, чем любое другое. С 1970 года популяции видов позвоночных сократились в среднем на 68%, и в настоящее время более 35 000 видов считаются находящимися под угрозой исчезновения, по данным Международного союза охраны природы (МСОП). Только в течение 20-го века вымерло около 543 видов наземных позвоночных, согласно исследовательской статье в журнале PNAS.
Ископаемые останки не только говорят нам, какие существа существовали до нас, но и как долго вид может естественным образом выживать, прежде чем вымрет без вмешательства человека. Это называется фоновой скоростью, и она равна примерно одному вымиранию вида на 1 миллион видов в год. В настоящее время из-за деятельности человека фактическая фоновая скорость в десятки тысяч раз выше, что означает, что виды вымирают гораздо быстрее, чем должны были бы. Исследования показали, что некоторые виды, исчезнувшие с Земли, продолжали бы существовать в течение 800–10 000 лет без вмешательства человека, согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances.
Ученые обнаружили в 2022 году скрытое массовое вымирание в древнем прошлом Земли. Новые данные свидетельствуют о том, что глобальное падение уровня кислорода около 550 миллионов лет назад привело к первому известному массовому вымиранию на Земле.
Разгар эдиакарского периода, около 550 миллионов лет назад, был временем расцвета жизни в океанах Земли. Петалонамиды, имеющие форму перьев, высасывали питательные вещества из воды, похожие на слизней кимбереллы паслись на микробных матах, а предки медуз только начинали создавать волны.
Однако затем 80% жизни на Земле исчезло, не оставив никаких следов в палеонтологической летописи.
Теперь новое исследование предполагает, что эти пропавшие окаменелости указывают на самое раннее известное событие массового вымирания на Земле. Эти первые сообщества крупных, сложных животных были убиты резким глобальным снижением кислорода — открытие, которое может иметь последствия для современных океанических экосистем, находящихся под угрозой из-за деятельности человека.
«Это представляет собой старейшее признанное крупное вымирание в летописи окаменелостей животных», — сказал ведущий автор исследования Скотт Эванс , научный сотрудник Virginia Tech. «Это согласуется со всеми крупными массовыми вымираниями, поскольку связано с изменением климата».
Отпечатки вымерших эдиакарских ископаемых Dickinsonia (слева) и родственной, но редкой формы Andiva (справа) из Национального парка Нильпена Эдиакара в Южной Австралии. Скотт Эванс
Животные прошли через эволюционное горнило массовых вымираний по крайней мере пять раз. Были ордовикско-силурийское и девонское вымирания (440 миллионов и 365 миллионов лет назад соответственно), которые уничтожили множество морских организмов. Затем были пермско-триасовое — также известное как «Великое вымирание» — и триасово-юрское вымирания (250 миллионов и 210 миллионов лет назад соответственно), которые затронули морских позвоночных и наземных животных. Последнее массовое вымирание, около 66 миллионов лет назад в конце мелового периода, уничтожило около 75% растений и животных, включая нептичьих динозавров.
Следует ли добавить еще одно массовое вымирание в этот список, было открытым вопросом среди палеонтологов в течение некоторого времени. Ученые давно знали о внезапном снижении ископаемого разнообразия 550 миллионов лет назад, но было неясно, было ли это связано с внезапным событием массового вымирания.
Одним из возможных объяснений может быть то, что ранние трилобиты — бронированные и часто шлемоголовые морские членистоногие — начали конкурировать с эдиакарской фауной, что привело к вымиранию последней. Другое возможное объяснение заключается в том, что эдиакарская фауна продолжала существовать, но условия, необходимые для сохранения эдиакарских ископаемых, существовали только до 550 миллионов лет назад. «Люди осознали, что в это время произошли изменения в биоте», — сказал Эванс. «Но возникли существенные вопросы о том, каковы могли быть причины».
Чтобы ответить на эти вопросы, Эванс и его коллеги составили базу данных эдиакарских окаменелостей, которые другие исследователи ранее описали в научной литературе, отсортировав каждую запись по таким факторам, как географическое положение, размер тела и режим питания. Команда каталогизировала 70 родов животных, которые жили 550 миллионов лет назад, и обнаружила, что только 14 из этих родов все еще были около 10 миллионов лет спустя. Они не заметили никаких существенных изменений в условиях, необходимых для сохранения окаменелостей, и не нашли таких различий в режимах питания, которые могли бы предположить, что эдиакарские животные вымерли из-за конкуренции с ранними кембрийскими животными, такими как трилобиты.
Но среди выживших организмов была одна общая черта: планы тела с большой площадью поверхности относительно объема, что может помочь животным справляться с условиями с низким содержанием кислорода. Это наблюдение в сочетании с геохимическими доказательствами снижения содержания кислорода 550 миллионов лет назад предполагает, что эдиакарский период мог закончиться массовым вымиранием, вызванным низким содержанием кислорода в океане. Исследователи опубликовали свои выводы онлайн 7 ноября 2022 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Отпечатки вымерших эдиакарских ископаемых: дикинсония (в центре) и меньшая якореобразная парванкорина (слева) в песчанике в национальном парке Нильпена Эдиакара в Южной Австралии. Скотт Эванс
«Мы изучили закономерности избирательности — что вымерло, что выжило и что процветало после вымирания», — сказал соавтор исследования Шухай Сяо , профессор геобиологии в Virginia Tech. «Оказывается, организмы, которые не могут справиться с низким уровнем кислорода, были выборочно удалены».
Почему уровень кислорода резко упал в последние годы эдиакарского периода, остается загадкой. Эванс сказал, что возможны извержения вулканов, движение тектонических плит и падение астероидов, а также менее драматичные объяснения, такие как изменение уровня питательных веществ в океане.
Независимо от того, как именно это произошло, это массовое вымирание, вероятно, повлияло на последующую эволюцию жизни на Земле и может иметь последствия для ученых, изучающих, как зародилась животная жизнь.
«Эдиакарские животные довольно странные — большинство из них совсем не похожи на тех животных, которых мы знаем», — сказал Эванс. «После этого вымирания мы начинаем видеть все больше и больше животных, похожих на тех, что есть сегодня. Возможно, это раннее событие проложило путь для более современных животных».
Результаты также могут содержать уроки об угрозах, которые человек несет водной жизни. Различные сельскохозяйственные и сточные воды внесли питательные вещества, такие как фосфор и азот, в морские и речные экосистемы, тем самым увеличив количество водорослей, которые разлагаются в воде и потребляют кислород. Распространение «мертвых зон», где уровень кислорода в воде слишком низок для поддержания жизни, может представлять аналогичные проблемы для современных животных.
Ордовикско-силурийское вымирание: 440 миллионов лет назад, вымерло 85% видов. Следующее массовое вымирание на Земле произошло в период, когда такие организмы, как кораллы и панцирные брахиоподы, заполнили мелководье мира, но еще не вышли на сушу. Сама жизнь начала распространяться и разнообразиться, впервые появившись около 3,7 миллиарда лет назад. Но около 440 миллионов лет назад климатический сдвиг привел к изменению температуры моря, и большая часть жизни в океане погибла.
В конце ордовикского периода быстрое начало массового оледенения покрыло южный суперконтинент Гондвана. Оледенение такого масштаба заперло большой процент мировых вод и резко понизило уровень мирового океана, что лишило многие виды жизненно важных мест обитания, разрушив пищевые цепи и уменьшив репродуктивный успех, согласно исследованию, опубликованному в журнале Oceanology.
Точно неизвестно, что именно послужило причиной этих событий. Одна из теорий заключается в том, что процесс охлаждения мог быть вызван образованием североамериканских Аппалачей, согласно новостям штата Огайо. Масштабная эрозия этих горных силикатных пород связана с удалением парникового газа углекислого газа из атмосферы.
Однако не все ученые с этим согласны. Альтернативные теории предполагают, что токсичный металл мог раствориться в океанских водах в период истощения кислорода, уничтожив морскую жизнь, согласно National Geographic. Другие ученые предполагают, что гамма-всплеск от сверхновой проделал огромную дыру в озоновом слое, позволив смертоносному ультрафиолетовому излучению убить жизнь ниже, согласно APS News, а еще одна теория предполагает, что причиной был вулканизм, согласно исследованию, опубликованному в журнале Geology.
Позднее девонское вымирание: 365 миллионов лет назад, вымерло 75% видов. Девонский период, часто называемый «веком рыб», стал свидетелем взлета и падения многих доисторических морских видов. Хотя к этому времени животные начали эволюционировать на суше, большая часть жизни плавала в океанах. Так было до тех пор, пока сосудистые растения, такие как деревья и цветы, вероятно, не стали причиной массового вымирания, согласно исследованию 1995 года, опубликованному в журнале GSA Today.
По данным BBC, по мере того, как растения развивали корни, они непреднамеренно преобразовывали землю, на которой жили, превращая камни и щебень в почву. Эта богатая питательными веществами почва затем попадала в мировые океаны, вызывая цветение водорослей в огромных масштабах. Это цветение по сути создавало гигантские «мертвые зоны», которые являются областями, где водоросли высасывают кислород из воды, удушая морскую жизнь и нанося ущерб морским пищевым цепям. Виды, которые не смогли адаптироваться к пониженному уровню кислорода и нехватке пищи, погибли.
Однако эта теория оспаривается, и некоторые ученые полагают, что причиной снижения уровня кислорода в океане стали извержения вулканов, согласно исследованию, опубликованному в журнале Geology.
Одним из морских монстров, который был стерт с лица земли, была 10-метровая бронированная рыба под названием Дунклеостей. Устрашающий хищник, эта гигантская рыба имела шлем из костяных пластин, который покрывал всю ее голову и создавал похожий на клык выступ на ее челюсти.
Пермско-триасовое вымирание: 253 миллиона лет назад, вымерло 96% морских организмов; 70% наземных организмов. Это вымирание, часто называемое «Великим вымиранием», является крупнейшим из когда-либо произошедших на Земле. Оно уничтожило около 90% всех видов планеты и уничтожило рептилий, насекомых и земноводных, которые бродили по суше. Причиной этого катастрофического события стал период необузданного вулканизма, по одной из теорий. В конце пермского периода в той части мира, которую мы сейчас называем Сибирью, произошло извержение вулканов. Это привело к выбросу большого количества углекислого газа в атмосферу, что вызвало парниковый эффект, который нагрел планету. В результате изменились погодные условия, поднялся уровень моря, а на землю обрушились кислотные дожди.
В океане повышенный уровень углекислого газа растворился в воде, отравив морскую жизнь и лишив ее богатой кислородом воды, согласно данным Музея Сэма Нобла в Оклахоме. В то время мир состоял из одного суперконтинента под названием Пангея, что, по мнению некоторых ученых, способствовало отсутствию движения в мировых океанах, создавая глобальный бассейн стоячей воды, который только увековечивал накопление углекислого газа. Повышение температуры моря также снизило уровень кислорода в воде.
Триасово-юрское вымирание: 201 миллион лет назад, вымерло 80% видов. Триасовый период ознаменовался появлением новой и разнообразной жизни, и мир начали заселять динозавры. К сожалению, в то же время извергались многочисленные вулканы. Хотя точно неясно, почему произошло это четвертое массовое вымирание, ученые считают, что массовая вулканическая активность произошла в районе мира, который сейчас покрыт Атлантическим океаном, согласно MIT News. Подобно пермскому вымиранию, вулканы высвободили огромное количество углекислого газа, что привело к изменению климата и уничтожению жизни на Земле. Глобальные температуры повысились, лед растаял, а уровень моря поднялся и закислился. В результате вымерло множество морских и наземных видов; среди них были крупные доисторические крокодилы и некоторые летающие птерозавры.
По данным журнала Discover, существуют альтернативные теории, объясняющие это массовое вымирание. Они предполагают, что повышение уровня углекислого газа привело к высвобождению захваченного метана из вечной мерзлоты, что могло привести к аналогичной серии событий.
Вымирание K-Pg: 66 миллионов лет назад, вымерло 75% видов. Самым известным из всех массовых вымираний является мел-палеогеновое вымирание — более известное как день, когда вымерли динозавры. Это событие иногда также называют вымиранием KT, а геологи называют его «вымиранием K-Pg», потому что буква «C» является сокращением от предыдущего геологического периода, называемого кембрием. «K» происходит от немецкого слова «Kreide», что означает «меловой».
Астероид диаметром более 8 миль (13 километров) врезался в Землю со скоростью около 45 000 миль в час (72 000 км/ч), совершив аварийную посадку на территории современного Юкатана в Мексике. Он пробил дыру шириной 110 миль (180 км) и глубиной 12 миль (19 км), названную кратером Чиксулуб. Удар выжег бы всю землю вокруг него в радиусе 900 миль (1450 км) и положил бы конец 180-миллионному правлению динозавров на Земле.
После удара на протяжении месяцев царило почерневшее небо из-за выброшенных в атмосферу обломков и пыли. Это помешало растениям поглощать солнечный свет, и они массово вымерли, нарушив пищевые цепи динозавров. Это также вызвало резкое падение глобальной температуры, погрузив мир в продолжительную холодную зиму. Ученые подсчитали, что большинство вымираний на Земле в то время произошло бы всего за несколько месяцев после удара. Однако многие виды, которые могли летать, рыть норы или нырять в глубины океанов, выжили. Например, единственными настоящими потомками динозавров, живущими сегодня, являются современные птицы — считается, что более 10 000 видов произошли от выживших после удара.
